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馬氏體不鏽鋼

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以410 馬氏體不鏽鋼製造的鑷子

馬氏體不鏽鋼(英語:Martensitic stainless steel)是基體為馬氏體組織,有磁性,通過熱處理可調整其力學性能的不鏽鋼[1]

馬氏體不鏽鋼是一種大約根據410型鋼(由鐵,12%的鉻和0.12%的碳組成)製造的低碳不鏽鋼。它們通常通過回火和硬化形成。回火馬氏體使不鏽鋼變的擁有好的硬度和高韌性,未回火的馬氏體韌性低,所以易碎。

不像奧氏體不鏽鋼,馬氏體不鏽鋼可以通過磁性粒子檢查法英語Magnetic particle inspection進行無損檢測

歷史

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馬氏體的四方晶系微觀結構在約1890年時首先被一位德國顯微鏡學家阿道夫·馬頓斯英語Adolf Martens所觀察到。1912年,埃爾伍德·海恩斯英語Elwood Haynes申請了一個關於馬氏體不鏽鋼合金的美國專利,這個專利直到1919年才被准許[2]

也在1912年,英國謝菲爾德布朗弗思英語Brown-Firth研究工作實驗室的哈利·布雷爾利英語Harry Brearley在尋找一種耐蝕的合金用於製造槍筒時,發現一種馬氏體不鏽鋼合金並隨後使其工業化。這個發現兩年後被公布在1915年一月刊的《紐約時報[3]。在1915年間布雷爾利申請了一個美國專利。不久之後,它在英國弗思·威格士英語Firth Vickers的「Staybrite」品牌下銷售,而且在1929年被用於倫敦薩沃伊飯店的入口華蓋[4]

性能

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馬氏體不鏽鋼主要是在氧化性介質中有良好的耐腐蝕性能,但在硫酸鹽酸中耐蝕性能都很低。[5]

根據歐洲標準 EN 10088-1(2005)下不同常見的馬氏體不鏽鋼的化學成份列表
EN

Steel designation

EN

Number

AISI
UNS
GB 主要化學成分(wt%) 性能和用途
C Cr Mo 其他
X12Cr13 1.4006 410 12Cr13 0.12 12.5 具有良好的耐蝕性、機械加工性,一般用途,刃具類
X20Cr13 1.4021 420 20Cr13 0.20 13.0 淬火狀態下硬度高,耐蝕性良好。用於汽輪機葉片
X50CrMoV15 1.4116 - 0.50 14.5 0.65 V: 0.15 淬火後硬度可達56HRC,具有良好的耐蝕性、加工性和打磨性,用於刀具
X14CrMoS17 1.4104 430F Y1Cr17 0.14 16.5 0.40 S: 0.25 Sulphur improves machinability
X30CrMoN15-1 1.4108 S42027 0.30 15 1.0 Si: 0.6 醫療器械、鋸條、刀具[6]
X39CrMo17-1 1.4122 - 0.40 16.5 1.10
X105CrMo17 1.4125 440C 1.10 17.0 0.60 Tool steel grade (440C), high wear resistance
X17CrNi16-2 1.4057 431 1Cr17Ni2 0.17 16.0 Ni: 2.00 強度和韌性匹配較好,用於製造耐一定程度硝酸、有機酸腐蝕的零件、容器
X4CrNiMo16-5-1 1.4418 - ≤ 0.06 16.0 1.10 Ni: 2.00 Highest corrosion resistance of martensitics
X5CrNiCuNb16-4 1.4542 630 (17/4PH) ≤ 0.07 16.0 - Ni: 4.00

Cu: 4.00

Nb: 5xC to 0.45

Precipitation hardening grade

High strength. Used in aerospace

參考文獻

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  1. ^ GB/T 20878-2007 不锈钢和耐热钢 牌号及化学成分. 中華人民共和國國家標準. [2023-11-30]. 
  2. ^ Rodney P. Carlisle. Scientific American Inventions and Discoveries. John Wiley and Sons. 2004: 380 [2013-02-15]. ISBN 978-0-471-24410-3. (原始內容存檔於2014-10-02). 
  3. ^ A non-rusting steel. New York Times. 31 January 1915. 
  4. ^ Sheffield Steel, ISBN 0-7509-2856-5
  5. ^ 蒲永峰; 梁耀能. 机械工程材料. 清華大學出版社. 2005: 134. ISBN 9787810825788. 
  6. ^ Medical Alloys (PDF). zapp. [2023-12-01] (英語).