根據(jù)我國鋼的分類標(biāo)準(zhǔn),鋼的定義為:“以鐵(Fe)為主要元素,含碳(C)量一般在2%以下,并含有其他元素的材料”。按該標(biāo)準(zhǔn),對鋼以主要性能及使用特性分類,將不銹鋼、耐蝕鋼、抗氧化鋼和耐熱鋼歸屬為一類,統(tǒng)稱“不銹、耐蝕和耐熱鋼”,但是,嚴(yán)格來說,它們是有區(qū)別的。不銹鋼應(yīng)指在空氣中或接近中性的介質(zhì)中不產(chǎn)生銹蝕的鋼;耐蝕鋼應(yīng)指在一些含有化學(xué)腐蝕介質(zhì),如酸、堿、鹽及其溶液、海水和一些腐蝕性氣體中能夠不產(chǎn)生或少產(chǎn)生腐蝕的鋼;耐熱鋼應(yīng)指在較高溫度環(huán)境中能夠抗氧化、抗蠕變的鋼。當(dāng)然,一般的耐蝕鋼和耐熱鋼都具有不銹的特性。習(xí)慣上,又常把不銹鋼和耐蝕鋼簡稱為不銹鋼。
在本書中,為便于說明問題和考慮習(xí)慣,將不銹鋼界定為:含適當(dāng)?shù)奶?,含鉻(Cr)12%以上,或還含有其他合金元素、能在含有腐蝕介質(zhì)的液體或氣體中具有抵抗腐能力的鐵基合金。現(xiàn)在,不銹鋼作為重要材料被人們重視,但是,至今不銹鋼才有不足百年的歷史。較早的是英國Brearley于1931年的報道,含碳量為0.4%的鋼當(dāng)含9%~16%的鉻時,具有良好的抗腐蝕性能。這可能就是最早的不銹鋼。相繼,德國Strauss 和 Maurer等人通過研究指出:含足夠量鉻和鎳(Ni)的鋼有抗氧化和耐酸的作用。1917-1918年,法國根據(jù)Chevenard的研究成果,生產(chǎn)了含鉻10%~15%,含鎳20%~40%的專用鋼。在此期間,美國也對含鉻鋼的耐腐蝕性進(jìn)行了研究并推廣使用含鉻不銹鋼。這些都是我們目前所熟知的鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的前期成就。
在不銹鋼的使用中,人們逐漸感覺到了不足。奧氏體不銹鋼耐腐蝕性好,但強度較低,不能通過熱處理調(diào)整強度,所以,不適合有較高強度要求的零件的使用。而馬氏體不銹鋼雖可通過熱處理方法調(diào)整性能,保證具有較高的機(jī)械強度,但其耐腐蝕性稍差,因而在應(yīng)用上受到限制。因此,逐漸開發(fā)了既具有較好耐腐蝕性,又可通過熱處理方法調(diào)整機(jī)械性能的沉淀硬化不銹鋼。
隨著不銹鋼應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,以及在某些介質(zhì)中的構(gòu)件由于不均勻的局部腐蝕而發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂事故的增多,引起了科學(xué)家的注意,并研制開發(fā)了新型不銹鋼鋼種,即具有鐵素體和奧氏體兩種相組成的雙相不銹鋼。經(jīng)過近百年的發(fā)展,已使不銹鋼具有鐵素體系、馬氏體系、奧氏體系、沉淀硬化系和鐵素體-奧氏體系(雙相不銹鋼系)等五大系列、眾多品種的鋼鐵材料,并在鋼鐵世界里占有重要的地位。