作为一种可以通过热处理调整材料性能的不锈钢,马氏体不锈钢是一种可淬硬的不锈钢。马氏体不锈钢的特点是硬度高、机械性能和耐腐蚀性能强。这些特性决定了马氏体不锈钢必须具备两个基本条件。首先,平衡相图中必须存在奥氏体相区。其次,为了使马氏体不锈钢能够形成耐腐蚀性强的钝化膜,马氏体不锈钢必须含有10.5%以上的铬。
根据马氏体不锈钢中合金元素的差异,马氏体不锈钢可分为铬马氏体不锈钢和铬镍马氏体不锈钢。铬马氏体不锈钢又可分为低碳、中碳和高碳类型。马氏体不锈钢在淬火状态下具有体心四方晶体结构,具有铁磁性。它们在相对较弱的腐蚀环境中具有耐腐蚀性。马氏体不锈钢中铬含量可达18%,碳含量可超过1.2%。
为了提高马氏体不锈钢的耐腐蚀性和由其制成的刀片的锋利度,微观结构中可以存在过量的碳化物。可以添加少量的铌、硅、钨和钒来优化淬火后的回火效果。含镍马氏体不锈钢提高了铬马氏体不锈钢在某些环境下的耐腐蚀性,增强了韧性。碳是马氏体不锈钢中不可缺少的重要元素。它能使铁铬二元合金元素之间形成相区,这也影响了马氏体不锈钢在淬火状态下的硬度。实验表明,0.1%碳马氏体不锈钢的硬度约为35HRC,而0.5%碳马氏体不锈钢的硬度可高于60HRC。然而,进一步增加碳含量不会显着提高硬度。
国内标准列出的马氏体不锈钢牌号有18个,主要是13%铬和17%铬类型。
马氏体不锈钢由于具有优异的机械性能、中等的耐腐蚀性以及650℃以下良好的耐热性,已广泛应用于各个工业领域。低、中碳马氏体不锈钢,如1G13及其变型牌号,主要用于汽轮机、喷气发动机、燃气轮机等,在石油石化工业中也有广泛应用。
2G13等稍高碳钢主要用于切削工具、阀门零件、齿轮、皮带轮、开关轴和其他机械零件和棒材。高碳马氏体不锈钢如9G18Mo用于切削工具、轴承、外科和牙科器械、剪刀、弹簧、阀门、轴、凸轮等。
马氏体不锈钢的回火脆性温度范围为425-565℃。钢在此温度范围内回火可显着降低冲击韧性。对于耐冲击性关键部件,应避免该回火温度,也应避免在此温度范围内应用。
