一、概述
1、不锈钢的定义：
2、不锈钢的分类：
按金相组织划分(GB/T13304-1991)
F、M、A、A-F、PH
按合金元素种类划分
Cr、Cr-Ni、Cr-Ni-Mo、 Cr-Mn-Ni
3、不锈钢的特点及用途：
良好耐腐蚀性、氧化性、
优异的力学性能、物理性能、工艺 性能
化工、能源、机械、轻工等行业得到广泛的应用。
二、金属学基础
1、不锈钢中常见的合金元素
C、Cr、Ni、Mn、Si、N、Nb、Ti、Mo
奥氏体形成元素：C、Ni、Mn 、N、Cu等
铁素体形成元素：Cr、Si、Ti、Nb、Al、Mo等
2、合金元素的作用
提高基体金属的电极电位
在室温下获得单相固溶体组织
表面形成结构致密、不溶于腐蚀介质、电阻高的保护膜。

　　单合金元素的作用
C:稳定A元素，强化M钢的重要元素，极易与其他合金元素形成合金碳化物，导致不锈钢的晶界腐蚀。
Cr:F形成元素，提高基体金属的电极电位，易与C生成M7C3、M23C6，钝化能力很强，形成Cr2O3
Ni:稳定A元素，提高基体金属的电极电位，减少δ铁素体的含量
Mn:与Ni作用相似，稳定A元素，减少δ铁素体的含量，可以代替Ni。
Ti 、Nb:F形成元素，强化铁素体，优先于Cr与C结合生成TiC、NbC
Al、Si:F形成元素，强化铁素体，和O结合生成致密的Al2O3 、SiO2氧化膜，过量降低钢的塑性。
Mo:F形成元素，强化铁素体，提高耐腐蚀性能
 

　　三、不锈钢的分类、牌号、特点
1 铁素体不锈钢
2 马氏体不锈钢
3 奥氏体不锈钢
4 双相不锈钢
5 沉淀硬化不锈钢
1、铁素体不锈钢
1.1、成分、牌号、特点
成分：含Cr：11~30%，尚可含少量的Mo、Nb、Ti，基本上不含Ni。Cr17型和Cr25型
常用牌号：0Cr13Al、1Cr17、 1Cr17Mo、 00Cr27Mo、 00Cr30Mo2等
特点：加热不发生相变；有强磁；冷加工成型和焊接工艺较差；具有三种脆性倾向：475℃、相析出脆、高温脆性
1.2 热处理及金相组织
退火 ：（Cr17≈ 850 ℃ ）、（Cr25≈ 1050 ℃ ）
组织：铁素体+ M7C3（或M23C6）
过热：M+F
长期时效（ 500~800 ℃） σ相析出
950 ℃以上加热淬火 高温脆性，无法消除。
2、马氏体不锈钢
2.1 成分、牌号、特点
成分：含Cr12~14%，含C：0.1~0.4%，Cr13型。
常用牌号：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18等
特点：含碳量较高，淬火后得到马氏体组织；有较高的强度、硬度、耐磨性；通过热处理得到所要求的性能；切削加工性能较好。焊接性能差；有回火脆性。
2.2 热处理及金相组织
退火或高温回火 ：铁素体+ M23C6
淬火： 马氏体+少量δ铁素体
淬火+高温回火：保留马氏体位向索氏体
过热：晶粒粗大，大量 δ铁素体形成
欠热：未溶解碳化物存在
淬火+低温回火 ：回火马氏体
3、奥氏体型不锈钢
3.1、成分、牌号、特点
成分：含Cr：16~25%，含Ni：7~20%，基本成分18%Cr，8%Ni，通常称为18-8型不锈钢。
常用牌号：304（18Cr-8Ni）、321 （18Cr-9Ni-Ti） 、347 （18Cr-9Ni-Nb） 316（18Cr-12Ni-2.5Mo）等
特点 ：不能热处理强化；无磁性，具有优异的的耐腐蚀性；有良好的冷热成型性和焊接性能；切削加工较困难。
3.2、热处理及金相组织
固溶处理：1050~1100℃， 组织：奥氏体
过热：晶粒长大，δ铁素体形成。
敏化：500~850℃，组织：晶界析出 M23C6 晶界贫铬
稳定化： 850~900℃，组织：A+MC（TiC、NbC）抑制晶间腐蚀
4、奥氏体-铁素体双相钢
4.1 成分、牌号、特点
成分：在铬镍系不锈钢基础上增加铁素体形成元素（Cr、Mo）减少奥氏体形成元素（Ni、Mn）
常用牌号：0Cr26Ni5Mo2、1Cr18Ni11Si4AlTi
特点：双相组织；有磁性；比奥氏体钢强度高，耐腐蚀性好，热加工成型好，焊接性能好，仍具有铁素体钢的某些脆性。
4.2 热处理及金相组织
固溶处理（950~1000℃） δ铁素体+奥氏体
长期时效（ 500~800 ℃） σ相析出
5、沉淀硬化不锈钢
5.1 牌号、特点
通过热处理的手段使钢中的碳化物沉淀析出，从而达到提高强度目的。
常用牌号：0Cr17NI4CuNb、1Cr17Ni7Al
特点：固溶后为马氏体或半奥氏体组织，zui终沉淀析出马氏体组织；有很高的强度；耐均匀腐蚀能力优于马氏体型钢；加工成型和焊接性能良好。
四 、不锈钢中的组织和相
1、F、A、M、 M7C3、M23C6、δ铁素体、σ相
2、鉴别方法
A与F：A有孪晶组织，F呈带状或枝晶分布
赤血盐氢氧化钾溶液。F玫瑰色、A光亮色
热染法（500℃） F亮黄色、A浅兰色
氢氧化钾水溶液（电解） F灰色、A白色
碳化物与σ相
碱性高锰酸钾：浅侵蚀碳化物为浅棕色、 σ相橘红色；深侵蚀碳化物为绿色、 σ相棕橙色
高锰酸钾、氢氧化钠水溶液（电解）： σ相橘红色
草酸电解：
热染法（500~700℃）加热 碳化物白色、 σ相橙色
不锈钢金相检验项目和方法
1、低倍检验：
试验方法：GB/T226-1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀试验方法
组织评定：参照GB/T1979-2001《结构钢低倍组织缺陷评级图》。
GB/T1220-1992《不锈钢棒》标准中规定不得有肉眼可见得缩孔、气泡、裂纹、夹杂、翻皮及白点。
2、高倍检验：
非金属夹杂物：GB/T10561-1989 《钢中非金属夹杂物显微评定方法》、ASTM E45 、
奥氏体晶粒度：GB/T6394-2002《金属平均晶粒度测定方法》ASTM E112
铁素体含量 ：GB/T13305-1981《奥氏体不锈钢中α相面积含量金相检验法》、 GB/T1954-1980《铬镍奥氏体不锈钢焊缝铁素体含量测量法》
GB/T4234-1994《外科植入物用不锈钢》标准中规定铁素体含量、夹杂物级别、晶粒度级别。
耐热钢的金相检验
概述
1、定义：向钢中加入合金元素提高其热强性和抗氧化性能。
2、使用温度：400~650℃
3、分类：根据金相组织分类，
铁素体耐热钢
珠光体-铁素体耐热钢
马氏体耐热钢
奥氏体耐热钢

　　铁素体耐热钢
1、合金元素： Cr：12~28%，少量的Si、Al、Ti。
2、典型牌号：0Cr13Al、1Cr17、2Cr25N
3、用途：燃烧室、喷嘴等
4、组织：铁素体
珠光体-铁素体耐热钢
1、合金元素：合金元素含量不超过5~7%，属低合金钢
2、典型牌号：15CrMo、12Cr1MoV、17CrMo1V等
3、用途：工作温度350~670℃，锅炉管、汽包和气轮机的紧固件、主轴、叶轮等
4、组织：正火+高温回火，铁素体+珠光体+少量回火贝氏体
马氏体 耐热钢
1、合金元素：Cr：12%，加入W、Mo、V、Si。
2、典型牌号：1Cr13、1Cr11MoV、1Cr12NiWMoV、4Cr10Si2Mo等
3、用途：工作温度475~540℃，气轮机的叶片、螺栓、内燃机的进、排汽阀等
4、组织：淬火+高温回火，回火索氏体
奥氏体耐热钢
1、合金元素：含有较多的扩大和稳定奥氏体的元素，由18-8型钢演变
2、典型牌号：0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti、4Cr14Ni14W2Mo、2Cr25Ni20等
3、用途：工作温度600℃以上，强度要求不高的耐热受力件，高温炉中部件、汽阀等
4、组织：固溶，奥氏体+M23C6
耐热钢金相检验项目和方法
1、原始组织的检验：
内燃机部件金相检验在行业标准中有特殊规定（NJ354-1985、NJ309-1983）
高压锅炉用无缝钢管的GB5310-1995
2、运行金相检验：
珠光体球化