(新)马氏体不锈钢
不锈钢折弯 奥氏体 转 马氏体
不锈钢折弯：奥氏体与马氏体之间的转变一、概述不锈钢折弯是一种常见的金属加工工艺，通过对不锈钢材料施加力量，使其在一定温度和条件下发生形变，从而达到预期的形状和结构。
在不锈钢折弯过程中，奥氏体和马氏体之间的转变起着至关重要的作用。
本文将围绕不锈钢折弯这一主题展开讨论，并深入探讨奥氏体和马氏体的特性、转变机制以及对折弯性能的影响。
二、奥氏体与马氏体的特性1.奥氏体奥氏体是不锈钢的一种晶体结构，具有良好的韧性和耐腐蚀性能。
在室温下，大部分不锈钢材料都以奥氏体的形式存在。
奥氏体的结构稳定，具有优异的塑性和韧性，适合进行折弯等加工操作。
2.马氏体马氏体是不锈钢中的另一种晶体结构，具有高硬度和强度。
在一些特定的条件下，如受热或受力作用下，奥氏体可能发生相变，转变为马氏体。
马氏体的形成可以提高不锈钢的硬度和强度，但也会降低其塑性和韧性。
三、奥氏体向马氏体的转变机制1.温度影响温度是影响奥氏体向马氏体转变的重要因素。
在一定的温度范围内，奥氏体的结构会发生变化，从而形成马氏体。
在不锈钢折弯过程中，加热和冷却工艺会对奥氏体的稳定性产生影响，进而影响材料的折弯性能。
2.应力作用除了温度因素外，应力作用也是奥氏体向马氏体转变的关键因素。
在折弯等加工操作中，材料会受到外部力量的作用，导致奥氏体产生相变。
合理控制应力的大小和方向，可以有效减少马氏体的形成，提高不锈钢材料的塑性和韧性。
四、不锈钢折弯性能的影响1.硬度和强度奥氏体向马氏体的转变会显著提高不锈钢材料的硬度和强度，使其在折弯过程中更加耐磨、耐磨损、抗压等性能更好。
2.塑性和韧性然而，马氏体的形成也会降低不锈钢材料的塑性和韧性，使其在折弯过程中更脆和易断裂。
五、结论与展望不锈钢折弯过程中奥氏体与马氏体的转变是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
合理控制温度和应力，可以有效改善不锈钢材料的折弯性能，使其达到预期的形状和结构。
未来，在不锈钢折弯方面的研究中，还需进一步探索奥氏体和马氏体之间转变的机制，为优化不锈钢折弯工艺提供新的理论和实践基础。
最新标准的马氏体不锈钢是
标准的马氏体不锈钢是：403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C型，这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”，其范围是从11.5至18%，铬含量愈高的钢材需碳含量愈高，以确保在热处理期间马氏体的形成，上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用，且440型成份的熔填金属不易取得。
标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K，当添加这些元素时，碳含量也增加，随着碳含量的增加，在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。
马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接，无论钢材的原先状态如何，经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区，热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量，当硬度增加时，则韧性减少，且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度，是避免龟裂的最有效方法，为得最佳的性质，需焊后热处理。
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。
这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。
按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。
马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。
图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。
在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。
马氏体不锈钢研究现状及发展趋势
马氏体不锈钢研究现状及发展趋势作者：韩慢慢江涛蒲博玮来源：《科技创新导报》2021年第27期摘要：马氏体不锈钢是一种可以通过热处理来调整性能的钢，具有高强度、高硬度、高韧性、耐磨和耐腐蚀等优点，因此被广泛应用在工程领域中。
本文阐述了马氏体不锈钢的合金化与熔炼现状，热处理对马氏体不锈钢的力学性能的影响，马氏体不锈钢的动态力学性能以及本构方程的研究现状，涡轮盘的失效类型等，并对马氏体不锈钢及涡轮盘件未来发展趋势进行了展望。
关键词：马氏体不锈钢热处理力学性能涡轮盘Research Status and Development Trend of Martensitic Stainless SteelHAN ManmanJIANG TaoPU Bowei（School of Materials Science and Engineering，Xi’an Shiyou University，Xi’an ， Shaanxi Province，710065 China）Abstract： Martensitic stainless steel is a kind of steel whose properties can be adjusted by heat treatment. It has the advantages of high strength， high hardness， high toughness， wear resistance and corrosion resistance.Therefore， it is widely used in the field of engineering. This paper describes the current situation of alloying and melting of martensitic stainless steel， the influence of heat treatment on the mechanical properties of martensitic stainless steel， the research status of dynamic mechanical properties and constitutive equation of martensitic stainless steel， and the failure types of turbine disk， and looks forward to the future development trend of martensitic stainless steel and turbine disk.Key Words： Martensitic stainless steel; Heat treatment; Mechanical properties; Turbine disk马氏体不锈钢具有高强度、高硬度、高韧性、耐磨和耐蚀等优点，在航空航天、石油化工、航海、高铁等行业中起到至关重要的作用。
不锈钢,马氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢
第四章合金钢第4节特殊性能钢第1讲不锈钢，马氏体型不锈钢和铁素体型不锈钢特殊性能钢指具有特殊物理、化学、力学性能的钢种不锈钢耐热钢低温钢耐磨钢在自然环境或一定工业介质中具有耐腐蚀性能的钢称不锈钢广泛应用于石油、化工等领域特殊性能钢之不锈钢不锈钢是有限范围内的不生锈含碳量范围宽:w C =0.03~0.95%从耐蚀角度C 越低越好防止(晶间)形成Cr 23C 6不锈钢成分特点合金元素种类多常加入：Cr 、Ni 、Si 、Al 、Mo 、Ti 、Nb合金元素含量多w Me =12~38%提高钢的电极电位在钢的表面上形成致密的氧化膜 使钢在室温下获得单相组织在A 晶粒内优先析出稳定的碳化物，防止钢的晶间腐蚀合金元素在不锈钢中的作用(不锈钢不生锈的原因)不锈钢常加元素的作用铬(Cr)元素含﹥12%，提高钢的电极电位在钢表面形成致密的Cr2O3 氧化膜含﹥17% ，使钢获得稳定的单相铁素体组织镍(Ni)元素扩大A 相区元素含量﹥9%，使钢获得稳定的单相奥氏体组织提高钢的抗电化学腐蚀能力钛元素(Ti):•强碳化物形成元素，•防止Cr23C6碳化物的沿晶界折出•降低钢的晶间腐蚀倾向铝(Al)、硅(Si)元素:•在钢的表面上形成致密的Al2O3、SiO2氧化膜，•提高钢的抗化学腐蚀能力碳(C)元素：•钢的含碳量越高 钢的耐蚀性就越低，晶间腐蚀倾向就越大常用不锈钢类型不锈钢按照其正火状态的组织，可分为马氏体型不锈钢铁素体型不锈钢奥氏体型不锈钢奥氏体-铁素体（A-F ）型不锈钢沉淀硬化型不锈钢不锈钢之一马氏体型不锈钢•淬透性好，空冷时可形成马氏体•合金元素单一(Cr)w Cr=12～18%•在氧化性介质中(如大气、水蒸气、氧化性酸)有较好的耐蚀性•耐蚀性随着含碳量的增加而降低w C=0.1～1.0%12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13、95Cr18 马氏体型不锈钢典型牌号12Cr13w C =0.12%w Cr =13%95Cr18w C =0.95%w Cr =18%马氏体型不锈钢中的Cr元素使共析点转移到0.3%附近12Cr13、20Cr13 亚共析钢→作为结构钢30Cr13 共析钢40Cr13、95Cr18 过共析钢→作为工具钢材料：12Cr1320Cr13热处理：调质处理组织：回火索氏体马氏体型不锈钢(作结构钢)热处理马氏体不锈钢(作结构钢)用途应用举例：汽轮机叶片蒸气管附件材料：30Cr1340Cr1395Cr18 热处理：淬火+ 低温回火组织：回火马氏体马氏体型不锈钢(作工具钢)热处理(30Cr13,40Cr13 )用途：医疗器械手术刀刃具马氏体不锈钢(作工具钢)用途成分要求(和M 型不锈钢相比)铁素体型不锈钢，含碳量的降低，含铬量增加，不锈钢之二铁素体型不锈钢主要元素铬是铁素体的稳定元素钢从室温加热到1000℃均为单相铁素体耐蚀性、塑性、焊接性，优于马氏体型不锈钢强度较低对力学性能要求不高，对耐蚀性要求很高的机器零件和结构铁素体型不锈钢性能特点应用领域w C ＜0.15%，w Cr = 12~30% 典型牌号06Cr13Al 10Cr15 10Cr17 10Cr17Mo热处理退火，或者正火铁素体型不锈钢成分特点组织铁素体铁素体型不锈钢应用举例耐蚀性能要求很高的机器零件。
不锈钢的力学性能
不锈钢的力学性能一、强度（抗拉强度、屈服强度）不锈钢的强度由各种因素来确定，但最重要的和最基本的因素是其中添加的不同化学元素，主要是金属元素。
不同类型的不锈钢由于其化学成分的差异，就有不同的强度特性。
（1）马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢与普通合金钢一样具有通过淬火实现硬化的特性，因此可通过选择牌号及热处理条件来得到较大范围的不同的力学性能。
马氏体型不锈钢从大的方面来区分，属于铁—铬—碳系不锈钢.进而可分为马氏体铬系不锈钢和马氏体铬镍系不锈钢。
在马氏体铬系不锈钢中添加铬、碳和钼等元素时强度的变化趋势和在马氏体铬镍系不锈钢中添加镍的强度特性如下所述。
马氏体铬系不锈钢在淬火—回火条件下，增加铬的含量可使铁素体含量增加，因而会降低硬度和抗拉强度。
低碳马氏体铬不锈钢在退火条件下，当铬含量增加时硬度有所提高，而延伸率略有下降。
在铬含量一定的条件下，碳含量的增加使钢在淬火后的硬度也随之增加，而塑性降低。
添加钼的主要目的是提高钢的强度、硬度及二次硬化效果。
在进行低温淬火后，钼的添加效果十分明显。
含量通常少于1%。
在马氏体铬镍系不锈钢中，含一定量的镍可降低钢中的δ铁素体含量，使钢得到最大硬度值。
马氏体型不锈钢的化学成分特征是，在0.1%----1.0%C，12%---27%Cr的不同成分组合基础上添加钼、钨、钒和铌等元素。
由于组织结构为体心立方结构，因而在高温下强度急剧下降。
而在600℃以下，高温强度在各类不锈钢中最高，蠕变强度也最高。
（2）铁素体型不锈钢据研究结果，当铬含量小于25%时铁素体组织会抑制马氏体组织的形成，因而随铬含量的增加其强度下降；高于25%时由于合金的固溶强化作用，强度略有提高。
钼含量的增加可使其更易获得铁素体组织，可促进α’相、σ相和χ相的析出，并经固溶强化后其强度提高。
但同时也提高了缺口敏感性，从而使韧性降低。
钼提高铁素体型不锈钢强度的作用大于铬的作用。
铁素体型不锈钢的化学成分特征是含11%—30%Cr，其中添加铌和钛。
马氏体时效钢 综述
而马氏体时效不锈钢是在马氏体时效钢基础发展起来的超高强
度不锈钢，它具有马氏体时效钢的全部优点，并建有一定的耐腐蚀性 能，成为正在发展中的新一代高强度不锈钢。
国内各种马氏体时效不锈钢的主要化学成分（元素质量分数）%
钢种
C Cr
Nb Mo Si Mn 其它
Ni
<0.03 14 6 0.4- 2 =<0.5 =<0.5 0.1-0.4Al
中国从 20 世纪 60 年代中期就开始研制马氏体时效钢。最初以仿 制 18Ni(250)和 18Ni(300)为主。到 70 年代中期又开始研究强度级别
更高的钢种和无钴或节镍钴马氏体时效钢，还开发出用于高速旋转体 的超高纯、高强高韧的马氏体时效钢(cM 一 1 钢)，研制出高弹性的 马氏体时效钢(TM210 等)和低镍无钴马氏体时效钢(12Ni 一 3Mn3Mo —TiAlV)。
低合金超高强度钢 是由调质结构钢发展起来的，含碳量一般在 0.3～0.5％，合金元 素总含量小于 5％,其作用是保证钢的淬透性，提高马氏体的抗回火稳 定性和抑制奥氏体晶粒长大，细化钢的显微组织。常用元素有镍、铬、 硅、锰、钼、钒等。通常在淬火和低温回火状态下使用，显微组织为 回火板条马氏体，具有较高的强度和韧性。如采用等温淬火工艺，可 获得下贝氏体组织或下贝氏体与马氏体的混合组织，也可改善韧性。
奥氏体马氏体铁素体的区别
奥氏体/马氏体/铁素体
奥氏体（钢的组别：A1,A2,A3A4,A5）(性能等级：50软，70冷加工，80高强度) 马氏体(钢的组别：C1,C2,C3)(性能等级：50软，70、110淬火并回火，80淬火并回火) 铁素体(钢的组别：F1)(性能等级：45软，60冷加工)
马氏体不锈钢属于铬不锈钢。
由于含碳量高，碳化铬多，钢的耐蚀性能下降，虽可通过热处理的方法改善，但防腐性不高。
马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高，并有一定耐蚀性能要求的零件，如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等。
马氏体Martensite，如前所述命名自AdolfMartens(1850-1914)。
这位被称作马登斯或马滕斯的先生是一位德国的冶金学家。
他早年作为一名工程师从事铁路桥梁的建设工作，并接触到了正在兴起
的材料检验方法。
于是他用自制的显微镜（！）观察铁的金相组织，并在1878年发表了《铁的显微镜研究》，阐述金属断口形态以及其抛光和酸浸后的金相组织。
（这个工作我们现在做的好像也蛮多的。
）他观察到生铁在冷却和结晶过程中的组织排列很有规则（大概其中就有马氏体），并预言显微镜研究必将成为最有用的分析方法之一（有远见）。
他还曾经担任了柏林皇家大学附属机械工艺研究所所长，也就是柏林皇家材料试验所（"StaatlicheMaterialprüfungsamt"）的前身，他在那里建立了第一流的金相试验室。
1895年国际材料试验学会成立，他担任了副主席一职。
直到现在，在德国依然有一个声望颇高的奖项以他的名字命名。
马氏体不锈钢
Hale Waihona Puke 二、奥氏体不锈钢的平衡组织
18-8型奥氏体钢平衡态时为奥氏体＋铁素体 ＋碳化物复相组织，实际的单相奥氏体是通过 热处理的配合获得的。
图5-14 Fe-Cr-Ni相图上含 18%Cr、8%Ni处的垂直截面
在高温有一个含碳量较宽的奥 氏体相区，碳在奥氏体中溶解 度随温度沿ES线变化。缓冷时 沿ES线碳以合金碳化物的形式 析出,主要为(Cr,Fe)23C6。缓 冷至SK线以下还要发生γ→α 相变，部分γ转变为α，平衡 态时,18-8奥氏体钢在室温下 的组织是γ+α+C。当加热到 ES线以上时，(Cr,Fe)23C6等 又可完全溶入奥氏体，经淬火 就可获得碳、合金元素在γ相 中过饱和的固溶体。
生产中常将球化退火和软化退火合并进行（有时也 称为重结晶退火）。退火后的组织为铁素体基体上分布 着碳化物及晶界上网状分布着的碳化物颗粒。
2、调质处理：
一般不锈钢结构件，常用调质处理，以获得高的 综合机械性能。
1Cr13 在 950℃-1100℃温度区间内铁素体减到最少， 故淬火加热温度最好为980℃-1050℃。淬火后的组织 为少量铁素体+低碳马氏体。2Cr13 在950℃-1150℃温 度得到单相奥氏体组织，淬火后能获得马氏体组织+极 少量的残余奥氏体。
4Cr13钢 高温处于γ单相区，冷却过程 中首先析出(Cr,Fe)7,C3 。在800℃860℃产生共析分解，室温下的平衡组织 为α+ (Cr，Fe）7C 3
Fe-Cr-C相图在12%Cr处的垂直截面图
三、Cr13型马氏体不锈钢的热处理
Cr13型马氏体不锈钢能在淬火过程中发 生马氏体转变，可以获得热处理强化，所以 这类钢可进行多种热处理，以控制和调节这 种相变，满足不同的机械性能要求。
不锈钢新旧牌号对照表
近日公布国内钢厂发布了不锈钢新牌号标准，经过比较分析，新牌号与旧牌号标识上基本没有太大变动，主要的化学元素标识都没有变动，只有碳含量标识和个别钢种里面化学元素发生变动：
1、碳（C）含量标识
1)、旧牌号：Cr之前的数字表示碳的千份之几的含量。
如201（1Cr17Mn6Ni5N）：碳（C）含量千分之一；2Cr13（420）， 7Cr17(440A)，分别表示碳（C）含量千分之二和千分之七；如果C≤0.08%为低碳，标识为“0”，如（304）0Cr18Ni9； C≤0.03%为超低碳，标识为“00”，如00Cr17Ni14Mo2（316L）。
2)、新牌号：Cr之前的数字表示碳（C）的万分之几的含量。
如201牌号为12Cr17Mn6Ni5N，表示碳（C）含量万分之十二
（0.12%）；304牌号为06Cr19Ni10，表示碳（C）含量万分之六（0.06%）；316L牌号为022Cr17Ni12Mo2，表示碳（C） 含量万分之二点二（0.022%）。
其它标识基本不变。
新牌号中碳（C）含量较之以前更加明确，对产品生产技术也有了更高的要求。
2、个别材质原料含量发生调整
原料含量发生变动的部分钢种比较：
304中Cr和Ni的含量分别上涨了1个的点；316L中Ni的含量上涨2个的点；444中Cr含量上涨了1个的点 并加入了Nb、
Ti微量元素；321中Ni含量减少了1个的点；304N1中Ni含量减少了1个的点。
各钢种之间做了不同程度的调整，镍奥式
体中调整幅度比例比较大。
奥氏体马氏体铁素体不锈钢区别
奥氏体马氏体铁素体不锈钢区别?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。
430是铁素体不锈钢。
铁素体不锈钢是含铬大于14％的低碳铬不锈钢，含铬大于27％的任何含碳量的铬不锈钢，以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢，化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势，基体组织为铁素。
这类钢在淬火（固溶）状态下的组织为铁素体，退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。
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。
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、3Cr13、1Cr17Ni2等。
410是马氏体不锈钢，其中碳最大含量为0.15%，锰最大含量1.00%，硅最大含量为1.00%，铬含量为11.50~13.50%。
为通用型可热处理不锈钢，耐腐蚀，耐热，硬度可达42HRC或更高些。
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，具有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、铁素体、马氏体不锈钢在用途上如何区分？工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类：铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢。
1Cr13(马氏体)不锈钢的焊接工艺
1Cr13(马氏体)不锈钢的焊接工艺1Cr13不锈钢焊接工艺性能较差，容易在焊缝和不完全熔化区、过热区产生裂纹。
本文将详细阐述1Cr13不锈钢焊接工艺，包括焊材选择、焊接电流、焊接速度等重要参数，并对焊接中遇到的问题进行理论分析并提出对策。
1Cr13不锈钢在温度30℃以下的弱腐蚀介质中，如大气、蒸气、淡水中，具有良好的耐腐蚀性能，且价格便宜，因此在机械制造中得到广泛应用。
然而，其焊接工艺性能较差，主要表现为淬硬倾向大和过热倾向大，金属组织的塑性和韧性也有差别。
冷却时易在焊缝和不完全熔化区、过热区产生裂纹，并在热影响区产生粗大的马氏体组织。
因此，为了提高焊缝的塑性，需要缓慢冷却焊缝。
由于1Cr13不锈钢的塑性和韧性都差，冷却时易在焊缝上和热影响产生裂纹，因此需要缓慢地冷却焊缝和热影响区及过热区。
在焊接热循环的作用下，热影响区晶粒急剧胀大，从而使焊缝变脆。
即使选用的焊接材料与母材匹配，焊缝金属也会产生脆化问题。
因此，选用的焊接材料以含Cr、Ni要高些为宜。
目前，1Cr13不锈钢的焊接多采用焊条电弧焊。
焊接时宜选用较小的焊接电流和尽快的焊接速度以及窄焊道、分段跳跃焊，防止因应力集中产生裂纹。
为防止焊接时产生裂纹，焊前需经200～400℃的预热，焊后缓冷到150～200℃。
针对易产生裂纹的问题，可选用含Cr+Ni的焊接材料进行施焊，并在焊接时每焊50%～60%要进行锤击，以清除焊接应力，防止焊缝裂纹。
在焊接中遇到的问题，如母材1Cr13马氏体钢出现连续性条状和点状的氢白点，初步认为是母材层状撕裂导致焊接时产生裂纹。
由于母材中存在非金属夹杂物，如硫化物和硅酸盐等，在高温作用下产生变形，呈片状分布，这些片状夹杂物与金属比较强度很低，起到自然的缺口作用，导致产生裂纹。
在1Cr13马氏体不锈钢的焊接中，硫化物容易剥离，而硅酸盐则容易脆裂。
焊后冷却时，焊缝收缩应力会在母材钢板上产生一定的拉应力，从而导致片状夹杂物与金属剥离，产生裂纹，这是造成裂纹的主要原因之一，也导致焊缝熔敷金属与母材剥离。
420不锈钢
420不锈钢420不锈钢是一种马氏体型不锈钢，具有一定耐磨性及抗腐蚀性，硬度较高等特点，适用于各类精密机械、轴承、电气、设备、仪器、仪表、交通运输工具、家用电器等。
多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
中文名420不锈钢又名马氏体型不锈钢标准AISI、ASTM特点耐磨性、抗腐蚀性、硬度较高目录简介编辑420不锈钢，420不锈钢是420“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。
420具有一定耐磨性及抗腐蚀性，硬度较高，其价格是不锈钢球中较低的一类，适用于对不锈钢普通要求的工作环境中。
420不锈钢适用于各类精密机械、轴承、电气、设备、仪器、仪表、交通运输工具、家用电器等。
多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。
化学成分编辑碳 C：0.16~0.25锰 Mn：≤1.00硅 Si：≤1.00铬 Cr：12.0~14.0镍 Ni②：≤0.75磷 P：≤0.04硫 S：≤0.03注：①单一的数值除另有注明者外，均为最高值；②用于某些制管工艺时，有些型号奥氏体不锈钢的含镍量必须稍高于表内所示数值；③随意；④最高含Ta量为0.10%；⑤最高含量为0.75%；⑥最高含量为0.70%力学性能编辑抗拉强度σb (MPa)：淬火回火,≥635条件屈服强度σ0.2 (MPa)：淬火回火,≥440伸长率δ5 (%)：淬火回火,≥20断面收缩率ψ (%)：淬火回火,≥50冲击功 Akv (J)：淬火回火,≥63硬度：退火,≤223HB;淬火回火,≥192HB。
马氏体不锈钢种类
马氏体不锈钢种类介绍
---------------------------------------------------------------------- 马氏体不锈钢是一种常见的不锈钢种类，根据其化学成分和制造工艺的不同，可以分为以下几类：
1、0Cr13、1Cr13、2Cr13马氏体不锈钢：这些不锈钢材料主要含有铬元素，为普通不锈钢材料，广泛用于厨具、医疗器械等领域。
2、2Cr25Ni20Si2马氏体不锈钢：这种不锈钢材料含有大量的镍、铬和硅元素，具有优良的耐腐蚀性和高温强度，常用于石油化工等领域。
3、3Cr13Mo马氏体不锈钢：这种不锈钢材料含有钼元素，具有较好的力学性能和耐磨性能，广泛用于刀具、模具等领域。
4、9Cr18MoV马氏体不锈钢：这种不锈钢材料含有较高的钼和钛元素，具有极佳的耐腐蚀性和较高的硬度、强度，常用于高档刀剪、轴承等领域。
总之，马氏体不锈钢种类多样，可以满足不同领域的多种需求。
304、316、321、347 0Cr13 铁素体 马氏体
铁素体不锈钢 - 优点
使用 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。
不锈钢304和321的区别
304和321均属300系列不锈钢，它们在耐腐蚀性能上差异并不大。但是在500-600摄氏度的耐热工矿下，则大多使用321材料不锈钢。而且国外还专门开发了一种耐热钢，叫321H。它的含碳量略高于321材料，与国内的1Cr18Ni9Ti相近。不锈钢中添加适量的Ti元素，目的是改善其抗晶间腐蚀的能力。这是由于不锈钢生产的初期，由于冶炼技术不高，无法将钢中的碳元素含量降低，因而只能采取添加别种元素的方法来达到目的。随着技术的进步，已可生产出低碳和超低碳的不锈钢品种，因此，304材料得到广为利用。而这时32
10--25#钢：这一类钢属于低碳钢，强度、硬度低，塑性、韧性好，焊接性好，所以主要用于制造压力加工件、焊接件、渗碳件等，例如垫片、容器、齿轮。
30--55#钢：这一类钢属于中碳钢，具有良好的综合力学性能，适合制Leabharlann 受力复杂的工件，例如轴类件、连杆等。
60--85#钢：这一类钢属于高碳钢，强度、硬度高，弹性好，适合制作小型弹簧和其它对弹性有要求的工件以及对强度、硬度要求较高的轧辊等零件
304不锈钢化学牌号为06Cr19Ni10 旧牌号（0Cr18Ni9） 含铬19%，含镍8-10%。
抗拉强度 σb (MPa)≥520,条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥205,伸长率 δ5 (%)≥40,断面收缩率 ψ (%)≥50,硬度：≤187HB;≤90HRB;≤200HV
奥氏体、马氏体、铁素体、双相不锈钢的区别简介
不锈钢简介：不锈钢通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。
不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。
这种不锈性和耐蚀性是相对的。
试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。
不锈钢的分类方法很多。
按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。
由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
不锈钢牌号分组200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢型号301—延展性好，用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
型号302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
型号303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
型号304—通用型号；即18/8不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
型号309—较之304有更好的耐温性。
型号316—继304之後，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。
由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。
SS316则通常用于核燃料回收装置。
18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
[1]型号321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
S46500马氏体硬化钢
S46500马氏体硬化钢•热加工–硬化前进行固溶退火，然后加热到1850-2000°F（1010-1093°C）并进行空气冷却。
•冷加工– 465合金的退火屈服强度低且加工硬化率低，因此很容易通过拉拔或轧制进行冷成形。
S46500机械性能•将零件加热到1800°F±15°F（982°C±8°C），并在该温度下保持一小时。
然后淬火以冷却12英寸以下的零件，或迅速风冷以冷却12英寸以上的零件。
•冷藏至-100°F（-73°C）并保持8小时，然后升温至室温。
请注意，该过程应在固溶退火后的24小时内完成。
为了达到S46500（条件H 900，H 950，H 1000，H 1050和H 1100）的高强度水平，需要额外的时效硬化步骤：•将零件加热到900-1150°F（482-621°C）并保持四到八小时，然后对3英寸以下的型材进行空气冷却，或对3英寸以上的型材进行淬火。
请注意，提高温度会增加零件的韧性，而不会对强度产生任何重大影响。
至于可加工性，建议在过时的H 1150M条件下进行，但也可以在退火/ CT条件下进行加工。
易于加工的最佳热处理方法如下：•将零件加热到1400°F±15°F（760°C±8°C），并在该温度下放置两个小时，然后进行标准空气冷却。
然后，将零件重新加热至1150°F±15°F（621°C±8°C）并在该温度下放置4小时，然后通过标准空气冷却至室温。
•热处理后应在1800°F（982°C）的温度下进行退火。
•在-100°F（-73°C）下完成冷处理。
S46500不锈钢的平均尺寸变化（溶液退火/ CT到时效）：。
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4.4 马氏体不锈钢4.4.1、常用马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点。
1、Cr13型（1）此类钢的化学成分见表2-8表2-8 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13钢的化学成分，%①①GB1220-92(2)力学性能1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢的力学性能分别见表2-9至表2-16。
表2-9 1Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm表2-10 1Cr13钢的高温力学性能表2-11 2Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值；②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm，硬度为退火后硬度值。
表2-12 2Cr13钢的高温力学性能表2-13 3Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220，括号内硬度系退火或高温回火后的布氏硬度；②实际生产检验值。
表2-14 3Cr13钢的高温力学性能表2-15 4Cr13钢的室温力学性能①摘自GB1220；②实际生产检验值。
表2-16 4Cr13钢的高温力学性能（3）耐蚀性能1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢均具有不锈性。
在室温的稀硝酸以及弱有机酸中也有一定耐蚀性。
1Cr13和2Cr13钢在某些介质中的耐蚀性能见表2-17和表2-18表2-17 1Cr13钢的耐蚀性能表2-18 2Cr13钢的耐蚀性能（4）工艺性能包括冷、热加工性能、热处理性能及焊接性能。
1Cr13钢的冷塑性及深冲性、抛光性和切削加工性能均良好，其板材厚度与深冲度的关系见图2-49。
它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需灰冷或砂冷。
它的焊接性能与0Cr13相近，焊后若焊缝需进行机加工时，应进行退火处理。
1Cr13钢的热处理工艺见表2-19。
图2-49表2-19 1Cr13钢的热处理工艺2Cr13钢冷塑性变形性能、深拉和深冲性以及切削加工性均尚好，它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需砂冷或及时进行退火处理。
它的热处理工艺见表2-20。
此钢焊后硬化倾向大，易出现裂纹。
若用Cr202,Cr207等焊条焊接时，焊前需经250-350℃预热，焊后需在700-730℃回火，若用奥107，奥207等焊条焊接，则可不进行焊后热处理。
表2-20 2Cr13钢的热处理工艺3Cr13钢由于碳含量高，故冷变形性能较1Cr13,2Cr13钢为差，但其热加工并无困难，热变形适宜温度为850-1200℃，随后需缓冷并及时退火。
3Cr13钢的软化退火与淬火工艺与1Cr13,2Cr13相同，但回火温度较低，一般为200-300℃。
由于3Cr13钢可焊性差，一般情况下它不用于焊接。
4Cr13钢的热加工温度与1Cr13，2Cr13，3Cr13相同。
但其冷加工性能较3Cr13更差。
热处理时退火温度为750-800℃，随后炉冷；淬火温度为1050-1100℃，然后油冷；回火工艺与3Cr13钢相同。
此钢的可焊性很差，一般不用于焊接。
（5）物理性能Cr13型不锈钢的物理性能见表2-21，它们的临界温度（℃）为：钢号 Ac 1Ac 3 Ar 3 Ar 1 Ms 1Cr13 730 850 820 700 340 2Cr13 820 950 - 780 - 3Cr13820 - - 780 240 4Cr13820 - - - 270表2-21 Cr13型不锈钢的物理性能2、9Cr18（1）化学成分9Cr18钢的化学成分（%）：C：0.90-1.00，Si≤0.80,Mn≤0.80,Cr：17-19,P≤0.035,S≤0.030。
（2）力学性能9Cr18钢的力学性能见表2-22。
表2-22 9Cr18钢的室温力学性能（3）耐蚀性能9Cr18钢的耐蚀性能见表2-23和表2-24。
表2-24 9Cr18钢对海水的耐蚀性（4）工艺性能包括冷、热加工性能，热处理性能及焊接性能。
9Cr18钢热加工时，加热制度、加工开始与终止温度、冷却速度都要予以注意。
适宜的热加工温度为900-1050℃。
钢的热处理工艺见表2-25。
经退火处理后，9Cr18钢有良好的切削性。
由于在焊接过程中会产生硬化和应力裂纹，故它不适于焊接用途。
表2-23 9Cr18钢的耐蚀性能表2-25 9Cr18钢的热处理工艺项目加热温度，℃冷却条件硬度，HB 组织状态淬火1050-1075 油---580 马氏体+碳化物回火200-300 空气- 马氏体+碳化物软化退火800-840 炉冷到500℃- 珠光体(5)物理性能9Cr18钢的物理性能见表2-26。
表2-26 9Cr18钢的物理性能3、1Cr17Ni2（1）化学成分1Cr17Ni2钢的化学成分（%）：C ：0.11-0.17,Si≤0.80,Mn≤0.80,Cr：16-18,Ni：1.50-2.50,S≤0.03,P≤0.030为了避免钢中α相过多而使钢的力学性能下降，钢中的镍、铬含量应分别控制在2%-2.5%和16%-17%。
（2）力学性能1Cr17Ni2钢的力学性能见表2-27和表2-28。
表2-27 1Cr17Ni2钢的力学性能①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值；②实际生产检验值。
表2-28 1Cr17Ni2钢的高温力学性能（3）耐蚀性能1Cr17Ni2钢的耐蚀性能见表2-29表2-29 1Cr17Ni2钢的耐蚀性能（4）工艺性能包括冷、热加工性能，热处理性能及焊接性能。
1Cr17Ni2钢在退火状态可不经预热便可进行冷变形加工。
它们热加工性能良好，适宜的温度为1050-1100℃，但终止热变形温度应低于800℃。
热加工后，需缓冷并及时进行不完全退火。
1Cr17Ni2钢的热处理工艺为：退火：650-700℃，炉冷；淬火：950-1050℃，油冷；回火：275-350℃，空冷。
此钢的抛光性能好，但不适于焊接用途。
若必须焊接时，焊前需经500-600℃预热，焊后必须热处理。
（5）物理性能：1Cr17Ni2物理性能为：密度ρ：7750kg/m3;比热容c:0.46×103J/(kg.K)弹性模量E：20℃时，206000MPa。
线膨胀系数α：20-100℃时，10×10-6K-1;20-200℃时，10×10-6K-1;20-400℃时，11×10-6K-1;热导率λ：20℃时，21W/(m.K)；100℃时，22W/(m.K)；300℃时，23W/(m.K)；500℃时，25W/(m.K)4、0Cr12Ni5Ti（1）化学成分0Cr12Ni5Ti钢的典型化学成分（%）：C：0.04,Si≤0.02,Mn≤0.25,Cr：11.50,Ni：4.50,Ti：0.50 。
（2）力学性能0Cr12Ni5Ti钢的力学性能见表2-30和表2-31。
表2-30 0Cr12Ni5Ti钢的硬度，冲击和疲劳性能①12.5mm的退火板材表20-31 0Cr12Ni5Ti钢带材（退火并酸洗）的室温力学性能①缺口半径=0.018mm,K t=15-18 ②带材厚度为1.5mm。
（3）耐蚀性能0Cr12Ni5Ti钢为低碳含镍两种，它的耐蚀优于其他12%Cr型不锈钢，类似于1Cr17钢。
在5%NaCl喷雾试验中，其耐锈蚀性能在1Cr17和0Cr19Ni9之间，见表2-32。
在酸性介质中的耐蚀性能列入表2-33表2-32 0Cr12Ni5Ti的耐蚀性能表2-33 0Cr12Ni5Ti钢的酸性介质中的耐蚀性能①5×48h试验（4）工艺性能0Cr12Ni5Ti钢具有良好的冷、热加工性能。
热加工温度范围为871-1205℃。
冷加工性能良好，且加工硬化速度相当低，因此在弯曲成型过程中，在拉伸区域有可能使截面尺寸变薄，在应用时应予以充分考虑。
0Cr12Ni5Ti钢的临界温度：A1：677℃，A3：746℃，Ms：410℃，M f：260℃。
退火时加热保温温度为816-982℃，冷却方式为空冷。
消除应力处理的最高加热温度为370℃，冷却方式为空冷。
在多数应用场合下，不需进行消除应力退火。
（5）物理性能0Cr12Ni5Ti钢的物理性能见表2-34和表2-35。
表2-34 0Cr12Ni5Ti钢的物理性能表2-35 0Cr12Ni5Ti钢的弹性模量、切变弹性模量和泊桑比①超声试验数据5、00Cr13Ni5Mo（1）化学成分00Cr13Ni5Mo钢的化学成分（%）：C≤0.03,Si≤0.80,Mn：0.4-1.0，Cr：12-14,Ni：4-6,Mo：0.5-1.0,P≤0.035,S≤0.035.（2）力学性能00Cr13Ni5Mo钢的室温和高温力学性能见表2-36和表2-37。
表2-36 00Cr13Ni5Mo特厚板的室温力学性能①A钢：电炉+VOD治炼，锭重13.1t；板厚120mm；固溶处理（1080℃×2h空冷）+回火（600℃×4h空冷）；②B钢：电炉+VOD冶炼，锭重21t；板厚190mm；热处理制度同A钢；③S──表面，C──心部，T──横向，L──纵向表2-37 00Cr13Ni5Mo钢的高温力学性能00Cr13Ni5Mo钢在自来水中的疲劳性能见图2-50。
该钢在水中的腐蚀疲劳性能优于瑞典的2RMZ铸钢。
图2-50（3）耐磨蚀性能在含泥砂的水中磨蚀性优于奥氏体不锈钢和一般的马氏体不锈钢。
表2-38汇总了00Cr13Ni5Mo钢与其他材料的对比试验结果。
表2-3800Cr13Ni5Mo钢的耐磨蚀性能①①试验介质：黄河花园口原型砂，含砂量为50Kg/m;试验条件；转速为13.24-14.45m/s（4）工艺性能00Cr13Ni5Mo钢具有良好的热加工和热弯成型性能。
热加工的加热温度可参照18-8型不锈钢，特厚板的热弯成型宜在700-1000℃进行。
00Cr13Ni5Mo钢具有良好的焊接性能，配套焊接材料为00Cr17Ni6Mo。
对于特厚板经多道次焊接，其热影响区仍具有良好的综合性能，见表2-39。
表2-39 00Cr13Ni5Mo钢焊后性能注：HAZ1-模拟手工电弧焊单道焊的热影响区；Ⅱ，Ⅲ一为模拟单道焊后热影响区再受后续焊道作用下的热影响区 6、0Cr17Ni7A1和0Cr15Ni7Mo2A1 （1） 化学成分两种钢的化学成分见表2-40。
表2-40 0Cr17Ni7A1和0Cr15Ni7Mo2A1钢的化学成分，%（2）力学性能两种钢的力学性能见表2-41至表2-43。
表2-41 0Cr17Ni7A1和 0Cr15Ni7Mo2A1钢的室温力学性能①A 状态──1050℃，水冷或空冷；TH1050状态──1050℃，水冷或空冷，760℃、90min,空冷，565℃,90min 、空冷； RH950状态──1050℃、水冷或空冷，950℃、10mim 、空冷，-73℃、冷处理8h 、 510℃、30-60mim 、空冷表2-42 0Cr17Ni7A1和 0Cr15Ni7Mo2A1薄钢板的室温力学性能①CH900状态——固溶处理后，进行一定量的冷变形+510℃×2h ，空冷； A 状态，TH1050状态，RH950状态见表2-41的表注。