一.  鐵素體、奧氏體、馬氏體簡介

固態金屬及合金都是晶體，即在其內部原子是按一定規律排列的，排列的方式一般有三種即：體心立方晶格結構、面心立方晶格結構和密排六方晶格結構。金屬是由多晶體組成的，它的多晶體結構是在金屬結晶過程中形成的。

組成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結構：910℃以下為具有體心立方晶格結構的α——鐵， 910℃以上為具有面心立方晶格結構的Υ——鐵。如果碳原子擠到鐵的晶格中去，而又不破壞鐵所具有的晶格結構，這樣的物質稱為固溶體。碳溶解到α——鐵中形成的固溶體稱鐵素體，它的溶碳能力極低，最大溶解度不超過0.02%。而碳溶解到Υ——鐵中形成的固溶體則稱奧氏體，它的溶碳能力較高，最高可達2%。奧氏體是鐵碳合金的高溫相。鋼在高溫時所形成的奧氏體，過冷到727℃以下時變成不穩定的過冷奧氏體。如以極大的冷卻速度過冷到230℃以下，這時奧氏體中的碳原子已無擴散的可能，奧氏體將直接轉變成一種含碳過飽和的α固溶體，稱為馬氏體。由于含碳量過飽和，引起馬氏體強度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。

不銹鋼的耐蝕性主要來源于鉻。實驗證明，只有含鉻量超過12%時鋼的耐蝕性能才會大大提高，因此，不銹鋼中的含鉻量一般均不低于12%。由于含鉻量的提高，對鋼的組織也有很大影響，當鉻含量高而碳含量很少時，鉻會使鐵碳平衡，Υ相區縮小，甚至消失，這種不銹鋼為鐵素體組織結構，加熱時不發生相變，稱為鐵素體型不銹鋼。當含鉻量較低（但高于12%），碳含量較高，合金在從高溫冷卻時，極易形成馬氏體，故稱這類鋼為馬氏體型不銹鋼。鎳可以擴展Υ相區，使鋼材具有奧氏體組織。如果鎳含量足夠多，使鋼在室溫下也具有奧氏體組織結構，則稱這種鋼為奧氏體型不銹鋼。

二．不銹鋼的分類

不銹鋼按金相組織狀態分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體（雙相）不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等；另外，可按成分分為：鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。

（一）按金相組織分類：

1 .鐵素體不銹鋼：

含鉻12%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優于其他種類不銹鋼；鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。

2. 奧氏體不銹鋼：

含鉻大于18%，還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁或弱磁性，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等，另外還可用作不銹鋼鐘表飾品的主體材料。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷或風冷，以獲得單相奧氏體組織。

3. 奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼：

兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點，并具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不銹鋼。

4. 馬氏體不銹鋼：

強度高，但塑性和可焊性較差。因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。鍛造、沖壓后需退火。

5. 沉淀硬化不銹鋼：

基體為奧氏體或馬氏體組織，其能通過沉淀硬化（又稱時效硬化）處理使其硬（強）化的不銹鋼。

（二）按化學成分分類：

1. 鉻不銹鋼 Cr系列：鐵素體系列、馬氏體系列

2. 鉻鎳不銹鋼Cr-Ni系列：奧氏體系列、異常系列、析出硬化系列

3. 鉻錳氮不銹鋼