不銹鋼的物理性能、力學(xué)性能和耐熱性能 不銹鋼和碳鋼的物理性能數(shù)據(jù)對比，碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼，而略低于奧氏體型不銹鋼；電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增；線膨脹系數(shù)大小的排序也類似，奧氏體型不銹鋼 而碳鋼小；碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性，奧氏體型不銹鋼無磁性，但其冷加工硬化生成成氏體相變時將會產(chǎn)生磁性，可用熱處理方法來這種馬氏體組織而恢復(fù)其無磁性。 奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，具有下列特點(diǎn)： 1）高的電陰率，約為碳鋼的5倍。 2）大的線膨脹系數(shù)，比碳鋼大40％，并隨著溫度的升高，線膨脹系數(shù)的數(shù)值也相應(yīng)地提高。 3）低的熱導(dǎo)率，約為碳鋼的1/3。

70年代以來，我國不銹鋼材料研究工作的其它重要進(jìn)展有：研制了高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度的馬氏體時效不銹鋼并投入工業(yè)試制與應(yīng)用；采用真空感應(yīng)爐、真空電子束爐和真空自耗爐冶煉并批量生產(chǎn)了C+N≤150-250ppm的高純鐵素體不銹鋼00Cr18Mo2、00Cr26Mo1和00Cr30Mo2；含Mo量≥4.5%的高M(jìn)o和高M(jìn)o含N的Cr-Ni奧氏體不銹鋼，例如研制成功00Cr20Ni25Mo4.5Cu、00Cr18Ni18Mo5（N）、00Cr25Ni25Mo5N等并在化工、石化和海洋開發(fā)中獲得了應(yīng)用；在解決濃硝酸腐蝕和固溶態(tài)晶間腐蝕方面，研制了00Cr25Ni20Nb和幾種超低碳高硅不銹鋼，80年代以來，超低碳并對鋼中磷含量和α相量嚴(yán)加控制的尿素級不銹鋼00Cr18Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N兩種牌號研制完成，它們的板、管、棒材、鍛件以及焊接材料均在大中型尿素工業(yè)中得到了應(yīng)用，取得了滿意的結(jié)果；由于一些特殊鋼廠陸續(xù)建成冶煉不銹鋼的爐外精煉設(shè)備，例如AOD（氬氧精煉爐）、VOD（真空氧精煉爐）等并已投產(chǎn)，我國不銹鋼的冶煉技術(shù)上了一個新臺階。它不僅使低碳、超低碳不銹鋼的生產(chǎn)變得輕而易舉，而且使不銹鋼的內(nèi)在質(zhì)量提高，成本降低。由于含Ti的18-8型Cr-Ni奧氏體鋼存在一系列缺點(diǎn)，美、日等工業(yè)先進(jìn) 早在60年代便已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由含Ti不銹鋼到普遍采用低碳、超低碳不銹鋼的過渡，而我國是在1985—1990年間才大力進(jìn)行低碳、超低碳不銹鋼的開發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用，取得了一些可喜的進(jìn)展，例如1988年底我國低碳、超低碳18-8型不銹鋼產(chǎn)量已占我國不銹鋼產(chǎn)量的10%左右。但與不銹鋼生產(chǎn)、應(yīng)用的先進(jìn) 相比（例如日、美等國含Ti的18-8型Cr-Ni鋼僅占不銹鋼產(chǎn)量的1.5%左右），還存在著很大的差距。80年代，我國還開展了控氮（N 0.05%—0.10%）和氮合金化（N>0.10%）Cr-Ni奧氏體不銹鋼的研制工作。試驗表明，氮在Cr-Ni奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼中是一種無價且非常有益的合金元素。對氮的強(qiáng)化作用，降低鋼的晶間腐蝕敏感性，改善鋼的耐蝕性，特別是改善鋼的耐點(diǎn)蝕等方面的機(jī)制，正在進(jìn)行深入的研究工作。幾種控氮和氮合金化的Cr-Ni奧氏體不銹鋼已結(jié)合工程需要投入了批量生產(chǎn)和應(yīng)用。

χ相和Laves相 χ相主要出現(xiàn)在含鉬的不銹鋼中，是具有體心立方結(jié)構(gòu)的金屬間化合物，每個晶胞內(nèi)含有58個原子，代表的化學(xué)成分是Fe36Cr12Mo10。但是由于金屬原子的相互置換，其化學(xué)組成可在一定的范圍內(nèi)變動。在奧氏體不銹鋼中，該相的實(shí)際成分多為（FeNi）36Cr18Mo4。χ相主要在晶界，非共格孿晶界和晶內(nèi)的位錯處開始生成。晶內(nèi)生成的χ相與奧氏體基體保持一定的位向關(guān)系。 Laves相（η相）是B2A型固定原子構(gòu)成的金屬間化合物。在含鉬或鈮的奧氏體不銹鋼中形成的Laves相成分分別為Fe2Mo和Fe2Nb。該相具有六方結(jié)構(gòu)，每個晶胞中含有12個原子。與碳化物，б相和χ相等相比，Laves相在鋼中生成較慢，生成量也較少，且主要是晶內(nèi)沉淀，與奧氏體基體也保持一定的位向關(guān)系。為形成該相，對B，A原子的相對大小有嚴(yán)格的要求：兩者原子半徑的比值不得大于1.225。 影響χ相和Laves相沉淀的因素是相似的。鋼中合金元素有重要影響。鉬、硅和鈦會加速χ相和Laves相的形成，特別是鉬的作用更為明顯；鎳、碳和氮含量的提高對這兩種相的沉淀均有抑制作用。冷加工對這兩種中間相的沉淀速度和沉淀量有不太強(qiáng)的促進(jìn)效果。 奧氏體不銹鋼中χ相和Laves相的沉淀，也像б相一樣，導(dǎo)致耐蝕性下降及塑性、韌性的降低。但是由于這些相的沉淀溫度與碳化物及б相的沉淀溫度大體上相重合，因而在實(shí)際時效過程中，單獨(dú)出現(xiàn)χ相或Laves相的情況是極少見的，這些相總是與碳化物、б相等相伴隨而出現(xiàn)，且往往是次要相和后生相。所以，這些相的形成對不銹鋼耐蝕性和力學(xué)性能的影響常常被作為主要相的碳化物或б相的作用所掩蓋。

00Cr17Ti是一種低碳、氮含量的鐵素體不銹鋼。與前述1Cr17Ti和0Cr17Ti相比較，由于間隙元素碳、氮含量較低，故其耐蝕性、塑性、韌性均有所改善。此鋼的用途基本上與0Cr17Ti相同，但是，當(dāng)耐蝕性、深沖性能、可焊性要求較高時則可選用00Cr17Ti。 1Cr17Mo2Ti是在1Cr17Ti鋼中加入～2%Mo而發(fā)展的鋼種。由于Cr，Mo 的復(fù)合作用，此鋼對弱還原性酸和有機(jī)酸（例如醋酸、果酸等）的耐腐蝕能力以及耐孔蝕的性能遠(yuǎn)較1Cr17Ti鋼為優(yōu)。 此鋼種多用于制造與有機(jī)酸相接觸的設(shè)備以及制鹽、人造纖維、造紙、食品等工業(yè)用的耐蝕和清潔設(shè)備。1Cr17Mo2Ti鋼在氧化性酸中，例如在硝酸中其耐蝕性低于不含鉬的Cr17型鋼，故它不適于在氧化性酸中使用。 1Cr25Ti系高鉻含量的一種純鐵素體不銹鋼。它在1000～1100 ℃有良好的抗氧化性。此鋼的主要用途是制造耐氯鹽（如氯化鈉）溶液和不同濃度的硝酸或磷酸腐蝕的容器。也可制造換熱器、蛇形管和硝酸濃縮設(shè)備。由于含鉻量高、有б相脆性和475℃脆化敏感性，故長期使用溫度應(yīng)避開б相形成溫度和450～550℃范圍。