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馬氏體、鐵素體、奧氏體的區別

發布日期:2016-09-09

奧氏體(鋼的組別:A1, A2, A3 A4, A5) (性能等級:50軟,70冷加工,80高強度)

馬氏體(鋼的組別:C1,C2,C3) (性能等級:50軟,70、110淬火并回火,80淬火并回火)

鐵素體(鋼的組別:F1) (性能等級:45軟,60冷加工)

馬氏體不銹鋼屬于鉻不銹鋼。由于含碳量高,碳化鉻多,鋼的耐蝕性能下降,雖可通過熱處理的方法改善,但防腐性不高。馬氏體不銹鋼多用于制造力學性能要求較高,并有一定耐蝕性能要求的零件,如汽輪機葉片、噴嘴、閥座、量具、刃具等。

鐵素體不銹鋼也屬于鉻不銹鋼。含碳量小,抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕能力強,有高溫抗氧化性能好等特點。主要用于制作化工設備中的容器、管道。

奧氏體不銹鋼屬于鉻鎳不銹鋼。具有很高的耐蝕性,優良的塑性,良好的焊接性及低溫韌性,不具有磁性,易加工硬化。主要用于在腐蝕介質中工作的零件、容器、管道、醫療器械以及抗磁環境中。

 

奧氏體

奧氏體是碳溶解在γ-Fe中的間隙固溶體,常用符號A表示。它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。其溶碳能力較大,在727℃時溶碳為ωc= 0.77%,1148℃時可溶碳2.11%。奧氏體是在大于727℃高溫下才能穩定存在的組織。奧氏體塑性好,是絕大多數鋼種在高溫下進行壓力加工時所要求的組織。奧氏體是沒有磁性的。

 

馬氏體分級淬火

是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高或稍低于鋼的馬氏體點的液態介質(鹽浴或堿浴)中,保持適當的時間,待鋼件的內、外層都達到介質溫度后取出空冷,以獲得馬氏體組織的淬火工藝,也稱分級淬火。分級淬火由于在分級溫度停留到工件內外溫度一致后空冷,所以能有效地減少相變應力和熱應力,減少淬火變形和開裂傾向。分級淬火適用于對于變形要求高的合金鋼和高合金鋼工件,也可用于截面尺寸不大、形狀復雜地碳素鋼工件。

 

馬氏體不銹鋼

通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,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效不銹鋼等。

 

馬氏體就是以人命命名的:

對于學材料的人來說,“馬氏體”的大名如雷貫耳,那么說到阿道夫·馬滕斯又有幾個人知道呢?其實馬氏體的“馬”指的就是他了。在鐵碳組織中這樣以人名命名的組織還有很多,今天我們就來說說這些名稱和它們背后那些材料先賢的故事。

馬氏體Martensite,如前所述命名自Adolf Martens (1850-1914)。這位被稱作馬登斯或馬滕斯的先生是一位德國的冶金學家。他早年作為一名工程師從事鐵路橋梁的建設工作,并接觸到了正在興起的材料檢驗方法。于是他用自制的顯微鏡(!)觀察鐵的金相組織,并在1878年發表了《鐵的顯微鏡研究》,闡述金屬斷口形態以及其拋光和酸浸后的金相組織。(這個工作我們現在做的好像也蠻多的。)他觀察到生鐵在冷卻和結晶過程中的組織排列很有規則(大概其中就有馬氏體),并預言顯微鏡研究必將成為最有用的分析方法之一(有遠見)。他還曾經擔任了柏林皇家大學附屬機械工藝研究所所長,也就是柏林皇家材料試驗所("Staatliche Materialprüfungsamt")的前身,他在那里建立了第一流的金相試驗室。1895年國際材料試驗學會成立,他擔任了副主席一職。直到現在,在德國依然有一個聲望頗高的獎項以他的名字命名

馬氏體、鐵素體、奧氏體、雙相不銹鋼的化學成分


鋼 號

牌 號

化學成分 %         

C

Cr

Ni

Mn

P

S

Mo

Si

Cu

N

其它



體型

201

1Cr17Mn6Ni5N

≤0.15

16.00-18.00

3.50-5.50

5.50-7.50

≤0.060

≤0.030

-

≤1.00

-

≤0.25

-

201L

03Cr17Mn6Ni5N

≤0.030

16.00-18.00

3.50-5.50

5.50-7.50

≤0.060

≤0.030

 

≤1.00

 

≤0.25

 

202

1Cr18Mn8Ni5N

≤0.15

17.00-19.00

4.00-6.00

7.50-10.00

≤0.060

≤0.030

 

≤1.00

-

≤0.25

204

03Cr16Mn8Ni2N

≤0.030

15.00-17.00

1.50-3.50

7.00-9.00

 

 

 

 

 

0.15-0.30

 

國內研制

1Cr18Mn10Ni5Mo3N

≤0.10

17.00-19.00

4.00-6.00

8.50-12.00

 

 

2.80-3.50

 

 

0.20-0.30

 

前蘇聯

2Cr13Mn9Ni4

0.15-0.25

12.00-14.00

3.70-5.00

8.00-10.00

 

 

 

 

 

 

 

國內研制

2Cr15Mn15Ni2N

0.15-0.25

14.00-16.00

1.50-3.00

14.00-16.00

 

 

 

 

 

0.15-0.30

 

 

1Cr18Mn10Ni5Mo3N

≤0.15

17.00-19.00

4.00-6.00

8.50-12.00

≤0.060

≤0.030

2.8-3.5

≤1.00

-

0.20-0.30

-

301

1Cr17Ni7

≤0.15

16.00-18.00

6.00-8.00

≤2.00

≤0.065

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

302

1Cr18Ni9

≤0.15

17.00-19.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

303

Y1Cr18Ni9

≤0.15

17.00-19.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.20

≤0.030

1)

≤1.00

-

-

-

303se

Y1Cr18Ni9Se

≤0.15

17.00-19.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.20

≤0.030

-

≤1.00

-

-

Se≥0.15

304

0Cr18Ni9

≤0.07

17.00-19.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

304L

00Cr19Ni10

≤0.030

18.00-20.00

8.00-10.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

304N1

0Cr19Ni9N

≤0.08

18.00-20.00

7.00-10.50

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

0.10-0.25

-

304N2

0Cr18Ni10NbN

≤0.08

18.00-20.00

7.50-10.50

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

0.15-0.30

Nb≤0.15

304LN

00Cr18Ni10N

≤0.030

17.00-19.00

8.50-11.50

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

0.12-0.22

-

305

1Cr18Ni12

≤0.12

17.00-19.00

10.50-13.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

309S

0Cr23Ni13

≤0.08

22.00-24.00

12.00-15.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

310S

0Cr25Ni20

≤0.08

24.00-26.00

19.00-22.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

316

0Cr17Ni12Mo2

≤0.08

16.00-18.50

10.00-14.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

2.00-3.00

≤1.00

-

-

-

 

1Cr18Ni12Mo2Ti6)

≤0.12

16.00-19.00

11.00-14.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

1.80-2.50

≤1.00

-

-

Ti5(C%-0.02)~0.08

 

0Cr18Ni12Mo2Ti

≤0.08

16.00-19.00

11.00-14.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

1.80-2.50

≤1.00

-

-

Ti5*C%-0.70

316L

00Cr17Ni14Mo2

≤0.030

16.00-18.00

12.00-15.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

2.00-3.00

≤1.00

-

-

-

316N

0Cr17Ni12Mo2N

≤0.08

16.00-18.00

10.00-14.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

2.00-3.00

≤1.00

-

0.10-0.22

-

316N

00Cr17Ni13Mo2N

≤0.030

16.00-18.50

10.50-14.50

≤2.00

≤0.035

≤0.030

2.00-3.00

≤1.00

-

0.12-0.22

-

316J1

0Cr18Ni12Mo2Cu2

≤0.08

17.00-19.00

10.00-14.50

≤2.00

≤0.035

≤0.030

1.20-2.75

≤1.00

1.00-2.50

-

-

316J1L

00Cr18Ni14Mo2Cu2

≤0.030

17.00-19.00

12.00-16.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

1.20-2.75

≤1.00

1.00-2.50

-

-

317

0Cr19Ni13Mo3

≤0.12

18.00-20.00

11.00-15.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

3.00-4.00

≤1.00

-

-

-

317L

00Cr19Ni13Mo3

≤0.08

18.00-20.00

11.00-15.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

3.00-4.00

≤1.00

-

-

-

 

1Cr18Ni12Mo3Ti6)

≤0.12

16.00-19.00

11.00-14.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

2.50-3.50

≤1.00

-

-

Ti5(C%-0.02)~0.08

 

0Cr18Ni12Mo3Ti

≤0.08

16.00-19.00

11.00-14.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

2.50-3.50

≤1.00

-

-

Ti5*C%-0.70

317J1

0Cr18Ni16Mo5

≤0.040

16.00-19.00

15.00-17.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

4.00-6.00

≤1.00

-

-

-

321

1Cr18Ni9Ti6)

≤0.12

17.00-19.00

8.00-11.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

Ti5(C%-0.02)~0.08

 

0Cr18Ni10Ti

≤0.08

17.00-19.00

9.00-12.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

Ti≥5*C%

347

0Cr18Ni11Nb

≤0.08

17.00-19.00

9.00-13.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

Nb≥10*C%

XM7

0Cr18Ni9Cu3

≤0.08

17.00-19.00

8.50-10.50

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

3.00-4.00

-

-

XM15J1

0Cr18Ni13Si4

≤0.08

15.00-20.00

11.50-15.00

≤2.00

≤0.035

≤0.030

-

3.00-5.00

-

-

2)

奧氏體
|
鐵素體

329J1

0Cr26Ni5Mo2

≤0.08

23.00-28.00

3.00-6.00

≤1.50

≤0.035

≤0.030

1.00-3.00

≤1.00

-

-

2)

 

1Cr18Ni11Si4AlTi

0.10-0.18

17.50-19.50

10.--120..

≤0.80

≤0.035

≤0.030

-

3.40-4.00

-

-

Al 0.10-0.30; Ti 0.40-0.70

 

00Cr18Ni5MoSi2

≤0.030

18.00-19.50

4.50-5.50

1.00-2.00

≤0.035

≤0.030

2.50-3.00

1.30-2.00

-

-

-




405

0Cr13Al

≤0.08

11.50-14.50

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

Al 0.10-0.30

410L

00Cr12

≤0.030

11.00-13.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

430

1Cr17

≤0.12

16.00-18.00

3)

≤1.25

≤0.035

≤0.030

-

≤0.75

-

-

-

430F

Y1Cr17

≤0.12

16.00-18.00

3)

≤1.00

≤0.035

≥0.15

1)

≤1.00

-

-

-

434

1Cr17Mo

≤0.12

16.00-18.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

0.75-1.25

≤1.00

-

-

-

447J1

00Cr30Mo2

≤0.010

28.50-32.00

-

≤0.40

≤0.035

≤0.030

1.50-2.50

≤0.40

-

≤0.015

-

XM27

00Cr27Mo

≤0.010

25.00-27.50

-

≤0.40

≤0.035

≤0.030

0.75-1.50

≤0.40

-

≤0.015

-




403

1Cr12

≤0.15

11.50-13.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤0.50

-

-

-

410

1Cr13

≤0.15

11.50-13.50

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

405

0Cr13

≤0.08

11.50-13.50

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

416

Y1Cr13

≤0.15

12.00-14.00

3)

≤1.25

≤0.035

≥0.15

1)

≤1.00

-

-

-

410J1

1Cr13Mo

≤0.08-0.18

11.50-14.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

0.30-0.60

≤0.60

-

-

-

420J1

2Cr13

0.16-0.25

12.00-14.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

420J2

3Cr13

0.26-0.35

12.00-14.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

-

-

-

420F

Y3Cr13

0.26-0.40

12.00-14.00

3)

≤1.25

≤0.035

≥0.15

1)

≤1.00

-

-

-

 

3Cr13Mo

0.28-0.35

12.00-14.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

0.50-1.00

≤0.80

-

-

-

 

4Cr13

0.36-0.45

12.00-14.00

3)

≤0.80

≤0.035

≤0.030

-

≤0.60

-

-

-

431

1Cr17Ni2

0.11-0.17

16.00-18.00

1.50-2.50

≤0.80

≤0.035

≤0.030

-

≤0.80

-

-

-

440A

7Cr17

0.60-0.75

16.00-18.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

4)

≤1.00

-

-

-

440B

8Cr17

0.75-0.95

16.00-18.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

4)

≤1.00

-

-

-

 

9Cr18

0.90-1.00

17.00-19.00

3)

≤0.80

≤0.035

≤0.030

4)

≤0.80

-

-

-

440C

11Cr17

0.95-1.20

16.00-18.00

3)

≤1.00

≤0.035

≤0.030

4)

≤1.00

-

-

-

440F

Y11Cr17

0.95-1.20

16.00-18.00

3)

≤1.25

≤0.035

≥0.15

4)

≤1.00

-

-

-

 

9Cr18Mo

0.95-1.10

16.00-18.00

3)

≤0.80

≤0.035

≤0.030

0.40-0.70

≤0.80

-

-

-

 

9Cr18MoV

0.85-0.95

17.00-19.00

3)

≤0.80

≤0.035

≤0.030

1.00-1.30

≤0.80

-

-

V0.07-0.12





630

0Cr17Ni4Cu4Nb

≤0.07

15.50-17.50

6.50-7.50

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

3.00-5.00

-

Nb 0.15-0.45

631

0Cr17Ni7Al

≤0.09

16.00-18.00

6.50-7.50

≤1.00

≤0.035

≤0.030

-

≤1.00

≤0.50

-

Al 0.75-1.50

632

0Cr15Ni7Mo2Al

≤0.09

14.00-16.00

6.50-7.50

≤1.00

≤0.035

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