轉軸的原材料
標準的馬氏體不銹鋼是403410414416416Se420431440A440B和440C型這些鋼材的耐腐蝕性來自鉻其范圍是從11.5至18%鉻含量愈高的鋼材需碳含量愈高以確保在熱處理期間馬氏體的形成上述三種440型不銹鋼很少被考慮做為需要焊接的應用且440型成份的熔填金屬不易取得標準馬氏體鋼材的改良含有類如鎳鉬釩等的添加元素主要是用于將標準鋼材受限的容許工作溫度提升至高于1100K當添加這些元素時碳含量也增加隨著碳含量的增加在焊接物的硬化熱影響區中避免龜裂的問題變成更嚴重 馬氏體不銹鋼能在退火硬化和硬化與回火的狀態下焊接無論鋼材的原先狀態如何經過焊接后都會在鄰近焊道處產生一硬化的馬氏體區熱影響區的硬度主要是取決于母材金屬的碳含量當硬度增加時則韌性減少且此區域變成較易產生龜裂預熱和控制層間溫度是避免龜裂的最有效方法為得最佳的性質需焊后熱處理馬氏體不銹鋼是一類可以通過熱處理(淬火回火)對其性能進行調整的不銹鋼通俗地講是一類可硬化的不銹鋼這種特性決定了這類鋼必須具備兩個基本條件一是在平衡相圖中必須有奧氏體相區存在在該區域溫度范圍內進行長時間加熱使碳化物固溶到鋼中之后進行淬火形成馬氏體也就是化學成分必須控制在γ或γ+α相區二是要使合金形成耐腐蝕和氧化的鈍化膜鉻含量必須在10.5%以上按合金元素的差別可分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼馬氏體鉻不銹鋼的主要合金元素是鐵鉻和碳Fe-Cr系相圖富鐵部分如Cr大于13%時不存在γ相此類合金為單相鐵素體合金在任何熱處理制度下也不能產生馬氏體為此必須在內Fe-Cr二元合金中加入奧氏體形成元素以擴大γ相區對于馬氏體鉻不銹鋼來說CN是有效元素CN元素添加使得合金允許更高的鉻含量在馬氏體鉻不銹鋼中除鉻外C是另一個最重要的必備元素事實上馬氏體鉻不銹耐熱鋼是一類鐵鉻碳三元合金當然還有其他元素利用這些元素可根據Schaeffler圖確定大致的組織馬氏體不銹鋼主要為鉻含量在12%-18%范圍內的低碳或高碳鋼各國廣泛應用的馬氏體不銹鋼鋼種有如下3類
1.低碳及中碳13%Cr鋼
2.高碳的18%Cr鋼
3.低碳含鎳(約2%)的17%Cr鋼
馬氏體不銹鋼具備高強度和耐蝕性可以用來制造機器零件如蒸汽渦輪的葉片(1Cr13)蒸汽裝備的軸和拉桿(2Cr13)以及在腐蝕介質中工作的零件如活門螺栓等(4Cr13)碳含量較高的鋼號(4Cr139Cr18)則適用于制造醫療器械餐刀測量用具彈簧等與鐵素體不銹鋼相似在馬氏體不銹鋼中也可以加入其它合金元素來改進其他性能
1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能例如1Cr13S或4Cr13Se
2.加入約1%Mo及0.1% V可以增加9Cr18鋼的耐磨性及耐蝕性
3.加入約1Mo-1W-0.2V可以提高1Cr13及2Cr13鋼的熱強性
馬氏體不銹鋼與調制鋼一樣可以使用淬火回火及退火處理其力學性質與調制鋼也相似當硬度升高時抗拉強度及屈服強度升高而伸長率截面收縮率及沖擊功則隨著降低
馬氏體不銹鋼的耐蝕性主要取決于鉻含量而鋼中的碳由于與鉻形成穩定的碳化鉻又間接的影響了鋼的耐蝕性因此在13%Cr鋼中碳含量越低則耐蝕性越高而在1Cr132Cr133Cr13及4Cr13四種鋼材中其耐蝕性與強度的順序恰好相反