不锈钢的定义
  在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。
   从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。
   为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬
不锈钢专业名词
不锈钢
  通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
奥氏体不锈钢
  在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
铁素体不锈钢
   在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。
奥氏体--铁素体双相不锈钢
   是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
马氏体不锈钢
   通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，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。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢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，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。
不锈钢的表面标识方法(No.1、2B、BA、NO4)
在一般大气氧化环境下，不锈钢的腐蚀速率甚低，绝非完全不生锈，因为含铬(Cr)，在表面形成非常密单薄的氧化铬(Cr2O3)薄膜，可防止继续腐蚀生锈而得名。其具有抗腐蚀性、抗氧化性、低热传导及加工性良好等特性。
原面： 热轧後经热处理、酸洗者常用於一般之耐热耐蚀，如化学槽等，厚度较厚由2.0MM-8.0MM。 
钝面：2D 冷轧後经热处理、酸洗者，其材质柔软，表面呈银白色光泽，用於深冲压加工，如汽车构件、水管等。
雾面：2B 冷轧後经热处理、酸洗，再以精轧加工使表面为适度之光亮者。由於表面光滑，易於再研磨，使表面更加光亮，用途广泛，如餐具、建材等。
亮面：BA 冷轧後经实施辉面热处理者，表面更为光亮，常用於电器、厨具及建装饰等。 毛丝面：HAIR LINE 以适当粒度之研磨材料以造成连续条纹加工者，常用於建装饰如电梯、扶梯等，用途极广。
细砂：NO.4 以粒度150-180号研磨材料加工者，常用於牛奶食品加工设备、医疗设备等。
粗砂：NO.3 以粒度100-120号研磨材料加工者，常用於牛奶食品加工设备、厨房用具。
 
不锈钢的耐腐蚀性及其种类
1.腐蚀的种类和定义 
在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看，除机械失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 
应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。 
点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。 
晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。 
缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。 
全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。 
2.各种不锈钢的耐腐蚀性能 
304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。 
301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 
302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 
302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 
303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 
304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 
304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 
305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 
308 不锈钢用于制作焊条。 
309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 
316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 
321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。
 
304、430、410不锈钢加工制造和热加工
  通常选择不锈钢首先考虑耐腐蚀性，其次考虑强度和其他机械性能，第三考虑的是加工制造性能。而三种占主要地位的通用的不锈钢类型就是304、430和410。这些类型不同的钢种更加适合某种制造工艺。（服务要求可能限制这些不同钢种的使用，因此必须熟悉所有的不锈钢才能容易地用传统的制造方法加工制造。） 不锈钢很容易通过扎制、挤压和锻造这样的热加工成型，锻造方法可得到成品或半成品部件。 热扎通常是一台扎机生产标准扎制形状和特殊形状。 挤压工艺通常和较软的有色金属联系在一起，也广泛地用于不锈钢。在挤压过程中，一个部件的形状是通过对一根棒材或坯材段施力使其穿过型模而得到的，出口的截面和型模的开口一致。有几个公司生产热挤压件。挤压对数量相对比较小是合理和经济的。不锈钢型材一般小量为1000磅。任何形状有效断面为165.1mm圆，均可被挤压。热挤压大的产品重量大概是每英尺30磅。另一方面，小允许的截面为1.8063mm2，小的腹板厚度为3.175mm。空心形状以及立方体形状容易加工。锻造是不锈钢所有类型中使用广泛的，大小从几盎司到几千磅，可以小于1英寸到几英尺长。特殊的工艺。例如拉拔、冲孔、精压进一步提高锻件的能力。设计者应向锻造工人咨询与成型、公差及界限作为的设计指南。 奥氏体、马氏体、铁素体不锈钢相关制造工艺性能详见附表。
 
 
 
 
 
中国高强度不锈钢的探索与实践
不锈钢是特殊钢中发展快、应用广的钢类之一，而高强度不锈钢是不锈钢中的重要分支。随着中国能源开发、石油化工以及航空、航天工业的 迅速发展，对高强度不锈钢的性能提出了更高的要求，因而发展高强高韧、具有较高耐蚀性且 易加工成型和焊接以及综合性能良好的高强度不锈钢已迫在眉睫。
（一）中国高强度不锈钢的发展过程 
中国在20世纪60年代初对PH15－7Mo，70年代对17－7PH，80年代对17-4PH，90 年代对15－5PH等沉淀硬化不锈钢进行过系统研究并得到实际应用。同时，在70年代初 起至今，中国研究开发了一系列σ b＝1200MPa～1700MPa的马氏体时效不锈钢，90年代又开始了铁素体时效不锈钢的研发工作，所研制的钢种基本上满足了中国国防建设和 国民经济发展的需要。 
（二）高强度不锈钢新钢种的研发及应用 
1．沉淀硬化不锈钢
1．1．半奥氏体沉淀硬化不锈钢
半奥氏体沉淀硬化不锈钢在优化的化学成分区间内，可以通过变化热处理条件来 控制马氏体和变温度，使其在奥氏体状态下进行成型、焊接，随后通过马氏体相交点 调整和马氏体相变以及沉淀硬化而强化。由于钢中含有足够的Cr、Ni、Mo、Cu等元 素，因此它具有与18－8 型奥氏体不锈钢相近的耐蚀性。中国成功研制的OCrl5Ni7Mo2Al、OCrl7Ni7Al等钢已列入国标并广泛应用。
1．2．马氏体沉淀硬化不锈钢
马氏体沉淀硬化不锈钢的强度是通过马氏体和变和沉淀硬化处理来实现的。 
（1）OCr17Ni4Cu4Nb是中国在 70年代特别是在 80年代为 30～60万千瓦火电机组末级长叶片研制的钢种。该钢靠马氏体相变强化及时效沉淀出富铜ε相而强化。而 OCr17Ni4Cu4Nb钢由于低碳、高铬、高铜，其耐蚀性优于1Crl7Ni2等马氏体不锈钢， 但该钢种属于难变形的钢种，锻造温度区间窄，给锻件生产造成了一定困难。实验证 明当钢中加入0.075%微量稀土元素时，该钢的锻造温度区间扩大为1220～1000oC， 降低了因停锻温度低而引起的开裂危险。该钢还用于制造400oC以下工作的高强耐蚀 承力构件，如宇航用紧固件、发动机承力构件、船用螺旋桨等。 
（2）OCr15Ni5Cu2Ti钢是在OCr17Ni4Cu4Nb钢的基础上降铬、提镍、降铜，基本上消除了δ-铁素体，从而改善了大断面钢材的各向异性，同时热加工性能也得以改善，而 耐蚀性与OCrl7Ni4Cu4Nb钢大体相当。该钢的强化主要是靠马氏体相变强化和铜、钛金属间化合物以及碳化物引起的沉淀硬化。研究表明：该钢的析出相是富铜ε相、 NITi、TiCN等，它们以非常细小的颗粒弥散分布在晶界、相界以及位错线上。该钢 已用于关键承力耐蚀部件。 研制成功的 OCr13Ni8Mo2Al、OCrl5Ni5Cu3Nb正在推广应用。
1．3．奥氏体沉淀硬化不锈钢 
应用多的是OCr15Ni25TiZMo1AI钢，该钢在奥氏体基体上用Ni3Ti、M6C、FeZMo 强化，强度可达1000MPa，有好的耐高温和低温性能用于喷气发动机有关高温承力结 构件等。 
2．马氏体时效不锈钢
马氏体时效不锈钢是20世纪60年代中期发展起来的新型高强度不锈钢。该钢类既 具有高强度和超高强度，又可克服马氏体沉淀硬化不锈钢低温韧性差和在350～400oC长 期使用时脆化倾向大的缺点。该钢类含铬量≥10％以使钢具有耐蚀性：镍和铬等元素的 配比要保证钢在室温下基本转变为板条状马氏体；含碳量要≤ 0．03％从而使马氏体基体 具有高的韧性、成型性、耐蚀性和可焊性；适当加入Mo、Cu、Al、Ti等元素，通过时 效处理在低碳马氏体的基体上析出金属间化合物而使钢的强度进一步提高。马氏体时效不锈钢的研究已成为高强度不锈钢研究的重点，在中国已基本上形成系列。 
2．1．钢带式玻璃钢连续缠管机用高强度不锈钢钢带
机用传送钢带原为65Mn，其强度符合要求，但焊接性差，用铆接因不能承受反复弯 曲负荷作用而很快断裂，因在 300oC下工作容易产生变形而失效。研制的00CrllNil0Mo2Ti钢其σ b≥1400MPa，δ5≥8％，其综合性能达到工程设计要求。
2．2．电影胶片生产挤压嘴用高强度不锈钢 
挤压嘴要求σ b≥1350MPa，且能耐乳剂腐蚀，热处理工艺简单，要求部件尺寸稳定 性高以及机加工性良好。研制出的00Crl5Ni5Mo3Al钢延长了使用寿命，简化了维 修周期和工作量，己经大量使用。
2．3．高温瞬时弹簧用高强度不锈钢
00Crl3Ni8Mo2NbAl马氏体时效不锈钢是为了改进custom455钢的耐蚀性及不易酸洗而研制的钢种，其σ b＝1500MPa～1700MPa，多元微合金化是该钢的特点。该钢 具有良好的高温性、耐蚀性和抗氧化性，使用温度为450oC，瞬时使用温度为 800℃并耐燃气腐蚀。该钢已大量用于飞机、海洋、核能开发用高温耐蚀承力结构 件。
2．4．水电机组用抗磨蚀高强度不锈钢 
为满足大型水轮机组转轮及通流部件对材料的结构强度，抗疲劳、抗气蚀、抗泥砂 磨损及可焊性等技术要求而研制的 00Crl3Ni5Mo高强度不锈钢，其强度σ b＝860MPa。 该钢采用了低碳马氏体位错强化，相应控制了逆转变奥氏体与马氏体基体的调节作用， 采用合理的生产工艺技术，使该钢取得了优良性能，在高强度、高硬度条件仍保持较高 的塑韧性、焊接性的良好配合，其耐磨性优于一般奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢。而断 裂韧性及抗疲劳性能均优于国外同类产品。目前该钢厚板、特厚板已大量应用于大型水 轮机转轮、转轮下环等关键承力部件。
2．5．超低温高强度不锈钢 
用在液氢、液氧温度，钢号为00CrllNil0Mo2TiAl，该钢在超低温下具有良好的韧 性。其室温σ b= 1200MPa～1300MPa，该钢还具有良好幅照稳定性，经离子氮化后 可改善耐磨性。 
2．6．抗弹力衰减高强度不锈钢 
钢号为 00Cr12Co12Ni4Mo4Ti，其σ b≥1370MPa，E＝216Gpa，用该钢制成的弹簧长 期受压而弹力基本不衰减，己用于特殊功能弹簧，满足工程设计需求。
3．铁素体时效不锈钢 
沉淀硬化不锈钢及马氏体时效不锈钢虽然强度很高，强韧性配合良好，但由于含铬量较低，钼含量也受到限制，因而在强腐蚀介质中难以使用。为此中国研制了00Cr26Ni6Mo4Cu1Ti铁素体时效不锈钢，其σ b约 1100MPa（σ 0.2≥880MPa），由于钢中含有高的铬和钼，使在海水中耐点蚀及缝隙腐蚀性能大大优于AISI316而屈服强度为AIS1316的2～3倍，成为在海水中有使用前途的高强度不锈钢之一。