奥氏体马氏体不锈钢，奥氏体和马氏体不锈钢哪个好

chanong

好久不见，你不会忘记我的。

最近项目比较忙，所以没有出去太久。

我们还考虑后续文章的连续性：先写什么，接下来写什么。

前几天，朋友们看到我在朋友圈发的五一风景照，纷纷夸我说：“你好久没更新日记了，我还以为你不更新了呢。”

我说：“怎么办？这个月就更新了。”

不，我今天就在这里。

虽然有点晚了，但我想说我很怀念。

好吧，让我们言归正传吧。

上周五，我在为我的洁净室选择微型导轨，其中之一就是材料的选择。

导轨厂家说用马氏体不锈钢耐腐蚀，然后用奥氏体不锈钢耐腐蚀高。

我翻阅了手册，发现了以下不锈钢特性列表：这正是导轨供应商所说的。

事实上，奥氏体和马氏体不锈钢由于其优越的物理和机械性能而经常用于机械设计。

例如，常用的奥氏体不锈钢AISI303和AISI304，其模量约为200Gpa，屈服强度为190Mpa至230Mpa。

常用的马氏体不锈钢AISI420和AISI440C的弹性模量为215Gpa，420次调质热处理后屈服强度可达345Mpa1420Mpa，440C热处理后屈服强度可达1900Mpa。

淬火是将工件加热到奥氏体化临界温度以上30-50，保温后取出，在水或油中快速冷却的工艺过程。过去，镰刀、斧头等工具经过硬化处理，使其坚硬不易破损（需要回火）。

为了便于理解和记忆，淬火可以理解为浸泡，就是将烧红的金属零件浸入水中，类似于浸入辣椒酱中。

回火是将淬火后的工件重新加热到727以下，保温后取出，在空气、油或水中冷却的过程。 “ki”字的意思是“再次”，淬火后一般需要回火，以消除内应力，稳定组织。

马氏体不锈钢

奥氏体不锈钢

与前面提到的303、304、316、202等不锈钢一样，奥氏体不锈钢是无磁性的，并且已被发现具有优异的耐腐蚀性。

马氏体不锈钢有磁性，但其耐腐蚀性不如420、440、410、403等奥氏体不锈钢。

那么问题来了，什么是奥氏体不锈钢？什么是马氏体不锈钢？为什么它们的磁性能和耐腐蚀性能不同？应用上有什么区别

这些问题经常浮现在我的脑海中，我每次都尝试去查一下，但过了一段时间我就记不起两者的区别了，甚至经常发现马氏体和奥氏体的性质颠倒了。

所以，在过去的两天里，我试图重新整理两者之间的差异。今天我就和大家分享一下。如果您发现任何问题，请告诉我。我们将共同进步。

既然有奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢，首先什么是奥氏体，什么是马氏体？

说到毛坯体，我想就得从纯铁说起。

这是因为，无论是马氏体还是奥氏体，它们本质上都是在纯铁的基础上在一定温度下添加不同浓度的碳而形成的。

众所周知，当纯铁被加热到其熔点1538度以上时，它就会变成液体。

当纯铁开始在液态下冷却时，它会在不同的温度范围内结晶成具有不同结构的晶体。

结晶是指液体变成固体。

晶体是原子在空间中规则排列的物体。

说到晶体，有几个概念需要解释一下。

为了更容易理解，我们打个比方。让我们将原子与苹果进行比较。现在您必须将苹果批量发送给客户。我们不只是将苹果装到卡车上，而是先将它们装进盒子里。每个盒子将根据具体要求进行包装。如果你规则地排列苹果，苹果盒就变成了晶胞。

当几箱苹果装进一辆小车时，它们就被称为谷物。不同尺寸的推车装有不同数量的盒子，形成不同大小的颗粒。一旦所有的推车都装满并运送给客户，晶体就形成了。

因此，晶体是由粒子组成的，粒子是由一盒苹果组成的，晶胞是由原子组成的。

例如，在熔点到1394度之间，铁结晶成体心立方结构，称为-Fe，在1394度到912度之间，铁结晶成面心立方结构，称为-Fe。 912度以下，也具有体心立方结构，称为-Fe。

晶体结构：体心、面心、六方密排

我们知道水可以溶解糖、盐和其他可溶性物质。这称为液体溶解。

同样，上述三个温度范围内的铁、-Fe、-Fe、-Fe也溶解碳，但它们溶解碳的能力不同，这称为固溶体。

碳固溶于-Fe中称为铁素体Ferrite=F，保持体心立方结构；碳固溶于-Fe中称为奥氏体，保持面心立方结构，为奥氏体，具有很好的塑性并且很容易变形。

但由于-Fe的原子间距比-Fe大，因此可固溶的碳浓度比-Fe高。

奥氏体中最大固溶碳为2.11%，铁素体中最大固溶碳为0.0218%。

如果碳的质量分数超过两个溶解度极限会发生什么？

形成一种称为渗碳体Fe3C的化合物，其碳含量可达6.69%。

现在，这是奥氏体的概念。

但上述奥氏体是在9121394的高温下生成的，在低于912的温度下，-Fe转变为-Fe，因此不存在单一的奥氏体。

当温度低于727度时，奥氏体与其他组织混合形成新的组织。我们平时使用的不锈钢大多是室温的。

在室温下，不同浓度的碳溶解在铁中形成不同的结构。

铁碳相图

铁碳相图显微结构

例如，如果碳含量小于0.0218%，则在室温下形成的组织将是铁素体。

当碳含量为0.77%时，室温下形成的组织为铁素体和渗碳体的混合物，即珠光体，记为P。

当碳含量为4.3%时，室温下的组织为奥氏体和渗碳体的混合物，即莱氏体，记为Ld。

然而，独立的奥氏体并不存在。

那么奥氏体不锈钢从哪里来呢？

说到这里就不得不说说碳钢的加热和冷却转变过程。

碳钢是以铁和碳为主要成分的合金，碳质量分数为0.0218%2.11%的铁和碳的合金称为钢。其中含碳量小于0.25%的碳钢称为低碳钢。含碳量为0.25%0.6%的碳素钢也称为中碳钢。如果含碳量大于0.6%，则称为高碳钢。

合金化是指金属元素与其他元素结合形成具有金属特性的物质。例如，您家中的铝合金窗是由铝、镁、硅组成的合金制成的，而厨房中的水龙头体一般是由铜合金制成的，主要成分是铜和锌，还含有微量元素。铅含量。

锂铝合金AL-Li8090和钛合金因其高强度密度比而常用于飞机结构。

在室温下，不同质量分数的碳钢在加热到临界温度以上时会形成奥氏体。这种奥氏体具有在不同温度范围内等温或在不同时间冷却的性质。以较慢的速度冷却形成不同的组织。

临界温度对应于铁碳相图的A3、Acm 和A1 线。加热时，它代表各种质量分数的碳开始转变为奥氏体的温度。例如，含有珠光体的碳钢室温结构被加热到727度，开始形成奥氏体。

例如，在碳含量为0.77%的碳钢（也称共析钢）中，珠光体在临界温度727560度之间等温形成，贝氏体在560560度之间等温形成，马氏体在Ms-Mf之间等温形成。

共析钢奥氏体等温转变图

共析钢奥氏体等温转变图可能的结构

当奥氏体保持在727560度的温度时，首先在奥氏体晶界（晶界）处形成渗碳体，并且渗碳体逐渐长大，耗尽周围奥氏体的碳，并在两侧形成铁素体。珠光体的基本组织是铁素体，而珠光体的基本组织是铁素体和渗碳体的混合物，由于许多小单元扩散、重叠，最终整个奥氏体变成珠光体。

当奥氏体保温在560Ms温度范围内时，首先在奥氏体晶界处析出过饱和铁素体，然后在铁素体中析出细小的渗碳体，因此贝氏体是过饱和铁和渗碳体的混合物。

Ms是马氏体开始转变温度，或称马氏体起始温度，不同质量分数的碳钢有不同的Ms，Ms在150310度左右变化。 Mf表示马氏体转变的终止温度，即马氏体精加工，它也是取决于碳质量分数的变量，在-100度到50度之间变化。

马氏体在Ms-Mf之间转变，因此转变温度低，转变速率高，仅发生铁素体的晶体结构转变，碳原子来不及重新分布而保留在马氏体中，碳的质量分数为奥氏体同样，所以马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体。

现在，我们终于有了马氏体的概念。这是奥氏体在Ms至Mf温度范围内相变形成的组织，是碳在-Fe中的过饱和固溶体。

当然，在实际热处理中，工件往往是在不保温的情况下连续冷却的，因此一般用冷却速率来估计最终的室温组织。

共析钢奥氏体连续冷却图

例如，退火相当于冷却炉子。冷却速率非常慢，通常为10-5至10-3K/s。在缓冷过程中组织生长缓慢，因此所得组织是粗大的层状珠光体。

又如空冷正火，冷却速度较快，生成细小的鳞片状珠光体，又称索氏体，极细小的珠光体称为托氏体。

最后将材料在水中快速冷却，形成马氏体组织，因此淬火的目的是获得马氏体。

前文提到，马氏体是碳在-Fe中的过饱和固溶体，因此保持了铁素体的体心立方结构，但由于内部存在较多的过饱和碳原子，导致原子排列发生变化，马氏体具有较高的内应力，所以它具有很高的强度和硬度，并且随着含碳量的增加，强度和硬度也随之增加，但它变得很脆，所以使用前必须进行回火以消除内应力。

不过，我认为还有必要谈谈退火和正火热处理的意义。

退火是将工件加热到相图A1、A3和Acm线以上的临界点，或在低于临界点的温度下保持一段时间的过程。之后，进行非常缓慢的冷却，例如炉冷或坑冷，以改善组织、细化晶粒、降低硬度、改善加工性能、降低应力。

退火可以理解为除去工件内部的“火”。就像人类一样，金属也有火。例如，内部热应力也是火灾的一种。退火时不要操之过急。就像生气时喝茶可以慢慢退烧一样，你需要慢慢来才能看到效果。

正火与退火类似，只是用空冷时冷却速度较快，目的是细化组织，适当提高硬度、强度和加工性。

Normalization由Normalize一词演变而来，可以理解为规范化。可以认为是正常冷却。

因此，正火比退火便宜。

从应用来看，低碳钢和低碳合金钢常采用正火预热，而高碳钢含碳量高，硬度高，不易加工。退火用于降低硬度，提高加工性能。

现在，马氏体和奥氏体的来源终于弄清楚了，但是什么是奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢呢？

从奥氏体和马氏体获得奥氏体不锈钢和马氏体不锈钢还需要另一种工艺。

哪一步？

如上所述，奥氏体在室温下并不单独存在，而且其在钢中的成分也不高，因此不能称为奥氏体钢。

然而，当钢中添加足够的合金元素时，奥氏体相的面积扩大。例如，添加9%的镍或13%的锰可降低A3线并稳定奥氏体。在室温下，形成奥氏体钢。

也就是说，奥氏体钢实际上是一种合金钢。

碳钢中为什么要添加合金元素？

碳钢虽然具有优良的机械和加工性能，而且价格便宜，但很难完全硬化，不具备足够的强度，不具备耐腐蚀、耐高温、耐磨等特殊性能。

这些缺点可以通过添加合金元素来弥补，因此合金钢在实际工程中得到广泛应用。

当然，并非所有合金元素都会扩大奥氏体区，某些合金元素的添加可能会缩小奥氏体区或导致奥氏体区消失。

例如，添加Si、Cr、AL、Ti等，当铬添加量达到17%28%时，室温下奥氏体区消失，钢在室温下呈现单相铁素体组织。温度。它被称为铁素体钢。

那么什么是奥氏体不锈钢呢？为什么不生锈？

奥氏体不锈钢以低碳钢为基础，添加17%至25%的铬和8%至29%的镍。例如，典型的18-8奥氏体不锈钢是铬18%、镍8%的合金钢。

添加镍元素后，该钢在室温下具有单相奥氏体组织，这种结构差异减少了金属内部形成的微电池数量，增加了其抗电化学腐蚀的能力。

什么是电化学腐蚀？例如钢中的珠光体具有铁素体和渗碳体F3C交替层的结构，在硝酸醇溶液中形成无数的微孔。电位低，形成微电池的阳极，铁离子不断沉积，即被腐蚀。F3C电位高，形成微电池的阴极，将电子转移给溶液中的氢离子，和氢气形成气体。

电位越高，越不容易腐蚀。例如散热器所用的黄铜是铜和锌的合金，但由于铜的电极电位比锌高，所以在使用过程中更容易脱锌。因此一般添加铝、硅、镍等微量元素来防止脱锌。

同时，铬的加入使基体金属的电极电位升高，在钢的表面形成一层致密的氧化膜Cr2O3，使其在某些介质中具有抗锈能力，这也是它被称为奥氏体不锈钢的原因。

同样，含碳量为0.1%1%的碳钢可添加12%18%的铬，空冷可形成马氏体不锈钢。

马氏体不锈钢由于合金元素单一，在空气、水蒸气等非氧化性介质中表现出良好的耐蚀性，但在盐酸溶液等非氧化性介质中耐蚀性很低。

因此，奥氏体不锈钢的耐腐蚀性高于马氏体不锈钢，当需要耐腐蚀性时，奥氏体不锈钢是最佳选择。

至此，我终于明白了奥氏体和马氏体不锈钢的概念。

但回到最初剩下的问题，为什么奥氏体不锈钢没有磁性？马氏体不锈钢有磁性吗？

由于磁铁吸铁的原理，马氏体和铁素体可以被磁化，但奥氏体不能被磁化。

但仔细想一想，为什么呢？我查了很多资料，目前还没有找到很好的解释。

无论如何，马氏体和铁素体都有磁性，而奥氏体没有磁性或只有弱磁性。

如果您有合适的解释，请在下方留言讨论。

奥氏体可能看起来具有磁性，但通常有两个原因。

首先，由于冶炼时成分偏析或热处理不当，奥氏体不锈钢中存在少量马氏体或铁素体组织。

另外，奥氏体不锈钢在冷加工时，其组织也转变为马氏体，冷加工变形量越大，马氏体转变越进行，钢的磁性增加。

303和304常用于不锈钢应用，但304的切削加工性比303差，而且304会粘附工具，所以经常使用303。

此外，我们的钣金件通常由304 钢板弯曲而成，最常用的厚度为1 毫米、1.5 毫米、2 毫米和3 毫米。当然，如果只是想覆盖的话，可以将铝板弯曲并进行黑色表面处理以防止生锈。

420 也用于许多应用中。当工件太大，或者303、304的原材料不是很大时，就用420代替进行加工，但需要进行表面处理，如镀锌或镀铬。防止生锈。

420和440C在淬火和回火（500至650摄氏度的高温淬火和回火）后具有非常高的屈服强度，因此它们经常用于需要高强度的设计中，例如上面提到的机器人快速返回设备。使用。灵活的定位销。

鸭子，已经深夜了，明天还有工作，今天就写到这里了。

我洗了衣服就上床睡觉了。