不銹鋼主要由鐵-鉻、鐵-鉻-鎳合金和其它改善力學(xué)性能與抗蝕能力的元素組成。不銹鋼防蝕是因為在金屬表面生成了可防止進(jìn)一步氧化的鉻氧化物—不可滲透層。
因此，不銹鋼在氧化氣氛中能防止腐蝕并使鉻氧化物層得到強(qiáng)化。但在還原氣氛中，鉻氧化層受到損害?？刮g性隨著鉻、鎳含量增加而增加。鎳可全面提升鐵的鈍化性。
增加碳是為了改善力學(xué)性能和保證奧氏體不銹鋼性能的穩(wěn)定。一般說來，不銹鋼利用顯微組織進(jìn)行分類。
◆ 馬氏體不銹鋼。屬于鐵-鉻合金，可進(jìn)行奧氏體化和后序熱處理生成馬氏體。通常含鉻12%，含碳0.15%。
◆ 鐵素體不銹鋼。含鉻約14%～18%，碳0.12%。因為鉻是鐵素體的穩(wěn)定劑，奧氏體相被超過13%的鉻徹底抑制，因而是完全的鐵素體相。
◆ 奧氏體不銹鋼。鎳是奧氏體的強(qiáng)穩(wěn)定劑，因此，在室溫、低于室溫或高溫狀態(tài)下，鎳含量為8%，鉻含量為18%（300型）能使奧氏體相非常穩(wěn)定。奧氏體不銹鋼類似于鐵素體型，不能通過馬氏體轉(zhuǎn)變而硬化。
鐵素體和馬氏體不銹鋼特征，如晶粒尺寸等與同級別的其它鐵素體鋼和馬氏體鋼相似。
奧氏體不銹系FCC結(jié)構(gòu)，在冷凍溫度下都不可能解理斷裂。大型件冷軋80%后，310型不銹鋼有極高的屈服強(qiáng)度和缺口敏感性，甚至在溫度低至-253℃還具有1.0的缺口敏感性比。因此，可用于導(dǎo)彈系統(tǒng)的液氫貯存箱。相似的301型不銹鋼可用于溫度低至183℃的液氧貯存箱。但在這些溫度以下是不穩(wěn)定的，如發(fā)生任何塑性變形，不穩(wěn)定的奧氏體都會變成脆性的非回火馬氏體。絕大多數(shù)奧氏體鋼用于防腐環(huán)境，被加熱至500～900℃溫度范圍，鉻碳化物會沉淀在奧氏體晶界，結(jié)果使晶界附近范圍內(nèi)的鉻層被完全耗盡。該部位非常容易受到腐蝕和局部腐蝕，如果存在應(yīng)力，還可導(dǎo)致晶脆性斷裂。
為了減輕上述危害，可加入少量性能強(qiáng)于鉻碳化物的元素，例如鈦或鈮，與碳形成合金碳化物，防止鉻被耗盡和隨之而致的應(yīng)力腐蝕裂紋。常稱這種處理為“穩(wěn)定化處理”。
奧氏體不銹鋼也常用于高溫，如壓力容器，防止和滿足抗腐蝕和抗蠕變。某些鋼種因為在焊后熱處理和高溫環(huán)境下對熱影響區(qū)及其附近的裂紋十分敏感。所以，當(dāng)焊接再加熱時，受高溫作用，鈮或鈦碳化物會在晶粒內(nèi)和晶界沉淀，導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生而影響使用壽命，這必須給予高度重視。
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