马氏体不锈钢(martensiti stainless steel)是一类可硬化的不锈钢,典型牌号为Cr13、2Cr1等。
这种不锈钢淬火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分、组织和强化机理的差异,可分为铬钢、铬镍钢和时效不锈钢等。
马氏体不锈钢主要为铬含量在12%-18%范围内的低碳或高碳钢。各国广泛应用的马氏体不锈钢钢种有如下3类:
1.低碳及中碳13%Cr钢
2.高碳的18%Cr钢
3.低碳含镍(约2%)的17%Cr钢
马氏体不锈钢根据化学成分不同可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类;根据组织和强化机理的不同则可分为马氏体和半奥氏体沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。
(1)马氏体铬钢。钢中除含铬外还含一定量的碳。铬含量决定钢的耐蚀性,碳含量越高则强度、硬度和耐磨性越高。此类钢的正常组织为马氏体,有的还含有少量的奥氏体、铁素体或珠光体。主要用于制造对强度、硬度要求高,而对耐腐蚀性能要求不太高的零件、部件以及工具、刀具等。典型钢号有2Crl3、4Crl3、9Crl8等。
(2)马氏体铬镍钢。包括马氏体沉淀硬化不锈钢、半奥氏体沉淀硬化不锈钢和马氏体时效不锈钢等,都是高强度或强度不锈钢。此类钢碳含量较低(低于0.10%),并含有镍,有些牌号还含有较高的钼、铜等元素,所以此种钢在具有高强度的同时,强度与韧性的配合以及耐蚀性、焊接性等均优于马氏体铬钢。Crl7Ni2是常用的一种低镍马氏体不锈钢。马氏体沉淀硬化不锈钢通常还含有Al、Ti、Cu等元素,它是在马氏体基体上通过沉淀硬化作用析出Ni3A1、Ni3Ti等弥散强化相而进一步提高钢的强度,如Crl7Ni4Cu4等牌号;而半奥氏体(或称半马氏体)沉淀硬化不锈钢,由于淬火状态仍为奥氏体组织,所以淬火态仍可进行冷加工成型,然后通过中间处理、时效处理等工艺进行强化,这样就可以避免马氏体沉淀硬化不锈钢中的奥氏体淬火后直接转变为马氏体,导致随后加工成型困难的缺点。常用的钢种有0Crl7Ni7AI、0Crl5Ni7M02A1等。此类钢强度较高,一般达1200~1400MPa,常用于制作对耐蚀性能要求不太高但需要高强度的结构件,如飞机蒙皮等。
马氏体时效不锈钢,是在低碳马氏体时效钢的基础上加入10%的铬制成的,既保有马氏体时效钢的良好综合性能,又提高了耐蚀性。此类钢碳含量低于0.03%,铬含量为10%~15%,镍含量为6%~1 1%(或钴含量为10%~20%),并加入Mo、Ti、Cu等强化元素。