一、影响不锈钢组织的两大类合金元素


   形成铁素体的元素:Cr、Mo、Si、Al、W、Ti、Nb等。


   形成奥氏体的元素:C、N、Ni、Co、Mn、Cu等。


  在一定温度条件下,不锈钢的基体组织是由钢中形成铁素体和形成奥氏体的合金元素间的相互作用所决定的。



二、铬当量与镍当量


   是指各合金元素形成铁素体组织或形成奥氏体组织的能力的总和。


   铬当量= Cr + 1.5Mo + 1.5Si + 1.75Nb + 1.5Ti + 5.5Al + 0.75W , 各元素含量前的数字为该元素形成铁素体的能力相当于铬形成铁素体能力的倍数。


   镍当量= Ni + Co + 30(C+N)+0.5Mn + 0.3 Cu ,各元素含量前的数字为该元素形成奥氏体的能力相当于镍形成奥氏体能力的倍数。



三、铬当量与镍当量对不锈钢基体组织的影响


   图2.1指出了自高温冷却后,铬当量与镍当量对不锈钢基体组织的影响。从图中可以根据不锈钢化学成分中的铬当量与镍当量大致确定钢的基体组织类型和组成。不锈钢中的马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢系处于图2.1中I 区和II区范围内,而双相不锈钢则处于A+F区范围内。


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   需要指出,各种合金元素在钢(包括不锈钢)中相互作用,在形成各种基体组织(固溶体)的同时,还可产生不同程度的固溶强化作用,见图2.2和图2.3 。这主要是各种合金元素(溶质)在基体组织(溶剂)中所处的位置导致溶剂晶格发生不同程度的畸变而产生的作用。根据溶质元素在溶剂晶格中所处位置的不同,有间隙型元素和置换型元素之分。处在溶剂(Fe)晶格结点空隙处的元素(如C、N、B等),称间隙型元素;而处在溶剂(Fe)晶格结点处的元素则称为置换型元素(示意图见图2.4)。间隙型元素和置换型元素在钢中所形成的固溶体,又分别称为间隙固溶体和置换固溶体。


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   由于碳、氮等间隙元素在铁素体中的固溶度很低,因此,铁素体不锈钢主要是置换固溶体;由于包括碳、氮在内的几乎所有合金元素在奥氏体中均有相当的固溶度(甚至可无限固溶),因此,奥氏体不锈钢则常常是间隙元素固溶和置换元素固溶共存的固溶体。




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