不锈钢的金相组织与相及相变

金相组织

  （一）不同元素对不锈钢组织和相的影响

  对于马氏体型铬不锈钢来说，对组织产生主要影响的元素有铬、碳和钼；对马氏体型铬镍不锈钢来说，产生主要影响的元素有镍、钼、铝、钴、氮和钛等。

  马氏体型铬镍不锈钢中由于所含的铬与碳发生交互的作用，使其在高温下形成稳定的 r相区和稳定的a+r相区。碳量的增加可使r相区得到扩大，但是随着铬含量的增加碳的溶解极限下降。马氏体型铬镍不锈钢中添加镍解决了马氏体型不锈钢为提高其耐蚀性以牺牲钢的硬度为代价的问题。但是其中的镍含量不易过高，否则由于镍扩大奥氏体相区和降低Ms温度而使不锈钢变成奥氏体型不锈钢，从而完全丧失淬火能力。

  影响铁素体型不锈钢组织的元素主要有铬、钼、碳、氮和镍，另外有一些铁素体型不锈钢中还添加有钛、铌和铜等元素，对组织也有一定的影响。其中添加铬和钼的主要的目的是加速和促进 α'相和α相的形成和沉淀，使铁素体晶粒更加粗大。

  影响奥氏体型不锈钢组织的主要元素有碳、铬、镍、钼、氮、铜、硅和锰等，有时在生产易切削不锈钢时，也将硫作为添加元素。碳在奥氏体型不锈钢中是形成、稳定和扩大奥氏体区的元素。碳在奥氏体型不锈钢中是形成、稳定和扩大奥氏体区的元素，其形成奥氏体的能力远高于镍许多倍。碳在奥氏体型不锈钢中是有用元素，但同时也是有害元素，一方面由于碳作为一种间隙元素可通过固溶强化显著提高奥氏体型不锈钢的强度，同时也可提高高浓度氯化物腐蚀介质中的耐蚀能力；但另一方面由于碳在某些条件下生成 Cr23C6，使得耐腐蚀性能显著下降。铬在奥氏体型不锈钢中的作用与其在铁素体型不锈钢中作用基本相同。

  影响比相不锈钢组织的主要元素有镍、氮、锰、铬、钼、硅和钨等。镍在 α+r双相不锈钢中能扩大r相区。有关资料指出，镍的添加还能促成形成σ（x）相，增加脆化敏感性并有使脆化敏感温度向高温方向移动的倾向，也将使马氏体相变温度降低，改善双相不锈钢的冷加工性能。

  （二）相及相变

  热处理是不锈钢生产和加工过程中以及最终产品加工过程中重要的工序。对于马氏体型不锈钢，通常进行淬火 —回火热处理。对于铁素体型不锈钢，需进行恢复由于加工引起的应硬化和焊接部位回火后恢复韧性的热处理，通常是高温加热后进行空冷的退火热处理。对于奥氏体型不锈钢，根据使用目的需要进行固溶处理、稳定化处理、消除应力退火和时效处理等。

  通过进行热处理来控制不锈钢的金相组织时，可采用相变和恢复、再结晶等形式来实现。

  相变的内涵可以说有以下 3种情况，即结构的变化、组成的变化和其规律性的变化告示。在不锈钢发生的相变中最常见的马氏体相变就是其结构发生变化的一种形式，而所发生的其他的相变均为扩散相变。