什么是马氏体不锈钢 ?

 马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在Y或Y+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。

 马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如铬大于13%时，不存在Y相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大Y相区，对于马氏体铬不锈钢来说，碳、氮是有效元素，碳、氮元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中，除铬外，碳是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler 图确定大致的组织。

 铬是马氏体铬不锈钢最重要的合金元素。铬是铁素体形成元素，足够的铬可使钢变成单一的铁素体不锈钢，铬和碳的相互作用使钢在高温时具有稳定的Y或Y+α相区；铬可以降低奥氏体向铁素体和碳化物的转变速度，从而提高淬透性；在大气硫化氢及氧化性酸介质中，它能提高钢的耐蚀性能，这与铬能促使生成一层铬的氧化物保护膜有关，但在还原介质中，随着铬含量的提高，钢的耐蚀性下降；铬含量的提高，钢的抗氧化性能也明显提高。

 碳是马氏体铬不锈钢另一重要的合金元素。为了产生马氏体相变，碳含量要视钢中的铬含量而定，一般充分考虑碳、铬两者相互关系及碳的溶解极限（见图1-5)。在给定的铬量下，碳含量提高，强度、硬度提高，塑性降低，耐蚀性下降。

 钼也是马氏体铬不锈钢常加入的元素。钼是铁素体形成元素，除改善钢的耐蚀性外，主要是提高钢的强度和硬度以及增强二次硬化效应。

 马氏体铬镍不锈钢是主要以镍代碳而发展的，这样钢不仅强度高而且具有相当的韧性，因为镍的加入可以使碳含量降得更低，而铬含量提高，改善其耐蚀性能。如图1-6，即使碳含量很低，单一的铁素体组织也将消失，但镍含量不能过高，否则由于镍扩大Y相区和降低M。点温度的双重作用，将使钢成为单相奥氏体不锈钢，从而丧失淬火能力。

 在马氏体铬镍不锈钢中，铬和碳的作用与在马氏体铬不锈钢中相似，这里不再多谈。镍除前面所提的优点外，还能提高铁铬合金的钝化倾向，因此改善了钢在还原性介质中的耐蚀性。