船舶钢结构焊接技术及不锈钢分类

不锈钢就是不容易生锈的钢。实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。

不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢。

按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统。

按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等。

按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成形性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在核电设备中获得较多的应用。

奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中Cr含量（质量分数）约18%、Ni含量（质量分数）为8%～10%、C含量（质量分数）约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括周知的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。

奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入Ca、Se、Te等元素，则具有良好的易切削性。

此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。

此类钢中的含碳量若低于0.03%（质量分数）或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。(www.xing528.com)

铁素体不锈钢：在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%～30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素，这类钢具有热导率大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、蒸汽、水及氧化性酸腐蚀的零部件。

但这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它在核电设备中的应用。

奥氏体—铁素体双相不锈钢：是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量（质量分数）在18%～28%，Ni含量（质量分数）在3%～10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及热导率高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。

马氏体不锈钢：通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13、3Cr13、4Cr13等。淬火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。

镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24%；而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变，所以镍不能单独构成不锈钢，而镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢具有许多可贵的性能。

基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。

不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀；钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性。

核电站常用奥氏体不锈钢作为压水堆压力壳容器内壁、蒸汽发生器压力容器内壁以及稳压器压力容器内壁的堆焊材料。在核电站常用的牌号有18—8型（TP304）、18—12型（TP347、TP316）、25—20型（TP310）等。