1. 铁素体不锈钢和马氏体不锈钢热处理工艺有何特点
淬火处理和固溶处理的区别：二者均为加热保温后快速冷却，但淬火后强度、硬度、耐磨性升高，而固溶处理后强度、硬度、耐磨性下降。固溶处理后再时效处理才可使强度、硬度、耐磨性升高。
铁素体不锈钢经热处理不能增加其硬度，只能采用固溶处理的方法来使不锈钢材料里的合金元素能充分的溶进基体的铁素体、奥氏体里，这样的话整体的性能就一致了；而马氏体则可以经过热处理增加其硬度，调整其力学性能的不锈钢。
2. 什么是铁素体不锈钢，力学性能怎么样
铁素体不锈钢（400系）含铬量在15%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素，这类钢具有导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。铁素体不锈钢价格不仅相对低且稳定，并且具有许多独特的特点和优势，业已证明，在许多原先认为只能采用奥氏体不锈钢（300系）的应用领域，铁素体不锈钢是一种极为优异的替代材料，铁素体不锈钢不含镍，主要元素为铬（>10%）和铁，铬是不锈钢特别耐腐蚀的元素，其价格相对稳定。
铬含量12%～30%，在高温和常温下均以体心立方晶格的铁素体为基体组织的不锈钢。这类钢一般不含镍，有的含有少量钼、钛或铌等元素，具有良好的抗氧化性，耐蚀性和耐氯化物腐蚀破裂性。铁素体不锈钢根据铬含量可分为低铬、中铬和高铬三类，根据钢的纯净度，特别是碳、氮杂质含量又可分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢。普通铁素体不锈钢有低温和室温脆性，缺口敏感性及较高的晶间腐蚀倾向，焊接性较差等缺点，虽然这类钢发展的较早，在工业应用一直受到很大限制。普通铁素体不锈钢的这些不足，与钢的纯净度，特别是与钢中碳、氮等间隙元素的含量较高有关。只要钢中碳、氮足够低，例如不大于150×10～250×10-6，基本上可克服上述缺点。
铁素体不锈钢的力学性能：
铁素体不锈钢因无相变，不能靠热处理强化。一般在700～800℃退火后使用。由于铁铬原子尺寸相差不多固溶强化效果较小，铁素体不锈钢屈服强度、抗拉强度略高于低碳钢，延性则低于低碳钢。
普通铁素体不锈钢易产生脆性：
（1）室温脆性。普通铁素体不锈钢对缺口敏感，脆性转变温度除了低铬（如405）外均在室温以上，铬量愈高冷脆性愈大。这种冷脆性与钢中碳、氮等间隙元素有关，而超纯铁素体钢由于碳、氮等间隙元素含碳非常低，可得到良好的韧性，脆性转变温度可降至室温以下。
（2）高温脆化。普通铁素体不锈钢加热到927℃以上后急冷至室温，塑性和韧性显著降低。这种高温脆化与碳（氮）化物在427～927℃温度迅速地在晶界或位错上析出有关。降低钢中碳氮含量（采用超纯技术）可以极大的改善此脆性。此外，铁素体钢加热到927℃以上晶粒容量粗化，粗大晶粒将使钢的塑性，韧性恶化。
（3）σ-相的形成。根据铁-铬相图，在500～800℃保温，含铬40%～50%合金将形成单一相σ，含铬小于20%或大于70%的合金，将形成α+σ双相组织。σ-相形成会显著地降低钢的塑性和韧性。所以此类钢不宜在500～800℃长时间使用。
（4）475℃脆性。高铬（>15%）铁素体钢，在400～500℃保温将强烈脆化。这种脆化所需时间较σ相析出短，例如0.080C-0.4Si-16.9Cr钢在450℃保温4h，室温冲击韧性几乎下降到零。脆化程度随铬含量增加而增加，但在600℃以上处理可恢复韧性。475℃脆化是由于富铬α′相沉淀的结果。此类钢应避免在475℃附近加热。
3. 不锈钢种类及用途的基本知识是什么
不锈钢（StainlessSteel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。
不锈钢种类：
不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。另外，可按成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
1、铁素体不锈钢：含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。
2、奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC<0.08%，钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。
3、奥氏体-铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。
奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
4、马氏体不锈钢：强度高，但塑性和可焊性较差。
马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。
不锈钢理算计算公式
棒料重量=3.14×(直径/2)^2×0.00000609KG（单位毫米）
六角棒料重量=截面积X长度×0.00000609KG（单位毫米）
块料重量=长X宽X高×0.00000609KG（单位毫米）
不锈钢常见种类：
1、奥氏体
301、302、303、303se、304、304L、304N1、304N2、304LN、305、309S、310S、316、316L、316N、316J1、316J1L、317、317L、317J1、321、347、XM7、XM15J1、329J1
2、铁素体
405、430、430F、434、447J1、403
3、马氏体
410、410L、405、416、410J1、420J1、420J2、420F、431、440A、440B、440C、440F、630、631、632
还有一种不锈钢，201、202、203、204，含铬低，含锰高，（铬高能增加耐腐蚀性，锰高可以使材料无磁）此种不锈钢抗腐蚀性差，一般用于干燥的环境装饰用。
不锈钢作用：
不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要。
不锈钢典型用途：
大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时，主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。
然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。
在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。
不锈钢拉门：
人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体，所以，欧洲准则中也包括了这种钢。
产品形状：
实际上，不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的，而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的，也用中厚板生产特殊产品，例如，生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品，包括型材、棒材、线材和铸件。
不锈钢表面状态：
正如后面将谈到的，为了满足建筑师们美学的要求，已开发出了多种不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者无光泽的；可以是光面的、抛光的或压花的；可以是着色的、彩色的、电镀或者在不锈钢表面蚀刻有图案，也可进行拉丝等，以满足设计人员对外观的各种要求。
保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好，也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。
工程上常采用以下几种方法防止晶间腐蚀：
（1）降低钢中的碳量，使钢中合碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度，即从根本上解决了铬的碳化物（Cr23C6）在晶界上析出的问题。通常钢中合碳量降至0.03%以下即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。
（2）加入Ti、Nb等能形成稳定碳化物（TiC或NbC）的元素，避免在晶界上析出Cr23C6，即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。
（3）通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例，使其具有奥氏体+铁索体双相组织，其中铁素体占5%一12%。这种双相组织不易产生晶间腐蚀。
（4）采用适当热处理工艺，可以防止晶间腐蚀，获得最佳的耐蚀性。
奥氏体不锈钢的应力腐蚀
应力（主要是拉应力）与腐蚀的综合作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂，简称SCC（StressCrackCorrosion）。奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。当含Ni量达到8%一10%时，奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性最大，继续增加含Ni量至45~50%应力腐蚀倾向逐渐减小，直至消失。
防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加入Si2~4%并从冶炼上将N含量控制在0.04%以下。此外还应尽量减少P、Sb、Bi、As等杂质的含量。另外可选用A-F双相钢，它在Cl-和OH-介质中对应力腐蚀不敏感。当初始的微细裂纹遇到铁素体相后不再继续扩展，铁素体含量应在6%左右。
奥氏作不锈钢的形变强化
单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能，可以冷拔成很细的钢丝，冷轧成很薄的钢带或钢管。经过大量变形后，钢的强度大力提高，尤其是在零下温区轧制时，效果更为显著。抗拉强度可达2000MPa以上。这是因为除了冷作硬化效果外，还叠加了形变诱发M转变。
奥氏作不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。形变后若需焊接，则只能采用点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加。并因部分γ->M转变而产生铁磁性，在使用时（如仪表零件中）应予以考虑。
再结晶温度随形变量而改变，当形变量为60%时，其再结晶温度降为650℃冷变形奥氏体不锈钢再结晶退火温度为850~1050℃，850℃则需保温3h，1050℃时透烧即可，然后水冷。
奥氏体不锈钢的热处理
奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有：固溶处理、稳定化处理和去应力处理等。
（1）固溶处理。将钢加热到1050~1150℃后水淬，主要目的是使碳化物溶于奥氏体中，并将此状态保留到室温，这样钢的耐蚀性会有很大改善。如上所述，为了防止晶问腐蚀，通常采用固溶化处理，使Cr23C6溶于奥氏体中，然后快速冷却。对于薄壁件可采用空冷，一般情况采用水冷。
（2）稳定化处理。一般是在固溶处理后进行，常用于含Ti、Nb的18-8钢，固处理后，将钢加热到850~880℃保温后空冷，此时Cr的碳化物完全溶解，脱而钛的碳化物不完全溶解，且在冷却过程中充分析出，使碳不可能再形成铬的碳化物，因而有效地消除了晶间腐蚀。
（3）去应力处理。去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到300~350℃回火。对于不含稳定化元素Ti、Nb的钢，加热温度不超过450℃，以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。对于超低碳和含Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件，需在500~950℃,加热，然后缓冷，消除应力（消除焊接应力取上限温度），可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力。
奥氏体-铁素体双相不锈钢
在奥氏不锈钢的基础上，适当增加Cr含量并减少Ni含量，并与回溶化处理相配合，可获得具有奥氏体和铁素体的双相组织（含40~60%δ-铁素体）的不锈钢，典型钢号有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。双相不锈钢有较好的焊接性，焊后不需热处理，而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。但由于含Cr量高，易形成σ相，使用时应加以注意。
铁素体型不锈钢
它的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数在11.5%~32.0%范围内。随着铬含量的提高，其耐酸性能也提高，加入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。
马氏体型不锈钢
它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5%~18.0%，但碳的质量分数最高可达0.6%。碳含量的增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。这类钢的焊接性较差。列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2等。
奥氏体型不锈钢
其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍（镍的质量分数为8%~25%）而形成的，具在奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢以Cr18Ni19铁基合金为基础，在此基础上随着不同的用途，发展成图1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。
奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢，是应用最广泛的一类钢，其中以18-8型不锈钢最有代表性，它是有较好的力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子（CL-）的介质特别敏感，易于发生应力腐蚀。18-8型不锈钢按其化学成分中碳含量的不同又分为三个等级：一般含碳量（Wc≤0.15%）低碳级（Wc≤0.08%）和超低碳级（Wc≤0.03%）。例如我国国家标准中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三种钢板分属上面三个等级。世界许多国家都感到镍储量的紧缺。为了节省镍，早在四、五十年代世界上就开始用锰和氮取代18-8型不锈钢中的部分镍。研制并列入国家标准的钢板牌号有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。
奥氏体-铁素体型不锈钢
其显微组织为奥氏体加铁素体。铁素体的体积分数小于10%的不锈钢，是在奥氏体钢基础上发展的钢种。
沉淀硬化型不锈钢
按其组织形态可分为三类：沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化马氏体型和沉淀硬化奥氏体型不锈钢。列入我国国家标准钢板牌号的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三种,是属于沉淀硬化半奥氏体型不锈钢。该钢的组织特点是在固溶或退火状态时具有奥氏体加体积分数为5%~20%的铁素体组织。这种钢经过系列的热处理或机械变形处理后奥氏体转变为马氏体，再通过时效析出硬化达到所需要的高强度。这种钢有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中，得到应用。
不锈钢未来展望：
由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。不锈钢集性能、外观和使用特性于一身，所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。
4. 什么是铁素体不锈钢
在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。
这类钢一般内不含镍，有时容还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。
5. 铁素体不锈钢和马氏体不锈钢的区别
铁素体型不锈钢
它的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数在11.5％~32.0%范围内。随着铬版含量的提高权，其耐酸性能也提高，加入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、
00Cr30Mo2等。
马氏体型不锈钢
它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5％~18.0％，但碳的质量分数最高可达0.6％。碳含量的增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。这类钢的焊接性较
差。列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。
6. 奥氏体，铁素体两种不锈钢都能热处理吗
都能进行热处理的！奥氏体不锈钢的常用热处理工艺为：奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。
铁素体不锈钢的热处理工艺没有公认一致的规定，但是最常用的是退火软化处理。有人对铁素体不锈钢的热处理进行过研究。研究结果表明：铁素体不锈钢固溶处理时，温度在900℃以下组织无明显变化，其硬度随着温度的上升变化缓慢；900℃左右发生再结晶，硬度显著降低；在475℃( %热处理后析出物增多，硬度增加，耐腐蚀性能严重下降，即有明显475℃脆性现象。
7. 不锈钢退火后的材质变化情况
不锈钢是20世纪重要发明之一，经过近百年的研制和开发已形成一个有多个牌号的系列化的钢种。在特殊钢体系中不锈钢性能独特，应用范围广，起其它特殊钢无法代替的作用,而不锈钢几乎可以涵盖其它任何一类特殊钢。
1 奥氏钢的演变
在发达国家，每年消耗的不锈钢中约有70%是奥氏体不锈钢，尽管我国消费水平不高，奥氏体不锈钢的消耗量也达到总消耗量的65%左右。所以看不锈钢牌号发展动向首先要看奥氏体不锈钢的动向。
早期的研究者已发现碳是造成奥氏体不锈钢晶界腐蚀损坏的主要原因，限于当时的冶金设备水平，很难将碳控制到0.03%以下，最终想出了在钢中加入Ti和Nb，使其优先与碳反应，生成TiC和NbC，将碳固定住的方法，防止碳在晶界析出生成Cr23C6，造成晶间腐蚀。由于Nb的成本很高，直到七十年代中期，含Ti稳定化钢1Cr18Ni9Ti仍在不锈钢中占主导地位。
1Cr18Ni9Ti钢水粘稠，连铸坯表面质量很难过关。采用模铸，钢锭表面质量不好，必须进行剥皮修磨，成材率很低。成品钢材含有TiN夹杂，纯净度低，表面抛光性能差，拉细丝断头多。到了20世纪60年代末期，不锈钢冶炼技术取得了突破性进展，广泛采用AOD和VOD法炼钢，降低不锈钢中的碳不再歉鑫侍饬恕E贰⒚馈⑷盏裙ひ捣⒋锕 蚁群罂 ⒘艘幌盗械吞己统 吞几郑 琓i稳定化钢逐步被低碳和超低碳钢所取代。七十年代，美、日等国已将1Cr18Ni9Ti从标准中淘汰，尽管保留了0Cr19Ni11Ti（321）但其产量仅占总量的0.7～1.5%，顺利地完成了从含钛稳定化钢向低碳和超低碳钢的过渡。
我国不锈钢的生产与应用相对滞后，尽管1984年颁布国家标准GB1220-84《不锈钢棒》时，将1Cr18Ni9Ti列为不推荐使用牌号，但1Cr18Ni9Ti的主导地位并没有变化。直到1995年，随着国民经济的发展，特别是合资企业的介入，国内市场与国际市场逐步接轨，短短5～6年时间，我国奥氏体不锈钢已完成从含钛稳定化钢向低碳和超低碳钢的过渡。目前除少数传统产业仍使用1Cr18Ni9Ti外，304（0Cr19Ni9）和316（0Cr17Ni12Mo）已成为不锈钢的主导牌号。
2 以氮代碳，发展含氮不锈钢
在奥氏体不锈钢中氮和碳有许多共同特性，如增加奥氏体稳定性，能有效提高钢的冷加工强度等。提高碳含量会降低不锈钢的抗晶间腐蚀性能，氮与铬的亲和力要比碳与铬的亲和力小，奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。因此，加适量的氮能在提高钢的强度和抗氧化性能的同时，不降低不锈钢的抗晶间腐蚀性能。以氮代碳，开发含氮不锈钢已成为热门话题。
氮在钢中的溶解度有限（<0.15%），加入铬和锰能提高其溶解度，加入镍和碳能减少其溶解度。在大气冶炼条件下，氮通常以Cr-N或Mn-N合金形式加入钢中，但回收率很难准确控制，一般认为氮含量超过0.2%对冶炼操作极为不利。氩-氧精炼，加压电渣熔炼，平衡压力浇铸等技术的发展和应用，使准确控制钢中氮含量，用氮来控制钢中的组织成为现实。近期研究成果表明，适当调整不锈钢成分，特别是铬与锰的配比，能将钢中的氮含量稳定在0.4%左右，近年来，美国和日本标准（ASTM A580和JIS G4309）先后增加了304N（0Cr19Ni9N）、316N（0Cr17Ni12Mo2N）、XM-19（0Cr22Ni12Mn5Mo2N）、XM-31（1Cr18Mn15N）、XM-10（0Cr20Ni7Mn9N）、XM-11（00Cr20Ni7Mn9N）XM-28（1Cr18Ni2Mn12N）、XM-29（0Cr18Ni3Mn13N）和S28200（1Cr18Mn18MoCuN）共9个含氮牌号。
图1 奥氏钢的演变
3 开发和推广200系列不锈钢
二战期间镍供应严重不足，德国人首先研制出以锰一氮代替部分镍的不锈钢。20世纪50年代美国人因为同样理由，经深入研究，将锰一氮代镍钢定型，开发了高锰系列奥氏体不锈钢，即200系列不锈钢。
我国镍资源匮乏，铬资源也不丰富，以锰-氮代镍，开发和推广200系列不锈钢不仅可以降低不锈钢成本，还有深远的战略意义。印度在200系列不锈钢推广应用方面走在世界的前列，目前全世界200系列钢70%以上是印度生产的，值得我们借鉴。
200（Cr-Mn-Ni）系列不锈钢常见牌号的化学成分如表1 。200系列钢以锰-氮代镍，材料成本显著降低。但降低镍后，为保持奥氏体组织必须有足够高的锰、碳和氮来增加镍当量，因此造成200系列钢具有以下特性：①固溶处理后的抗拉强度偏高，一般为800～1100Mpa，而且无法将抗拉强度降下来。②冷加工硬化率急剧上升，冷加工强化系数K>15，加工难度大，过程成本增加。③200系列钢具有优良的耐磨性能。④200系列钢弯曲成形、冷镦和冲压性能较差。⑤传统的200系列钢，对晶间腐蚀很敏感，而且加稳定化元素也无法改变其敏感性。⑥部分钢（如205、2Cr15Mn15Ni2N等）由于其稳定奥氏体元素含量相对比304高，抗磁性能优于304。鉴于上述特性，201、202和205等钢丝主要用于制作弹簧、筛网和精密轴等。
表1 200（Cr-Mn-Ni）系列不锈钢化学成分
为提高200系列钢在各种介质中的耐蚀性能，改善钢的冷加工和冷顶锻性能，达到用200系列钢代替304的目标，近年来主要从以下几方面着手开发新牌号。①以氮代替碳，稳定奥氏体、在提高强度同时提高耐蚀性能，如204、211、216。②适量添加Mo、Nb等元素，改善钢的抗点蚀、晶间腐蚀和抗应力腐蚀性能，如216、223。③加铜降低钢的冷加工硬化率，改善冷顶锻和冷成形性能，如204Cu、211、223。美国冶金学家、ASTM会员约翰o迈杰，用204Cu代替304的研究成果尤其令人鼓舞。
迈杰在改型201（C=0.03%、Mo=0.2%）钢基础上分别添加1%、2%和3%的铜，发现随Cu含量增加钢的屈服强度和抗拉强度稳步下降，如表2 。
表2 铜对改型201力学性能的影响
204Cu由于含3%Cu，软化处理后的抗拉强度已与304接近，但其冷加工硬化率显著降低。从图2可以看出，冷拉减面率≤45%时，204Cu的冷加工硬化趋势基本与304和304FQ（304M）相近，减面率>45%时，204Cu的冷加工硬化率明显低于304。取304、204Cu和改型201钢丝（ф3.5mm）在同样条件下进行冷顶锻试验试
图2 204Cu与304冷加工硬化趋势对比 验结果如表3 。（作者注：1Ksi=0.0069Mpa）
表表3 冷顶锻试验结果
注：Φ3.5mm钢丝经多道次模具冲顶成形，螺栓头部直径为钢丝的3.5倍。每个牌号取数百个螺栓， 肉眼检查头部裂纹状况。/p>
从表3 可以看出，改型201加3%Cu后，耐盐雾腐蚀和冷成形能力有了根本性的改善。204Cu冷顶锻成形性能优于304，耐盐雾腐蚀能力与304相当。
进一步试验已证明，在5种常见酸性介质中，204Cu的耐腐蚀性能优于304，如表4 。
表4 204Cu与304耐蚀性能比较
注：试验温度从0℃，每次升5℃，逐步上升到全部试样出现浸蚀裂纹的温度-25℃为止。*不产生浸蚀裂纹的最高温度。
综上所述，204Cu与304相比，抗拉强度和屈服强度高，冷加工硬化率低，冷成形性能好；在各种腐蚀环境中的耐蚀性能优于，至少是相当于304；再加上200系列钢固有的耐磨损、材料成本低等优势，204Cu完全有可能取代304成为通用不锈钢。美国近年来在电子、通讯、安全防护、食品加工、能源和烟草加工行业，大力推广204Cu，成效显著。
4 超级铁素体不锈钢
铁素体不锈钢具有良好的耐蚀性能和抗氧化性能，其抗应力腐蚀性能优于奥氏体不锈钢，价格比奥氏体不锈钢便宜，但存在可焊性差、脆性倾向比较大的缺点，生产和使用受到限制。二十世纪60年代初期的研究已经证明，铁素体钢的高温脆性、冲击韧性、可焊性都与钢中的间隙元素含量有关，通过降低钢中的碳和氮的含量，添加钛、铌、锆、钽等稳定化元素，添加铜、铝、钒等焊缝金属韧化元素3种途径，可以改善铁素体钢的可焊性和脆性。铁素体按C+N含量可以分为不同级别：
C+N＞0.03% 为常规铁素体不锈钢，表示为0Cr；
C+N≤0.03% 为超低碳铁素体不锈钢，表示为00Cr；
C+N≤0.02% 为高纯铁素体不锈钢，表示为000Cr；
C+N≤0.01% 为超纯铁素体不锈钢，表示为0000Cr
国外一些企业已经用AOD熔炼或真空熔炼加电子束精炼的方法生产出含氮低于90ppm，碳和氮总量在110～120ppm范围内的高纯铁素体钢。我国已研制出000Cr18Mo2Ti和000Cr30Mo2高纯铁素体钢.国内外近期研制成功的超级铁素体钢化学成分如表5。
表表5 超级铁素体钢的化学成分（wt%）
美国标准ASTMA493-88已经纳入XM-27（000Cr26Mo）、S44700（000Cr29Mo3）和S44800（000Cr29Ni2Mo3）3个超纯铁素体牌号，其化学成分如表6。
表6 ASTMA493中超纯铁素体钢化学成分wt%
5 超级奥氏体钢
超级奥氏体钢指Cr、Mo、N含量显著高于常规不锈钢的奥氏体钢，其中比较著名的是含6%Mo的钢（254SMo），这类钢具有非常好的耐局部腐蚀性能，在海水、充气、存在缝隙、低速冲刷条件下，有良好的抗点蚀性能（PI≥40）和较好的抗应力腐蚀性能，是Ni基合金和钛合金的代用材料。超级奥氏体钢的化学成分如表7。
表7 超级奥氏体钢的化学成分
注：①点蚀指数PI =Cr%+3.3Mo%+30N%。 ②临界缝隙腐蚀温度CCT = -（45±5）+11Mo%。
超级奥氏体不锈钢热加工难度较大，一般认为杂质和低熔点金属在晶界富集、沉淀是造成奥氏体钢热脆性的主要原因，控制Mn≈0.5%、Cu≤0.7%、Si≤0.30%、S≤0.005%、Bi≤5×10-6、Pb≤15×10-6有利于热加工。超级奥氏体钢的冷加工性能良好，其抗拉强度偏高，与一般奥氏体钢相比，要达到相同的软化效果，固溶温度应提到1150～1200℃。
6 超马氏体不锈钢
传统的马氏体不锈钢2～4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足够的延展性，在冷顶锻变形过程中对应力十分敏感，冷加工成型比较困难。加之钢的可焊性比较差，使用范围受到了限制。为克服马氏体钢的上述不足，近年人们已找到一种有效途径：通过降低钢的含碳量，增加镍含量，开发了一个新系列合金钢--超马氏体钢。这类钢抗拉强度高，延展性好，焊接性能也得到改善，因此超马氏体钢又称为软马氏体钢或可焊接马氏体钢。
超马氏体钢的典型显微组织为低碳回火马氏体组织，这种组织具有很高的强度和良好的韧性。随镍含量和热处理工艺的变化，某些牌号的超马氏体钢显微组织中可能有10～40%的细小弥散状残余奥氏体，含铬16%的超马氏体钢中可能出现少量的δ铁素体。进一步改善超马氏体钢性能的途径是获得晶粒更细的回火马氏体组织。
近年来，各国不锈钢生产企业在开发低碳、低氮超马氏体钢方面做了很大努力，生产出一批适用于不同用途的超马氏体不锈钢，几种典型的超马氏体钢化学成分如表8。
表8 典型超马氏体钢化学成分(wt%)
超马氏体钢的成分特点是在13%或17%Cr基础上降低C含量。（＜0.03%或＜0.025%）和S含量（＜0.01%或＜0.005%），增加Ni（4～6.5%）和Mo（最高2.5%）改善钢的焊接性能、韧性、耐蚀性能。为获得好的低温性能，减少甚至完全消除显微组织中的铁素体是极为重要的，随着对低温冲击性能要求加严（从－20℃降到－40℃）应选用Ni含量更高的牌号，同时在热加工过程应控制加热温度（＜1250℃）和加热时间，防止产生高温δ铁素体相。一般说来超马氏体钢锻造性能优于同类马氏体钢，即使锻造温度偏低，也可以生产出无裂纹钢坯。br> 与马氏体钢相比，超马氏体钢盘条的强度、硬度和塑性均高出很多，并且无论是用完全退火还是球化退火的方法，都无法将盘条的强度（硬度）降到马氏体钢的水平。超马氏体推荐采用650℃左右，长时间保温，然后空冷的退火工艺来实现软化，盘条退火后虽然强度（硬度）高，但拉拔塑性很好（断面收缩率＞40%），可以按常规工艺拉拔。一般经过两个循环的退火拉拔，钢丝的抗拉强度可以降到950MPa以下。阿维斯塔•谢菲尔德公司生产的248SV（00Cr16Ni5Mo）钢淬回火成品的物理性能见表9。
表表9 248SV（00Cr16Ni5Mo）的物理性能
超马氏体钢含碳量低，加入一定量的Mo相当于提高了铬的当量，再加上Ni的配合，耐蚀性能，特别是在含二氧化碳和硫化氢介质中的耐蚀性能有很大的提高，现已在石油和天燃气开采、储运设备上得到广泛适用，在水力发电，采矿、化工及高温纸浆生产设备上也极具应用前景。br> 超马氏体钢丝主要用于制作压缩机和阀门的连杆及焊丝。人们越来越多的用超马氏体钢取代双相不锈钢，原因在于作为结构体用钢，超马氏体钢具备良好的耐蚀性能和低温冲击性，但其强度比双相钢高的多，制作零件可以减小壁厚，减轻重量，节约成本。作为焊丝用钢，目前多用双相不锈钢焊丝，焊后因焊缝成分与基体成分差别较大，极易出现不均匀腐蚀现象。使用超马氏体钢焊丝，焊缝同样不需经热处理直接使用，可以选配与基体更接近的成分，减轻不均匀腐蚀。更重要的是使用超马氏体钢代替双相钢材料成本可降低30%左右。
7 抗菌不锈钢
随着经济的发展，不锈钢在食品工业、餐饮服务业和家庭生活中的应用越来越广泛，人们希望不锈钢器皿和餐具除具有不锈、光洁如新的特点外，最好还具有防霉变、抗菌、杀菌功能，日本日新制钢为适应市场需求，已研制开发了一系列抗菌不锈钢。
众所周知，有些金属，如银、铜、铋等具有抗菌、杀菌效果，所谓抗菌不锈钢，就是在不锈钢中加入适量的具有抗菌效果的元素（如铜、银），生产出的钢材经抗菌性热处理后，具有稳定的加工性能和良好的抗菌性能。
铜是抗菌的关键元素，加多少既要考虑抗菌性，又要保证钢具有良好稳定的加工性能。铜的最佳加入量因钢种而异，日新制钢开发的抗菌不锈钢化学成分如表10，铁素体钢中加铜1.5%，马氏体钢中加铜3%，奥氏体钢中加铜3.8%。
表10 各类抗菌不锈钢的化学成分
研究表明：铜与细菌直接接触是抗菌杀菌的先决条件，为此抗菌不锈钢首先要进行热处理，使高浓度的铜从基体中析出，以ε-Cu相均匀弥散分布。再经表面抛光处理，使ε-Cu暴露在金属表面，从而起抗菌作用。试验结果证明，铁素体和马氏体不锈钢对黄色葡萄球菌和大肠杆菌的减菌率为100%，奥氏体不锈钢的减菌率99%。抗菌不锈钢使用一段时间后表面ε-Cu相枯竭时，抗菌性能就会降低，此时经抛光之类再加工，会重新形成含ε-Cu相的新表面，恢复原有的抗菌性能。
抗菌不锈钢与同类不锈钢相比，耐蚀性能有增无减，物理性能基本相当，力学性能稍有变化：铁素体钢的屈服强度与杯突稍有提高，其它性能大致相当；马氏体不锈钢屈服强度、抗拉强度和硬度均有明显提高，伸长率有所下降；奥氏体钢屈服强度和硬度稍有提高，其它性能相当。不锈钢中加入铜对热加工不利，对冷加工利大于弊。随着含铜量的增加热加工时要考虑降低加热温度，工艺操作不当极易造成钢坯角裂和表面裂纹。抗菌不锈钢与同类不锈钢相比，拉拔塑性和承受深度冷加工的能力明显改善，但马氏体钢强度（硬度）明显提高带来的模具损坏明显增多。奥氏体钢则随铜量的增加，奥氏体稳定性能提高，冷加工强化减缓，钢可承受更大加工率的冷加工，钢的冷墩和深冲性能大幅度提高，钢也由弱磁转变为无磁。
抗菌不锈钢具有不锈钢优点和良好的抗菌性能，投放市场以来很受欢迎，在厨房设备、食品工业的工作台及器皿、医疗器械、日常生活中的餐具及挂毛巾支架，冷藏柜的托架等领域全面推广使用，公共场所的一些设施如公交汽车的扶手、楼梯扶手、电话亭、护栏等为杜绝交叉感染也应试用抗菌不锈钢。钢丝行业应注重医疗器械用马氏体抗菌不锈钢丝，织网用奥氏体抗菌不锈钢丝和清洁球用铁素体抗菌不锈钢细丝的开发。
8. 奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢有哪些不同
原发布者:hqzcp
铁素体和奥氏体的区别铁素体是碳溶解在a－Fe中的间隙固溶体，常用符号F表示。不锈钢中的“铁素体”,指的是碳溶解在a－Fe中的间隙固溶体，其溶碳能力很小，常温下仅能溶解为0.0008％的碳，在727℃时最大的溶碳能力为0.02％,它仍保持的体心立方晶格.常用符号F表示。由于铁素体含碳量很低，其性能与纯铁相似，塑性、韧性很好，伸长率δ＝45％～50％。强度、硬度较低，σb≈250MPa，而HBS＝80。所谓铁素体不锈钢.指的是在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。它的含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构,至于不锈钢含铁量与它是否是铁素体不锈钢并无关系.铁素体不锈钢只取决于在使用状态下，它是否以铁素体组织为主.铁素体有磁性.在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。奥氏体是碳溶解在γ－Fe中的间隙固溶体，常用符号A表示。它仍保持γ－Fe的面心立方晶格。其溶碳能力较大，在727℃时溶碳为ωc＝0.77％,1148℃时可溶碳2.11％。奥氏体是在大于727℃高温下才能稳定存在的组织。奥氏体塑性好，