马氏体不锈钢的常见型号及特性
马氏体不锈钢是一类通过热处理(淬火+回火)获得高硬度和强度的不锈钢,以体心立方结构(BCC)马氏体为基体,含碳量较高(0.1%-1.2%),铬含量通常在 11.5%-18% 之间。其特点是高硬度、耐磨性好,但耐腐蚀性弱于奥氏体和铁素体不锈钢,且具有磁性。以下是常见型号及其应用:
1. 低碳马氏体不锈钢(0.1%-0.2% C)
(1) 410型(国标:1Cr13)
成分:11.5-13.5% Cr,0.08-0.15% C。
特点:耐腐蚀性中等,可通过热处理强化(硬度达HRC 40-45)。
应用:泵轴、阀门、刀具、餐具。
(2) 410S(国标:0Cr13)
成分:11.5-13.5% Cr,碳≤0.08%。
特点:低碳版本,焊接性优于410型,但硬度较低。
应用:锅炉部件、耐蚀结构件。
2. 中碳马氏体不锈钢(0.2%-0.4% C)
(1) 420型(国标:3Cr13)
成分:12-14% Cr,0.26-0.35% C。
特点:硬度更高(HRC 50-55),耐磨性优异,但韧性下降。
应用:手术器械、刀具、模具。
(2) 420J2(国标:4Cr13)
成分:12-14% Cr,0.36-0.45% C。
特点:更高碳含量,硬度可达HRC 55-58,耐蚀性进一步降低。
应用:剃须刀片、高耐磨工具。
3. 高碳马氏体不锈钢(0.6%-1.2% C)
(1) 440A/B/C型(国标:9Cr18/9Cr18Mo)
440A(国标:9Cr18):
成分:16-18% Cr,0.60-0.75% C。
特点:耐腐蚀性优于420系列,硬度HRC 54-56。
440B:碳含量0.75-0.95%,硬度更高(HRC 56-58)。
440C(国标:9Cr18Mo):
成分:16-18% Cr,0.95-1.20% C,添加1% Mo。
特点:硬度HRC 58-60,耐磨性和耐腐蚀性综合最优。
应用:高端刃具、轴承、精密机械零件。
4. 改进型马氏体不锈钢(添加镍、钼等元素)
(1) 431型(国标:1Cr17Ni2)
成分:15-17% Cr,1.5-2.5% Ni,0.12-0.22% C。
特点:镍的加入改善韧性和耐腐蚀性,硬度HRC 40-45。
应用:航空发动机零件、高强度耐蚀结构件。
(2) 630型(17-4PH,沉淀硬化不锈钢)
成分:15-17.5% Cr,3-5% Ni,3-5% Cu,添加铌(Nb)。
特点:通过时效处理强化,兼具高强度和耐腐蚀性(接近奥氏体不锈钢)。
应用:航空航天部件、核工业设备、精密齿轮。
马氏体不锈钢的优缺点
优点:
高强度、高硬度:适合耐磨、耐冲击场景。
可热处理:通过淬火+回火调整性能。
成本较低:无需高含量镍等贵金属。
缺点:
耐腐蚀性弱:仅适用于弱腐蚀环境(如大气、淡水)。
焊接性差:易产生裂纹,需严格控制工艺。
低温脆性:低温下韧性显著降低。
选型建议
通用耐磨:410(1Cr13)、420(3Cr13)。
高端刃具:440C(9Cr18Mo)。
耐蚀+强度:431(1Cr17Ni2)、630(17-4PH)。
低成本结构件:410S(0Cr13)。
总结
马氏体不锈钢通过调整碳含量和添加合金元素(如Mo、Ni、Cu),在保持高强度的同时,部分改善了耐腐蚀性和韧性。其型号选择需根据具体场景(如腐蚀环境、力学要求、成本)综合权衡,尤其适合对硬度和耐磨性要求高、且腐蚀性不强的应用领域。