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不锈钢的物理性能、力学性能和耐热性能 不锈钢和碳钢的物理性能数据对比，碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢 而碳钢小；碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来这种马氏体组织而恢复其无磁性。 奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点： 1）高的电阴率，约为碳钢的5倍。 2）大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，不锈钢板线膨胀系数的数值也相应地提高。 3）低的热导率，约为碳钢的1/3。
1Cr18Ni12Mo3Ti,0Cr18Ni12Mo3Ti和00Cr19Ni13Mo3这四种含氮奥氏体不锈钢均是在其各自的不含氮钢种的基础上发展起来的。它们既保留了原来各相应不含氮钢种的耐蚀性特点，同时由于氮的强化作用提高了强度和加工硬化倾向，而塑性、韧性仍然维持很高的水平。另外，氮的加入也进一步改善在某些方面的耐蚀性，特别是耐点腐蚀、缝隙腐蚀和晶间腐蚀性能。这些钢可用在各相应不含氮钢的应用场合，同时可承受更重的负荷，因而可减少材料消耗。从实用角度上讲，目前重要的是0Cr19Ni9N和00Cr17Ni13Mo2N两种。0Cr19Ni9N钢主要用于要求一定耐蚀性和较高强度或减轻重量的设备及构件，比如飞机和宇航器中的部件与装置，海水设备中泵、阀以及船舶的轴与推进器等。00Cr17Ni13Mo2N钢主要用于化工、化肥（特别是尿素生产）装置中的高压设备和管线，如合成塔、反应器和容器有关设备。
高硅含量使00Cr18Ni15Si4钢对浓硝酸和含氧化剂的硝酸有非常出色的耐蚀性。而且硝酸浓度愈高（尤其是超过80%以后），其他不锈钢越不耐蚀时，该钢种越显示出极低的腐蚀率。图4-15是在沸腾浓硝酸中该钢种与0Cr18Ni9钢耐蚀性的对比。浓度超过90%的沸腾硝酸中，00Cr18Ni15Si4钢的腐蚀率低于0.02mm/a，而0Cr18Ni9钢的腐蚀率则在1.5mm/a以上。 该钢种由于碳含量极低，即使在敏化状态下耐晶间腐蚀性能也很好。休氏法晶间腐蚀实验（65%HNO3，沸腾，10×48h）的腐蚀率仅为0.6g/(m2.h)。 00Cr18Ni15Si4钢可进行锻造和热轧。热加工加热温度为1080-1140℃（钢锭加热控制在1120℃以下），停锻温度为900℃。加热炉气氛要保持为弱氧化性，以防止锻件增碳。工件加热要均匀、烧透，避免火焰直接喷射和局部过热，由于再结晶速度较慢（特别是当温度较低时），要注意及时回炉加热。 冷加工成形也容易进行，但由于加工硬化较快及变形量较大时容易变脆，要及时进行中间软化退火。冷弯时弯曲半径不宜太小。 该钢种正确的热处理制度为1100-1140℃加热后水冷（固溶处理），加热炉气氛应为弱氧化性。热加工、冷加工和焊后都要进行固溶处理。要注意固溶处理温度不能过低，否则耐蚀性和力学性能（塑性和韧性）都会受影响。在敏化温度区间（500-950℃）不宜较长时间受热或缓慢冷却通过。 该钢种可使用包剂焊条进行手工电弧焊或惰性气体保护焊。但应采用和低热输入、低电流和小直径焊条，层间温度也应较低。焊接材料成分应与母材基本相同，焊缝中的δ-铁素体量不得超过10%。
不锈钢可以按组织特征、用途、化学成份、表面类别等多种方式进行分类。 常见的一种分类方法－不锈钢按其组织特征分为：奥氏体型、奥氏体－铁素体、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型五类。 奥氏体型钢(A)：主要合金元素为铬和镍，其次有钛、铌、钼、氮、锰等。具有稳定的奥氏体组织，加热无相变，无铁磁性。这类钢韧性高，脆性转变温度低，具有良好的耐蚀性和高温强度，较好的抗氧化性，良好的压力加工和焊接性能，但屈服强度较低，且不能采用热处理方法强化。 铁素体型钢(F)：主要合金元素为铬，其含量通常等于大于13%，不含镍，有些钢种还添加钼、钛、硫等。加热时无相变，且存在加热晶粒长大不可逆性，不能用热处理方法改变。高铬铁素体型不锈钢存在475℃和σ相析出产生的脆性，可用加热到550℃或800℃以上然后快冷加以。这类钢具有良好的抗氧化性介质的腐蚀能力，并具有良好的热加工性及一定的冷加工性能。但缺口敏感性和脆性转变温度较高，加热后对晶间腐蚀也较为敏感。 奥氏体－铁素体型钢（双相不锈钢）(A-F)：在18-8型奥氏体不锈钢的基础上添加更多的铬钼和硅元素，或降低含碳量制成。其屈服强度约为奥氏体型钢两倍，可焊性良好，韧性较高，应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接热裂倾向较奥氏体型钢小。 马氏体型钢(M)：主要合金元素是铬，其含量13%以上，含碳量较高，热处理时有相变，可采用热处理方法强化。淬透性较高，含碳高的钢的钢空淬也能得到马氏体。钢在淬火回火状态使用，有较高的强度、硬度和耐磨性。 沉淀硬化型钢(PH)：经沉淀硬化热处理后具有高的强度，耐蚀性优于铁素体型钢而略低于奥氏体不锈钢板。
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