奥氏体与马氏体 铁素体的差异

及性能热处理后的锻件上，在接近水口端和冒口端　部位分别套取尺寸为０１８　ｍｍ￣１６０　ｍｍ的料棒，检　验其水口端和冒口端主要化学成分（见表１）；　

表１　接近水口端和冒口端的化学成分　（Ｗｅｔ．％）　

化学元素　Ｃ　Ｎｉ　Ｍｎ　Ｃｕ　Ｎ　

冒口０．１２　０．７８　０．４８　０．０５　０．０３５　

水口０．１１　０．７２　０　４５　Ｏ．０６　Ｏ．０３３　

（２）依据试验标准ＧＢ／Ｔ　２２９—２００７分别将两个　位置的各１根试棒加工成１０　ｍｍ￣１０　ｍｍ￣５５　ＩＩｌｌＩ１的　２个冲击试样，采用ＣＢＤ一５００型冲击试验机对其　冲击性能进行检测。利用Ｔｕｋｏｎ２　１００Ｂ维氏硬度计　

对试样硬度进行检测；　（３）将４个冲击试样平行于断口１０　ｍｍ￣１０　ｍｍ的截面进行金相组织分析，侵蚀剂为苦盐酒，　侵蚀时间约３０　Ｓ。采用２００ＭＡＴ金相显微镜图像分　析仪采集每个试样所有含６一铁素体的视场，用称　重法对６一铁素体进行定量分析；　（４）采用Ｑｕａｔａ４００环境扫描电镜及Ｇｅｎｅｓｉｓ能　谱仪对冲断后的试样进行金相组织分析、观察断　口，分析８一铁素体与冲击功之间的关系。　

２试验结果与讨论　

２．１　不同位置处马氏体耐热钢的冲击性能　

分析结果表明，冒口端的冲击值１—１和１—２　均高于水口端２—１和２－２，并且冒口端同一根料棒　的试样ｌ－１和１＿２的冲击功也有明显差异　）。　表２不同位置处的Ｖ型缺口冲击功　

２．２马氏体耐热钢的微观组织及６一铁素体表征　

检验结果表明该马氏体耐热钢的显微组织主要　为回火板条马氏体，并且沿三叉晶界或沿晶析出有　块状、链状或长条状６一铁素体。在金相显微镜下　６一铁素体与马氏体之间的边界清晰，经长时间回　火后大多数６一铁素体上有深色质点析出ｆ见图１　（ａ）），极少部分呈白亮状态（见图１（ｂ））。　

（ａ）马氏体＋深色８一Ｆｅ　（ｈ）马氏体＋亮色８一Ｆ　图１　马氏体耐热的金相组织　在扫描电镜下进一步观察发现，原先在金相显　Ｍｏ、Ｃｒ和Ｖ含量要多，可以推断深色的６一铁素体　微镜下观察到的自亮６一铁素体在电镜下呈深色　是在回火过程中由固溶于铁索体内的元素过饱和析　

不锈钢的物理性能、力学性能和耐热性能

不锈钢的物理性能

不锈钢和碳钢的物理性能数据对比，碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小；碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。

奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：

1）高的电阴率，约为碳钢的5倍。

2）大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。

3）低的热导率，约为碳钢的1/3。

不锈钢的力学性

不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。

不锈钢的耐热性能

耐热性能是指高温下，既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性，同时在高温时双有足够的强度即热强性。

奥氏体/马氏体/铁素体

奥氏体（钢的组别：A1, A2, A3 A4, A5） (性能等级：50软，70冷加工，80高强度)

马氏体(钢的组别：C1,C2,C3) (性能等级：50软，70、110淬火并‎回火，80淬火并回‎火)

铁素体(钢的组别：F1) (性能等级：45软，60冷加工)

马氏体不锈钢‎属于铬不锈钢‎。由于含碳量高‎，碳化铬多，钢的耐蚀性能‎下降，虽可通过热处‎理的方法改善‎，

但防腐性不高‎。马氏体不锈钢‎多用于制造力‎学性能要求较‎高，并有一定耐蚀‎性能要求的零‎件，如汽轮机叶片‎、喷嘴、阀座、量具、刃具等。

铁素体不锈钢‎也属于铬不锈‎钢。含碳量小，抗大气、硝酸及盐水溶‎液的腐蚀能力‎强，有高温抗氧化‎性能好

等特点‎。主要用于制作‎化工设备中的‎容器、管道。

奥氏体不锈钢‎属于铬镍不锈‎钢。具有很高的耐‎蚀性，优良的塑性，良好的焊接性‎及低温韧性，不具有磁性，

易加工硬化。主要用于在腐‎蚀介质中工作‎的零件、容器、管道、医疗器械以及‎抗磁环境中。 马氏体、铁素体、奥氏体、双相不锈钢的‎化学成分

类

型 钢 号 牌 号 化学成分 %

C Cr Ni Mn P S Mo Si Cu N 其它

奥

氏

体

型 201 1Cr17M‎n

6Ni5N‎ ≤0.1

5 16.00-

18.00 3.50-

5.50 5.50－

7.50 ≤0.

060 ≤0.0

30 - ≤1.0

0 - ≤0.2

5 -

201L 03Cr17‎M

n6Ni5‎N ≤0.0

30 16.00-

18.00 3.50-

5.50 5.50－

7.50 ≤0.

060 ≤0.0

30 ≤1.0

0 ≤0.2

5

202 1Cr18M‎n

8Ni5N‎ ≤0.1

5 17.00-

19.00 4.00-

6.00 7.50-10.

00 ≤0.

060 ≤0.0

30 ≤1.0

0 - ≤0.2

5 －

204 03Cr16‎Mn8Ni2‎N ≤0.030 15.00-17.00 1.50-3.50 7.00-9.00 0.15-0.30

铁素体奥氏体马氏体 简单理解

铁素体、奥氏体和马氏体是钢铁材料中的三种不同的组织结构，它们在钢铁的热处理过程中起着重要的作用。铁素体是一种由铁和碳组成的晶体结构，它是钢铁的最稳定状态。奥氏体是一种由铁和碳组成的非稳定结构，它在钢铁的高温冷却过程中形成。马氏体是一种由奥氏体经过快速冷却转变而成的结构，它具有高硬度和强度。

在钢铁的热处理过程中，通过控制温度和冷却速度，可以使钢铁的组织结构发生变化，从而改变钢铁的性能。例如，通过快速冷却可以将奥氏体转变为马氏体，从而提高钢铁的硬度和强度。而通过适当的退火处理，可以将马氏体转变为铁素体和奥氏体，从而提高钢铁的韧性和塑性。

综合来看，铁素体、奥氏体和马氏体是钢铁材料中非常重要的组织结构，它们对钢铁的性能具有重要影响。通过合理的热处理工艺，可以使钢铁具有不同的性能，满足不同的工程需求。因此，对于工程师和研究人员来说，深入理解和掌握铁素体、奥氏体和马氏体的形成和转变规律，对于钢铁材料的开发和应用具有重要意义。