不锈钢的钢种很多,性能又各异,常见的分类方法有:

1)按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类,如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢和高纯不锈钢。

2)按钢的性能特点和用途分类,如耐硝酸(硝酸级)不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。

3)按钢的功能特点分类,如低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。

4)目前常用的分类方法是按钢的组织特点分类,如马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢

以下按照钢的组织特点分别介绍:

马氏体不锈钢:一类可以通过热处理(淬火回火)对其性能进行调整的不锈钢,即可硬化的不锈钢。这类钢必须具备两个基本条件:其一,在平衡相图中必须有奥氏体相区存在;其二,要是合金形成耐腐蚀的钝化膜,铬含量必须在10.5%

以上。马氏体不锈钢和马氏体时效不锈钢是耐蚀的高强度材料。常用的马氏体不锈钢有1Cr132Cr133Cr134Cr139Cr18。马氏体不锈钢的淬透性好,硬度较高,但由于合金元素单一,这类钢只在氧化性介质中(如大气、水蒸气、海水、氧化性酸)有较好的耐腐蚀性,而在非氧化性介质中(如盐酸、碱溶液等)耐蚀性很低。此外,钢的耐蚀性还随着碳的质量分数增加而降低,但钢的强度、硬度、耐磨性及切削加工性则随之而增高。

铁素体不锈钢:铬含量在11%~30%具有体心立方结构,在使用状态下,以铁素体组织为主的不锈钢。铁素体不锈钢除了具有不锈性和耐一般腐蚀性能外,其耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀性能优良是此类钢耐蚀性方面的主要特点。铁素体不锈钢的耐蚀性、塑性、焊接性均优于马氏体不锈钢,但其强度偏低。这类钢主要用于对力学性能要求不高,而对耐腐蚀性能要求很高的机械零件和结构件,如硝酸的吸收塔及热交换器、磷酸槽等,也可作高温下抗氧化的材料使用。

不含贵重金属镍的铁素体不锈钢具有优异的耐蚀性能,但由于其低温脆性和焊接性能的限制,它的推广使用受到影响,随着二次精炼技术的发展,现在可以生产极低碳以及加氮的铁素体不锈钢,使铁素体不锈钢的低温转变温度已经降到室温以下,焊接性能也有所改善,目前大量生产的铁素体不锈钢钢种以Cr17型为主。

双相不锈钢:不锈钢中既有奥氏体,又有铁素体组织结构的钢种,而且此两相组织要独立存在,且含量较大。由于在氯化物介质中通用的奥氏体不锈钢对于应力腐蚀较为敏感,因此为了解决18-8型奥氏体不锈钢的应力腐蚀问题,人们在不提高成本、生产技术上也不需要大的改进的条件下,发展了双相不锈钢。典型钢种如3RE6000Cr26Ni7Mo2TiCr25Ni15Mo1.5等,在用于化肥厂设备、石油精炼工业、船舶冷凝器等方面发挥了重要作用。

奥氏体不锈钢:按照维持合金奥氏体基体所采取的合金化方式,奥氏体不锈钢可分为铬镍不锈钢和铬锰不锈钢两大系列。目前以AISI3040Cr18Ni9Ti)、304L00Cr19Ni11)、316316L为代表的铬镍奥氏体不锈钢仍然是不锈钢的主导钢种,其产量约占不锈钢总产量的45%。奥氏体不锈钢不仅有高的耐腐蚀性能,还有高的塑性、低温韧性、加工硬化能力与良好的焊接性能,广泛应用于制造硝酸、有机酸、盐、碱等工业中的机械零件及构件。

奥氏体不锈钢的主要缺点是容易产生晶间腐蚀,其原因是沿晶界析出Cr的碳化物,造成晶界附近区域贫铬,使该处电极电位降低,当受到腐蚀介质作用时便沿着晶界的贫铬区发生腐蚀。为防止晶间腐蚀,通常采取三种方法:1)降低钢中的碳含量,使之不形成铬的碳化物;2)在钢中加入适量的强碳化物形成元素TiNb,优先形成TiCNbC而不形成铬的碳化物,不产生贫铬区;3)进行固溶处理或退火处理,使奥氏体均匀化,抑制铬的碳化物形成。