馬氏體不銹鋼的常見型號及特性
馬氏體不銹鋼是一類通過熱處理(淬火+回火)獲得高硬度和強度的不銹鋼,以體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)馬氏體為基體,含碳量較高(0.1%-1.2%),鉻含量通常在 11.5%-18% 之間。其特點是高硬度、耐磨性好,但耐腐蝕性弱于奧氏體和鐵素體不銹鋼,且具有磁性。以下是常見型號及其應(yīng)用:
1. 低碳馬氏體不銹鋼(0.1%-0.2% C)
(1) 410型(國標(biāo):1Cr13)
成分:11.5-13.5% Cr,0.08-0.15% C。
特點:耐腐蝕性中等,可通過熱處理強化(硬度達(dá)HRC 40-45)。
應(yīng)用:泵軸、閥門、刀具、餐具。
(2) 410S(國標(biāo):0Cr13)
成分:11.5-13.5% Cr,碳≤0.08%。
特點:低碳版本,焊接性優(yōu)于410型,但硬度較低。
應(yīng)用:鍋爐部件、耐蝕結(jié)構(gòu)件。
2. 中碳馬氏體不銹鋼(0.2%-0.4% C)
(1) 420型(國標(biāo):3Cr13)
成分:12-14% Cr,0.26-0.35% C。
特點:硬度更高(HRC 50-55),耐磨性優(yōu)異,但韌性下降。
應(yīng)用:手術(shù)器械、刀具、模具。
(2) 420J2(國標(biāo):4Cr13)
成分:12-14% Cr,0.36-0.45% C。
特點:更高碳含量,硬度可達(dá)HRC 55-58,耐蝕性進(jìn)一步降低。
應(yīng)用:剃須刀片、高耐磨工具。
3. 高碳馬氏體不銹鋼(0.6%-1.2% C)
(1) 440A/B/C型(國標(biāo):9Cr18/9Cr18Mo)
440A(國標(biāo):9Cr18):
成分:16-18% Cr,0.60-0.75% C。
特點:耐腐蝕性優(yōu)于420系列,硬度HRC 54-56。
440B:碳含量0.75-0.95%,硬度更高(HRC 56-58)。
440C(國標(biāo):9Cr18Mo):
成分:16-18% Cr,0.95-1.20% C,添加1% Mo。
特點:硬度HRC 58-60,耐磨性和耐腐蝕性綜合最優(yōu)。
應(yīng)用:高端刃具、軸承、精密機械零件。
4. 改進(jìn)型馬氏體不銹鋼(添加鎳、鉬等元素)
(1) 431型(國標(biāo):1Cr17Ni2)
成分:15-17% Cr,1.5-2.5% Ni,0.12-0.22% C。
特點:鎳的加入改善韌性和耐腐蝕性,硬度HRC 40-45。
應(yīng)用:航空發(fā)動機零件、高強度耐蝕結(jié)構(gòu)件。
(2) 630型(17-4PH,沉淀硬化不銹鋼)
成分:15-17.5% Cr,3-5% Ni,3-5% Cu,添加鈮(Nb)。
特點:通過時效處理強化,兼具高強度和耐腐蝕性(接近奧氏體不銹鋼)。
應(yīng)用:航空航天部件、核工業(yè)設(shè)備、精密齒輪。
馬氏體不銹鋼的優(yōu)缺點
優(yōu)點:
高強度、高硬度:適合耐磨、耐沖擊場景。
可熱處理:通過淬火+回火調(diào)整性能。
成本較低:無需高含量鎳等貴金屬。
缺點:
耐腐蝕性弱:僅適用于弱腐蝕環(huán)境(如大氣、淡水)。
焊接性差:易產(chǎn)生裂紋,需嚴(yán)格控制工藝。
低溫脆性:低溫下韌性顯著降低。
選型建議
通用耐磨:410(1Cr13)、420(3Cr13)。
高端刃具:440C(9Cr18Mo)。
耐蝕+強度:431(1Cr17Ni2)、630(17-4PH)。
低成本結(jié)構(gòu)件:410S(0Cr13)。
總結(jié)
馬氏體不銹鋼通過調(diào)整碳含量和添加合金元素(如Mo、Ni、Cu),在保持高強度的同時,部分改善了耐腐蝕性和韌性。其型號選擇需根據(jù)具體場景(如腐蝕環(huán)境、力學(xué)要求、成本)綜合權(quán)衡,尤其適合對硬度和耐磨性要求高、且腐蝕性不強的應(yīng)用領(lǐng)域。