馬氏體不銹鋼

通過熱處理可以調(diào)整其力學(xué)性能的不銹鋼,，通俗地說,，是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號(hào)為Cr13型,，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等,。淬火后硬度較高，不同回火溫度具有不同強(qiáng)韌性組合,，主要用于蒸汽輪機(jī)葉片,、餐具、外科手術(shù)器械,。根據(jù)化學(xué)成分的差異,，馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據(jù)組織和強(qiáng)化機(jī)理的不同,，還可分為馬氏體不銹鋼,、馬氏體和半奧氏體（或半馬氏體）沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時(shí)效不銹鋼等。

標(biāo)準(zhǔn)的是：403、410,、414,、416、416(Se),、420,、431、440A,、440B和440C型,，有磁性；這些鋼材的耐腐蝕性來自“鉻”,，其范圍是從11.5至18%,，鉻含量愈高的鋼材需碳含量愈高，以確保在熱處理期間馬氏體的形成,，上述三種440型不銹鋼很少被考慮做為需要焊接的應(yīng)用,，且440型成份的熔填金屬不易取得。

標(biāo)準(zhǔn)馬氏體鋼材的改良,，含有類如鎳,、鉬、釩等的添加元素,，主要是用于將標(biāo)準(zhǔn)鋼材受限的容許工作溫度提升至高于1100K,，當(dāng)添加這些元素時(shí)，碳含量也增加,，隨著碳含量的增加,，在焊接物的硬化熱影響區(qū)中避免龜裂的問題變成更嚴(yán)重。

能在退火,、和硬化與回火的狀態(tài)下焊接,，無論鋼材的原先狀態(tài)如何，經(jīng)過焊接后都會(huì)在鄰近焊道處產(chǎn)生一硬化的馬氏體區(qū),，熱影響區(qū)的硬度主要是取決于母材金屬的碳含量，當(dāng)硬度增加時(shí),，則韌性減少,，且此區(qū)域變成較易產(chǎn)生龜裂、預(yù)熱和控制層間溫度,，是避免龜裂的有效方法,，為得的性質(zhì)，需焊后熱處理,。

是一類可以通過熱處理（淬火,、回火）對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)整的不銹鋼，通俗地講，是一類可硬化的不銹鋼,。這種特性決定了這類鋼必須具備兩個(gè)基本條件：一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區(qū)存在,，在該區(qū)域溫度范圍內(nèi)進(jìn)行長時(shí)間加熱，使碳化物固溶到鋼中之后,，進(jìn)行淬火形成馬氏體,，也就是化學(xué)成分必須控制在γ或γ+α相區(qū)，二是要使合金形成耐腐蝕和氧化的鈍化膜,，鉻含量必須在10.5%以上,。按合金元素的差別，可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼,。

馬氏體鉻不銹鋼的主要合金元素是鐵,、鉻和碳。圖1-4是Fe-Cr系相圖富鐵部分,，如Cr大于13%時(shí),，不存在γ相，此類合金為單相鐵素體合金,，在任何熱處理制度下也不能產(chǎn)生馬氏體,，為此必須在內(nèi)Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素，以擴(kuò)大來說,，C,、N是有效元素，C,、N元素添加使得合金允許更高的鉻含量,。在馬氏體鉻不銹鋼中，除鉻外,，C是另一個(gè)重要的*元素,，事實(shí)上，馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵,、鉻,、碳三元合金。當(dāng)然,，還有其他元素,，利用這些元素，可根據(jù)Schaeffler圖確定大致的組織,。

主要為鉻含量在12%-18%范圍內(nèi)的低碳或高碳鋼,。各國廣泛應(yīng)用的鋼種有如下3類：
1.低碳及中碳13%Cr鋼
2.高碳的18%Cr鋼
3.低碳含鎳（約2%）的17%Cr鋼

具備高強(qiáng)度和耐蝕性，可以用來制造機(jī)器零件如蒸汽渦輪的葉片（1Cr13）,、蒸汽裝備的軸和拉桿（2Cr13）,，以及在腐蝕介質(zhì)中工作的零件如活門,、螺栓等（4Cr13）。碳含量較高的鋼號(hào)（4Cr13,、9Cr18）則適用于制造醫(yī)療器械,、餐刀、測(cè)量用具,、彈簧等,。

與鐵素體不銹鋼相似，在中也可以加入其它合金元素來改進(jìn)其他性能：1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能,，例如1Cr13S或4Cr13Se,；2.加入約1%Mo及0.1% V，可以增加9Cr18鋼的耐磨性及耐蝕性,；3.加入約1Mo-1W-0.2V,，可以提高1Cr13及2Cr13鋼的熱強(qiáng)性。

與調(diào)制鋼一樣,，可以使用淬火,、回火及退火處理。其力學(xué)性質(zhì)與調(diào)制鋼也相似：當(dāng)硬度升高時(shí),，抗拉強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度升高,，而伸長率、截面收縮率及沖擊功則隨著降低,。

的耐蝕性主要取決于鉻含量,，而鋼中的碳由于與鉻形成穩(wěn)定的碳化鉻，又間接的影響了鋼的耐蝕性,。因此在13%Cr鋼中,，碳含量越低，則耐蝕性越高,。而在1Cr13,、2Cr13、3Cr13及4Cr13四種鋼中,，其耐蝕性與強(qiáng)度的順序恰好相反,。