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一、內(nèi)容提要
主要介紹工程技術與計量 , 安裝工程常用材料基礎知識。
二、重點、難點
熟悉金屬材料、非金屬材料、復合材料、常用材料等的分類及各種材料性能。
三、內(nèi)容講解
大綱要求：
1 、熟悉通用材料的分類、基本性能及用途。
2 、熟悉型材、管材等常用材料的分類、性能及適用范圍。
第一章   基   礎   知   識
第一節(jié)   工程常用材料基礎知識
一、工程材料的分類
     一般將工程材料按化學成分分為金屬材料、非金屬材料、高分子材料和復合材料四大類。
（一）金屬材料
     金屬材料是重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。工業(yè)上把金屬和其合金分為兩大部分：
      （ 1 ）黑色金屬材料 —— 鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）。
     （ 2 ）有色金屬材料 —— 黑色金屬以外的所有金屬及其合金。
     有色金屬按照性能和特點可分為：輕金屬、易熔金屬、難熔金屬、貴重金屬、稀土金屬和堿土金屬。
（二）非金屬材料
     非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。
     （ 1 ）耐火材料。耐火材料是指能承受高溫下作用而不易損壞的材料。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。
     （ 2 ）耐火隔熱材料。耐火隔熱材料又稱為耐熱保溫材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛙石、玻璃纖維（又稱礦渣棉）、石棉以及它們的制品。
     （ 3 ）耐蝕（酸）非金屬材料。耐蝕（酸）非金屬材料的組成主要是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等，在某些情況下它們是不銹鋼和耐蝕合金的理想代用品。常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
     （ 4 ）陶瓷材料。
（二）非金屬材料
     非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。
     （ 1 ）耐火材料。耐火材料是指能承受高溫下作用而不易損壞的材料。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。
     （ 2 ）耐火隔熱材料。耐火隔熱材料又稱為耐熱保溫材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛙石、玻璃纖維（又稱礦渣棉）、石棉以及它們的制品。
     （ 3 ）耐蝕（酸）非金屬材料。耐蝕（酸）非金屬材料的組成主要是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等，在某些情況下它們是不銹鋼和耐蝕合金的理想代用品。常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
     （ 4 ）陶瓷材料。
二、常用工程材料的性能和特點
（一）金屬材料
     1 、黑色金屬
     含碳量小于 2 ． 11 ％（重量）的合金稱為鋼，合碳量大于 2 ． 11 ％（重量）的合金稱為生鐵。
     （ 1 ）鋼及其合金的分類。
     鋼的力學性能決定于鋼的成分和金相組織。鋼中碳的含量對鋼的性質(zhì)有決定性影響。
     在工程中更通用的分類為：
    l ）按化學成分分類。可分為碳素鋼、低合金鋼和合金鋼。
    2 ）按主要質(zhì)量等級分類：
     ① 普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和特殊質(zhì)量碳素鋼；
     ② 普通低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼；
     ③ 普通合金鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金鋼。
     （ 2 ）鋼牌號的表示方法。按照國家標準《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》規(guī)定，我國鋼鐵產(chǎn)品牌號采用漢語拼音字母、化學符號和阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的表示方法，即：
    l ）牌號中化學元素采用國際化學元素表示。
    2 ）產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產(chǎn)品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。
    3 ）鋼鐵產(chǎn)品中的主要化學元素含量（％）采用阿拉伯數(shù)字表示。
     合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號按下列規(guī)則編制。數(shù)字表示含碳量的平均值。合金結(jié)構(gòu)鋼和彈簧鋼用二位數(shù)宇表示平均含碳量的萬分之幾，不銹耐酸鋼和耐熱鋼含碳量用千分數(shù)表示。平均含碳量＜ 0.1 ％（用 “0” 表示；平均含碳量＜ 0.03 ％，用 “00”  表示＝。合金工具鋼平均含碳量＞ 1.00 ％時，不標合碳量，否則用千分數(shù)表示。高速工具鋼和滾珠軸承鋼不標含碳量，滾珠軸承鋼標注用途符號 “C” 。平均合金含量＜ 1.5 ％者，在牌號中只標出元素符號，不注其含量。
例：在鋼的分類中 , 優(yōu)質(zhì)鋼是按照（   ）來分類的。
A. 化學成分  B. 用途  C. 冶煉質(zhì)量  D. 冶煉方法  
答案 :C
（ 3 ）工程中常用鋼及其合金的性能和特點。
    l ）碳素結(jié)構(gòu)鋼。
     碳素結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工藝簡單，有良好工藝性能（如焊接性能、壓力加工性能等）、必要的韌性、良好的塑性以及價廉和易于大量供應，通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應用。某些不太重要、要求韌性不高的機械零件也廣泛選用。

    2 ）低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的韌性，同時有良好的焊接性能、冷熱壓力加工性能和耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。

    3 ）合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機械零件和構(gòu)件。形狀復雜或截面尺寸較大或要求韌性高的淬火零件，一般為合金結(jié)構(gòu)鋼。
    4 ）不銹耐酸鋼。它在化工、石油、食品機械和國防工業(yè)中廣泛應用。
     按不銹鋼使用狀態(tài)的金相組織，可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉淀硬化型不銹鋼五類。現(xiàn)將各類不銹鋼的特點簡述如下：
     ① 鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素。高鉻鋼有良好的抗高溫氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點是鋼的缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加熱后對晶間腐蝕也較為敏感。
例：（   ）是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素。
A   鉻      B   鎳     C   錳    D   硅
答案： A
② 馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素。通常用在弱腐蝕性介質(zhì)，如海水、淡水和水蒸汽等中，使用溫度小于或等于 580 ℃ 、通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。
     ③ 奧氏體型不銹鋼。鋼中主要合金元素為鉻和鎳。這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。
     ④ 鐵素體 — 奧氏體型不銹鋼。
     ⑤ 沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼主要用于制造要求高強度和耐蝕的容器、結(jié)構(gòu)件零件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。
 5 ）鑄鋼。鑄鋼具有較好的強度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質(zhì)量的鑄鋼件。
（ 4 ）鑄鐵的分類和牌號表示方法。大部分機械設備的箱體、殼體、機座、支架和受力不大的零件多用鑄鐵制造。某些承受沖擊不大的重要零件，如小型柴油機的曲軸，多用球墨鑄鐵制造。其原因是鑄鐵價廉，切削性能和鑄造性能優(yōu)良，有利于節(jié)約材料，減少機械加工工時，且有必要的強度和某些優(yōu)良性能，如高的耐磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。
    1 ）鑄鐵的分類。
     按照石墨的形狀特征，鑄鐵可分為灰口鑄鐵（石墨成片狀）、球墨鑄鐵（石墨成球狀）和可鍛鑄鐵（石墨成團絮狀）三大類。
     按照鑄鐵成分中是否含有合金元素，可分為一般鑄鐵和合金鑄鐵兩大類。一般鑄鐵可分為普通鑄鐵和變質(zhì)（孕育）鑄鐵。
    2 ）鑄鐵牌號的表示方法：
     ① 用各種鑄鐵相應漢語拼音字母的第一個大寫字母作為鑄鐵的代號，當兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時，可在大寫字母后加小寫字母表示。
     ② 在牌號中一般不標注常規(guī)元素 C ． Si 、 Mn 、 S 和 P 的符號，但當它們有特殊作用時才標注其元素符號和含量。
     ③ 牌號中代號后面的一組數(shù)字表示抗拉強度值（如灰口鑄鐵 HT100 ），有兩組數(shù)字時，第一組數(shù)字表示抗拉強度值，第二組數(shù)字表示伸長率值（如球墨鑄鐵 QT400 － 18 ），兩組數(shù)字之間用 “ － ”  隔開。
    3 ）工程中常用鑄鐵的性能和特點：
     ① 灰口鑄鐵。基體可以是鐵素體，珠光體或鐵素體加珠光體，相當于鋼的組織。
     ② 球墨鑄鐵。球墨鑄鐵綜合機械性能接近于鋼。
     可用球墨鑄鐵來代替鋼制造某些重要零件，如曲軸、連桿和凸輪軸等。
     ③ 蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵的強度接近于球墨鑄鐵，并具有一定的韌性和較高的耐磨性；同時又有灰口鑄鐵良好的鑄造性能和導熱性。
     蠕墨鑄鐵在生產(chǎn)中主要用于生產(chǎn)汽缸蓋、汽缸套、鋼錠模和液壓閥等鑄件。
     ④ 可鍛鑄鐵。可鍛鑄鐵可以部分代替碳鋼。
     ⑤ 耐磨鑄鐵。耐磨鑄鐵是在磨粒磨損條件下工作的鑄鐵，應具有高而均勻的硬度。
     ⑥ 耐熱鑄鐵。耐熱鑄鐵是在高溫下工作的鑄件，如爐底板、換熱器、鉗鍋、熱處理爐內(nèi)的運輸鏈條等。
      ⑦ 耐蝕鑄鐵。耐蝕鑄鐵是主要用于化工部件，如閥門、管道、泵、容器等。
2 、有色金屬
    l ）鋁及其合金。
工業(yè)純鋁可制作電線、電纜、器皿及配制合金。鋁合金可用于制造承受較大載荷的機器零件和構(gòu)件。
     ① 防銹鋁合金（ LF ）。主要用于焊接件、容器、管道或以及承受中等載荷的零件及制品，也可用作鉚釘。
     ② 硬鋁合金（ LY ）。低合金硬鋁塑性好，強度低。主要用于制作鉚釘，常稱鉚釘硬鋁；標準硬鋁合金強度和塑性屬中等水平。主要用于軋材、鍛材、沖壓件和螺旋漿葉片及大型鉚釘?shù)戎匾�零件；高合金硬鋁合金元素含量較多，強度和硬度較高，塑性及變形加工性能較差。用于制作重要的銷和軸等零件。
     ③ 超硬鋁合金（ LC ）。
這類合金的抗蝕性較差，高溫下軟化快，多用于制造受力大的重要構(gòu)件，例如飛機大梁、起落架等。
     ④ 鍛鋁合金（ LD ）。這類合金主要用于承受重載荷的鍛件和模鍛件。
  2 ）銅及其合金。銅合金具有較高的強度和塑性，具有高的彈性極限和疲勞極限，同時還具有較好的耐蝕性、抗堿性及優(yōu)良的減摩性和耐磨性。
     一般銅合金分黃銅、青銅和白銅三大類。
     ① 黃銅（ H ）。以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。
     ② 青銅（ Q ）。青銅原指銅錫合金，但工業(yè)上都習慣稱含鋁、硅、鉛、錳等的銅基合金為青銅。
    3 ）鎳及其合金。鎳及鎳合金是化學、石油、有色金屬冶煉、高溫、高壓、高濃度或混有不純物等各種苛刻腐蝕環(huán)境下比較理想的金屬材料。

    4 ）鈦及其合金。鈦熔點高，熱膨脹系數(shù)小，導熱性差，強度低，塑性好。鈦具有優(yōu)良的耐蝕性和耐熱性，其抗氧化能力優(yōu)于大多數(shù)奧氏體不銹鋼，而在較高溫度下鈦材仍能保持較高的強度。
      常溫下鈦具有極好的抗蝕性能，在大氣、海水、硝酸和堿溶液等介質(zhì)中十分穩(wěn)定，但在任何濃度的氫氟酸中均能迅速溶解。
5 ）鉛及其合金。
     鉛在大氣、淡水、海水中很穩(wěn)定，鉛對硫酸、磷酸、亞硫酸、鉻酸和氫氟酸等則有良好的耐蝕性。鉛不耐硝酸的腐蝕，在鹽酸中也不穩(wěn)定。
    6 ）鎂及其合金。鎂合金是航空工業(yè)的重要結(jié)構(gòu)材料，它能承受較大的沖擊、振動載荷，并有良好的機械加工性能和拋光性能。其缺點是耐蝕性較差、缺口敏感性大及熔鑄工藝復雜。
（二）非金屬材料
     非金屬材料也是重要的工程材料。它包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。
    1 ．耐火材料
     能承受高溫作用而不易損壞的材料，稱為耐火材料。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。
（ 1 ）耐火材料的主要性能指標：
    l ）耐火度。
    2 ）荷重軟化溫度。
    3 ）高溫化學穩(wěn)定性。
    4 ）抵抗溫度變化的能力越好，則耐火材料在經(jīng)受溫度急劇變化時越不易損壞。
    5 ）抗壓強度要好。
    6 ）密度和比熱容。
    7 ）熱導率要小，隔熱性能要好，電絕緣性能要好。
（ 2 ）耐火材料的分類：
    l ）耐火砌體材料。按材質(zhì)高低，分為普通耐火材料和特種耐火材料；按耐火材料的主要化學成分分為粘土磚、高鋁磚、硅磚、氧化鋁磚、石墨和碳制品以及碳化硅制品等。
    2 ）耐火水泥及混凝土。按照膠結(jié)料的不同，耐火混凝土分為水硬性耐火混凝土、火硬性耐火混凝土和氣硬性耐火混凝土；按照密度的高低，可分為重質(zhì)耐火混凝土和輕質(zhì)耐火混凝土兩類。
2 、耐火隔熱材料
     耐火隔熱材料，又稱為耐熱保溫材料。它是各種工業(yè)用爐（冶煉爐、加熱爐、鍋爐爐膛）的重要筑爐材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛭石、玻璃纖維（又稱礦渣棉）、石棉，以及它們的制品如板、管、磚等。
     （ 1 ）硅藻土耐火隔熱保溫材料。
     硅藻土磚、板廣泛用于電力、冶金、機械、化工、石油、金屬冶煉電爐和硅酸鹽等工業(yè)的各種熱體表面及各種高溫窯爐、鍋爐、爐墻中層的保溫絕熱方面。硅藻土管廣泛用于各種化工、石油、氣體、液體高溫過熱管道及其他高溫設備的保溫絕熱方面。
     （ 2 ）硅酸鋁耐火纖維。硅酸鋁耐火纖維是輕質(zhì)耐火材料之一。硅酸鋁耐火纖維及其制品（氈、板、磚、管等）和復合材料，廣泛地用于冶金、機械、建筑、化工和陶瓷工業(yè)中的熱力設備，如鍋爐、加熱爐和導管等的耐火隔熱材料。
     （ 3 ）微孔硅酸鈣保溫材料。微孔硅酸鈣保溫材料制品可用于高溫設備熱力管道的保溫隔熱工程。
     （ 4 ）礦渣棉制品。礦渣棉制品可用作保溫、隔熱和吸音材料。
3 ．耐蝕（酸）非金屬材料
     常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
     （ 1 ）鑄石。鑄石具有極優(yōu)良的耐磨與耐化學腐蝕性、絕緣性及較高的抗壓性能。在各類酸堿設備中，其耐腐蝕性比不銹鋼、橡膠、塑性材料及其他有色金屬高得多，但鑄石脆性大、承受沖擊荷載的能力低。因此，在要求耐蝕、耐磨或高溫條件下，當不受沖擊震動時，鑄石是鋼鐵（包括不銹鋼）的理想代用材料
     （ 2 ）石墨。
     石墨材料在高溫下有高的機械強度。石墨材料常用來制造傳熱設備。
     石墨具有良好的化學穩(wěn)定性。除了強氧化性的酸（如硝酸、鉻酸、發(fā)煙硫酸和鹵素）之外，在所有的化學介質(zhì)中都很穩(wěn)定，甚至在熔融的堿中亦穩(wěn)定。
     不透性石墨可作為耐腐蝕的非金屬無機材料。
     （ 3 ）   玻璃。按形成玻璃的氧化物可分為：硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃和鋁酸鹽玻璃等，其中硅酸鹽玻璃是應用為廣泛的玻璃品種。硅酸鹽玻璃的化學穩(wěn)定性很高，抗酸性強，組織緊密而不透水，但它若長期在某些介質(zhì)作用下，也會受侵蝕。硅酸鹽玻璃具有較好的光澤和透明度、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、機械強度高、硬度大和電絕緣性強，但不耐氫氟酸、熱磷酸、熱濃堿液的腐蝕。一般用作制造化學儀器和高級玻璃制品，無堿玻璃纖維。耐熱用玻璃和絕緣材料等。
     （ 4 ）天然耐蝕石料。
花崗巖強度高，耐寒性好，但熱穩(wěn)定性較差；石英巖強度高，耐久性好，硬度高，難于加工；輝綠巖及玄武巖密度高、耐磨性好、脆性大、強度極高、加工較難；石灰?guī)r熱穩(wěn)定性好，硬度較低。
     （ 5 ）水玻璃型耐酸水泥。水玻璃型耐酸水泥具有能抗大多數(shù)無機酸和有機酸腐蝕的能力，但不耐堿。水玻璃膠泥襯砌磚、板后必須進行酸化處理。
4 ．陶瓷材料
     陶瓷材料有高溫化學穩(wěn)定性、超硬的特點和極好的耐腐蝕性能。
     （ 1 ）陶瓷材料的分類。陶瓷一般分為普通陶瓷和新型陶瓷兩大類。
     （ 2 ）常用陶瓷材料。在工程中常用的陶瓷有電器絕緣陶瓷、化工陶瓷、結(jié)構(gòu)陶瓷和耐酸陶瓷等。
（三）高分子材料
    1 ．高分子材料的基本概念
     高分子材料具有較高的強度，良好的塑性，較強的耐腐蝕性能，很好的絕緣性和重量輕等優(yōu)良性能。高分子材料一般分天然和人工合成兩大類。通常根據(jù)機械性能和使用狀態(tài)將工程高分子材料分為塑料、橡膠和合成纖維三大類。
     常見的加聚樹脂有聚乙烯（ PE ）、聚氯乙烯（ PVC ）、聚苯乙烯（ PS ）、 ABS 樹脂、聚醋酸乙烯（ PVAC ）、聚丙烯（ PP ）和聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA ）等。
例：通常根據(jù)機械性能和使用狀態(tài)將工程高分子材料分為（）。
A   塑料    B   橡膠   C  合成纖維   D   樹脂   E 顏料
答案： ABC
2 ．高分子材料的基本性能及特點
     （ 1 ）質(zhì)輕。
     （ 2 ）比強度高。
     （ 3 ）有良好的韌性。
     （ 4 ）減摩、耐磨性好。
     （ 5 ）電絕緣性好。
     （ 6 ）耐蝕性。
     （ 7 ）導熱系數(shù)小。
     （ 8 ）易老化。
     （ 9 ）易燃。
     （ 10 ）耐熱性。
     （ 11 ）剛度小。
3 ．工程中常用高分子材料
     （ l ）塑料制品：
    l ）塑料的組成。常用的塑料制品都是以合成樹脂為基本材料，再按一定比例加入填充料、增塑劑、著色劑和穩(wěn)定劑等材料，經(jīng)混煉、塑化，并在一定壓力和溫度下制成的。
     ① 樹脂。
樹脂有合成樹脂和天然樹脂之分。
樹脂在塑料中主要起膠結(jié)作用，通過膠結(jié)作用把填充料等膠結(jié)成堅實整體。因此，塑料的性質(zhì)主要取決于樹脂的性質(zhì)。
合成樹脂：合成樹脂分子結(jié)構(gòu)分為直線型、支鏈型和體型（或稱為網(wǎng)狀型）三種。
     ② 填料。
又稱填充劑，其作用是提高塑料的強度和剛度，減少塑料在常溫下的蠕變（又稱冷流）現(xiàn)象及提高熱穩(wěn)定性，對降低塑料制品的成本、增加產(chǎn)量有顯著的作用，提高塑料制品的耐磨性、導熱性、導電性及阻燃性，并可改善加工性能。填料的種類很多，常用的有有機和無機兩大類。
     ③ 增塑劑。其作用是提高塑料加工時的可塑性及流動性；改善塑料制品的柔韌性。常用的增塑劑為酯類和酮類等。
     ④ 著色劑。著色劑的種類按其在著色介質(zhì)中或水中的溶解性分為染料和顏料兩大類。
     染料可溶于被著色樹脂或水中，透明度好，著色力強，色調(diào)和色澤亮度好，但光澤的光穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性差，主要用于透明的塑料制品。常見的染料品種有：酞青蘭和酞青綠、聯(lián)苯胺黃和甲苯胺紅等。
     顏料不溶于被著色介質(zhì)或水。在塑料制品中，常用的是無機顏料。無機顏料不僅對塑料具有著色性，同時又兼有填料和穩(wěn)定劑的作用。如炭黑既是顏料，又有光穩(wěn)定作用。
     ⑤ 穩(wěn)定劑。
例：常用的塑料制品都是以合成樹脂為基本材料，再按一定比例加入（   ）等材料，經(jīng)混煉、塑化，并在一定壓力和溫度下制成的。
A  增塑劑   
B  填充料  
C  著色劑  
D  穩(wěn)定劑   
E 強化劑
答案： ABCD
2 ）工程中常用塑料制品：
     ① 熱塑性塑料：
    a 、低密度聚乙烯（ LDPE ）。低密度聚乙烯具有質(zhì)輕。吸濕性極小、良好的電絕緣性能好。延伸性和透明性強和較好的耐寒性和化學穩(wěn)定性，但強度和耐環(huán)境老化性較差。它一般用作耐蝕材料、小載荷零件（齒輪、軸承）及一般電纜包皮和農(nóng)用薄膜等。
    b 、高密度聚乙烯（ HDPE ）。高密度聚乙烯具有良好的耐熱性和耐寒性，力學性能優(yōu)于低密度聚乙烯，介電性能優(yōu)良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化學穩(wěn)定性良好，能耐多種酸、堿、鹽類腐蝕，吸水性和水蒸汽滲透性很低，但耐老化性能較差，表面硬度高，尺寸穩(wěn)定性好。它主要用于制作單口瓶、運輸箱、安全帽、汽車零件、貯罐、電纜護套、壓力管道及編織袋等。
    c 、聚丙烯（ PP ）。聚丙烯具有質(zhì)輕，不吸水，介電性、化學穩(wěn)定性和耐熱性良好，力學性能優(yōu)良，但是耐光性能差，易老化，低溫韌性和染色性能不好。聚丙烯主要用于制作受熱的電氣絕緣零件、汽車零件、防腐包裝材料以及耐腐蝕的（濃鹽酸和濃硫酸除外）化工設備等。
例：樹脂 PP 指的是（   ）。
A   聚氯乙烯     
B   高密度聚乙烯    
C   聚丙烯    
D  聚苯乙烯
答案： C
    d 、聚氯乙烯（ PVC ）。硬聚氯乙烯塑料常被用來制作化工、紡織等工業(yè)的廢氣排污排毒塔，以及常用氣體、液體輸送管。軟聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工業(yè)包裝等，但不能用來包裝食品，因增塑劑或穩(wěn)定劑有毒，能溶于油脂中，污染食品。
    e 、聚四氟乙烯（ PTFE ， F － 4 ）。聚四氟乙烯俗稱塑料王，具有非常優(yōu)良的耐高、低溫性能。幾乎耐所有的化學藥品，在浸蝕性極強的王水中煮沸也不起變化，摩擦系數(shù)極低。它也不粘，不吸水，電性能優(yōu)異，是目前介電常數(shù)和介電損耗小的固體絕緣材料。缺點是強度低，冷流性強。
    f 、聚苯乙烯（ PS ）。聚苯乙烯具有較大的剛度。聚苯乙烯比重小，常溫下較透明，幾乎不吸水，具有優(yōu)良的耐蝕性，電阻高，是很好的隔熱、防震、防潮和高頻絕緣材料。缺點是耐沖擊性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性。
    g ．聚碳酸酯（ PC ）。聚碳酸酯譽稱 “ 透明金屬 ” ，具有優(yōu)良的綜合性能，沖擊韌性和延性在熱塑性塑料中是好的，彈性模量較高，不受溫度的影響，抗蠕變性能好，尺寸穩(wěn)定性高，透明度高，可染成各種顏色，吸水性小，絕緣性能優(yōu)良。但自潤滑性差，耐磨性低，不耐堿、氯化烴、酮和芳香烴腐蝕，長期浸在沸水中會發(fā)生水解或破裂，有應力開裂傾向，疲勞抗力較低。
    h 、 ABS 。普通 ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。綜合機械性能良好，同時尺寸穩(wěn)定，容易電鍍和易于成形，耐熱和耐蝕性較好，在一 40 ℃ 的低溫下仍有一定的機械強度。
    i 、聚酸胺（ PA ）。聚酷胺通稱尼龍，這種熱塑性塑料由二元胺與二元酸縮合而成，這是機械工業(yè)中應用較廣的工程塑料。
    j 、單體澆注尼龍  6 （ MC ）。單體澆注尼龍簡稱  MC 尼龍。
    k 、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA ）。俗稱有機玻璃，缺點是表面硬度不高，易擦傷，由于導熱性差和熱膨脹系數(shù)大，易在表面或內(nèi)部引起微裂紋，因而比較脆。此外，易溶于有機溶液中。
例： 1 、（   ）俗稱塑料王。
A   高密度聚乙烯    
B   聚四氟乙烯    
C   聚氯乙烯    
D  聚酰胺
答案： A
2 、聚酷胺通稱尼龍，這種熱塑性塑料由（   ）縮合而成。
A   丙烯腈   
B   二元胺   
C   丁二烯  
D  二元酸     
E  苯乙烯
答案： BD
② 熱固性塑料：
    a 、酚醛模塑料（ PF ）。
    b 、酚醛玻璃纖維增強塑料。
    c 、環(huán)氧樹脂（ EP ）。
         環(huán)氧樹脂樹脂強度較高，韌性較好；尺寸穩(wěn)定性高和耐久性好；具有優(yōu)良的絕緣性能。耐熱，耐寒，化學穩(wěn)定性很高。缺點是有毒性。
    d 、呋喃樹脂。呋喃樹脂能耐強酸、強堿和有機溶劑腐蝕，并能適用于其中兩種介質(zhì)的結(jié)合或交替使用的場合。但不能耐強氧化性介質(zhì)。
    e 、不飽和聚酯樹脂。不飽和聚酯樹脂主要特點是工藝性能優(yōu)良，在室溫下固化，常壓下成型，因而施工方便，易保證質(zhì)量。
例：屬于熱塑性塑料的有（   ）。
A 、  PP  
B  、  HDPE 
C  、 PVC  
D 、  EP    
E 、  NR
答案： ABC
（ 2 ）橡膠。橡膠是一種具有良好耐酸、堿性能的高分子防腐蝕材料。橡膠分天然橡膠和合成橡膠兩大類。工程中常用橡膠制品有：
    1 ）天然橡膠（ NR ）。
    2 ）丁苯橡膠（ SBR ）具有良好的耐寒性、耐磨性，力學性能與天然橡膠相似。
    3 ）丁睛橡膠（ NBR ）一般含有丙烯腈，丙烯腈含量越高，耐油、耐熱和耐磨性越好，但耐寒性則相反。
    4 ）氯磺化聚乙烯橡膠（ CSM ）耐臭氧性、耐熱性優(yōu)異，耐候性、耐溫性能良好，但壓縮變形大，耐油性差。
    5 ）丁基橡膠（ IIR ）。
    6 ）氯丁橡膠（ CR ） .
    7 ）氟硅橡膠（ MFQ ）。
（ 3 ）合成纖維。目前國內(nèi)外大量發(fā)展的主要有聚酰胺纖維、聚酯纖維及聚丙烯腈纖維三大類。
     合成纖維具有強度高、比重小、耐磨和不霉不腐等特點，廣泛用于制作衣料。
（四）復合材料
1 ．復合材料組成、分類和特點
     按基體材料類型可分為：有機材料基、無機非金屬材料基和金屬基復合材料三大類。
     按增強體類型可分為：顆粒增強型、纖維增強型和板狀增強型復合材料三大類。
     按用途可分為結(jié)構(gòu)復合材料與功能復合材料兩大類。
     以增強纖維類型分為碳纖維復合材料、玻璃纖維復合材料、有機纖維復合材料、復合纖維復合材料和混雜纖維復合材料等。
     與普通材料相比，復合材料具有許多特性，具體表現(xiàn)在：
     （ 1 ）高比強度和高比模量。
     （ 2 ）耐疲勞性高。
     （ 3 ）抗斷裂能力強。
     （ 4 ）減振性能好。
     （ 5 ）高溫性能好，抗蠕變能力強。
     （ 6 ）耐腐蝕性好。
     （ 7 ）復合材料還具有較優(yōu)良的減摩性、耐磨性、自潤滑性和耐蝕性等特點，而且復合材料構(gòu)件制造工藝簡單，表現(xiàn)出良好的工藝性能，適合整體成型。
2 ．復合材料增強體
     （ l ）纖維增強體。
     在纖維增強體中，玻璃纖維是應用為廣泛的增強體。玻璃纖維具有成本低、不燃燒、耐熱、耐化學腐蝕性好、拉伸強度和沖擊強度高、斷裂延伸率小、絕熱性及絕緣性好等特點。
     （ 2 ）顆粒增強體。
     （ 3 ）其他增強體：
     片狀增強體。天然片狀增強體的典型代表是云母；人造的片狀增強體有玻璃、鋁和銀等。
     天然增強體。
3 ．復合材料基體
（ 1 ）樹脂基體。樹脂基復合材料是復合材料中主要的一類，通常稱為增強塑料。
     常用的熱固性樹脂基體有不飽和聚酯樹脂，它以其室溫低壓成型的突出優(yōu)點，使其成為玻璃纖維增強塑料用的主要樹脂；環(huán)氧樹脂，它廣泛用作碳纖維復合材料及絕緣復合材料；酚醛樹脂，它則大量用作摩擦復合材料。
     熱塑性樹脂主要有通用型和工程型樹脂兩類。
（ 2 ）金屬基體。金屬基復合材料主要有三類：顆粒增強、短纖維或晶須增強、連續(xù)纖維或薄片增強。多種金屬及其合金可用作基體材料。主要有以下幾種：鋁合金、鈦合金、鎂合金、銅。
     除此之外，還有金屬間化合物，如鎳鋁化合物等。用金屬間化合物作為基體材料制造復合材料提高韌性是一種有效的方法。
（ 3 ）陶瓷基體。制作陶瓷基復合材料的主要目的是增加韌性。
4 ．復合材料的應用
（ 1 ）用玻璃纖維增強塑料得到的復合材料，俗稱玻璃鋼。玻璃纖維增強聚酚胺纖維的剛度、強度和減摩性好。
（ 2 ）碳纖維增強酚醛樹脂、聚四氟乙烯復合材料，常用作宇宙飛行器的外層材料。
（ 3 ）石墨纖維增強鋁基復合材料，可用于結(jié)構(gòu)材料。
（ 4 ）硼纖維增強鋁合金的性能高于普通鋁合金，甚至優(yōu)于鈦合金，此外，增強后的復合材料耐疲勞性能非常優(yōu)越，比強度也高，且有良好的抗蝕性。
（ 5 ）塑料 — 鋼復合材料，主要是由聚氯乙烯塑料膜與低碳鋼板復合而成，有單面塑料復合材料和雙面塑料復合材料兩種。塑料 — 鋼復合材料的性能如下：
    l ）化學穩(wěn)定性好，耐酸、堿、油及醇類的浸蝕，耐水性也好；
    2 ）塑料與鋼材間的剝離強度大于或等于  20MPa ；
    3 ）深沖加工時不剝離，冷彎 120 度不分離開裂；
    4 ）絕緣性能和耐磨性能良好；
    5 ）具有低碳鋼的冷壓力加工性能；
    6 ）   加工溫度在 10 － 40 ℃ 之間為佳，在 -10 － 60 ℃ 之間可長期使用，短時間使用可耐 120 ℃ 。
三、建筑安裝工程常用材料
（一）金屬的型材、板材、管材和線材
1 ．金屬型材
     （ l ）普通型鋼。普通型鋼主要用于建筑結(jié)構(gòu)，如橋梁、廠房結(jié)構(gòu)，但個別也用于粗大的機械構(gòu)件。
     普通型鋼可分為冷軋和熱軋兩種，其中熱軋為常用。型材按其斷面形狀分為：圓鋼、方鋼、六角鋼、角鋼、槽鋼、工字鋼和扁鋼等。型材的規(guī)格以反映其斷面形狀的主要輪廓尺寸來表示；圓鋼的規(guī)格以其直徑（ mm ）來表示；六角鋼的規(guī)格以其對邊距離（ mm ）來表示；工字鋼和槽鋼的規(guī)格以其高 × 腿寬 × 腰厚（ mm ）來表示；扁鋼的規(guī)格以厚度 × 寬度（ mm ）來表示。
2 ．金屬板材
     （ 1 ）鋼板。安裝工程中常用鋼板分為普通鋼板（黑鐵皮）、鍍鋅鋼板（白鐵皮）、塑料復合鋼板和不銹耐酸鋼板等常用鋼板。
  鋼板規(guī)格表示方法為寬度 × 厚度 × 長度（ mm ）。鋼板分厚板（厚度＞ 4mm ）和薄板（厚度 ≤4mm ）兩種。
    l ）厚鋼板。
     厚鋼板按鋼的質(zhì)量可分為普通鋼厚鋼板、優(yōu)質(zhì)鋼厚鋼板和復合鋼厚鋼板。
    2 ）薄鋼板。薄鋼板按鋼的質(zhì)量可以分為普通薄鋼板和優(yōu)質(zhì)薄鋼板；按生產(chǎn)方法可分為熱軋薄鋼板和冷軋薄鋼板。
    3 ）鋼帶。鋼帶按鋼的質(zhì)量分為優(yōu)質(zhì)和普通兩類，按軋制方法分為熱軋和冷軋兩類。
    4 ）硅鋼片。硅鋼片也稱矽鋼片或硅鋼薄板，按用途可以分為電機硅鋼片和變壓器硅鋼片，變壓器硅鋼片中按軋制工藝又分為熱軋和冷軋兩種。
     硅鋼片主要用于電工器材的制造。
例：厚鋼板按鋼的質(zhì)量可分為（   ）。
A   普通鋼厚鋼板  
B   優(yōu)質(zhì)鋼厚鋼板  
C   高級優(yōu)質(zhì)鋼厚鋼板   
D  復合鋼厚鋼板     
E   特殊鋼厚鋼板
答案： ABD
（ 2 ）鋁板。延展性能好，適宜咬口連接，耐腐蝕，且具有傳熱性能良好，在摩擦時不易產(chǎn)生火花的特性，所以鋁板常用于防爆的通風系統(tǒng)。
例：厚度大于（   ）稱為厚鋼板。
A  3mm    
B  4mm    
C  5mm   
D  10mm
答案： B
3 ．金屬管材
     （ 1 ）鋼管。
 l ）無縫鋼管。
     ① 除一般無縫鋼管外，還有專用無縫鋼管，主要有鍋爐用無縫鋼管、鍋爐用高壓無縫鋼管、地質(zhì)鉆探用無縫鋼管、石油裂化用鋼管和不銹耐酸無縫鋼管等。
     ② 鍋爐用高壓無縫鋼管是用優(yōu)質(zhì)碳素鋼和合金鋼制造，質(zhì)量比一般鍋爐用無縫鋼管好，可以耐高壓和超高壓，用于制造鍋爐設備與高壓超高壓管道，用來輸送高溫、高壓汽、水等介質(zhì)或高溫高壓含氫介質(zhì)。
     ③ 地質(zhì)鉆探用無縫鋼管用專用鋼種 D240 、 D250 、 D255…D295 制造。
     ④ 石油裂化用無縫鋼管一般用合金結(jié)構(gòu)鋼制造。
     ⑤ 不銹耐酸鋼無縫鋼管是用合金結(jié)構(gòu)鋼制造，它主要用于化工、石油和機械用管道的防腐蝕部位，用于輸送強腐蝕性介質(zhì)、低溫或高溫介質(zhì)以及純度要求很高的其他介質(zhì)。

2 ）焊接鋼管。焊接鋼管分為黑鐵管和鍍鋅管（白鐵管）。按焊縫的形狀可分為直縫鋼管、螺旋縫鋼管和雙層卷焊鋼管；按其用途不同又可分為水、煤氣輸送鋼管；按壁厚分薄壁管和加厚管等。
     ① 直縫電焊鋼管主要用于輸送水、暖氣和煤氣等低壓流體和制作結(jié)構(gòu)零件等。
     ② 螺旋縫鋼管。單面螺旋縫焊管用于輸送水等一般用途，雙面螺旋焊管用于輸送石油和天然氣等特殊用途。
3 ）合金鋼管。合金鋼管用于各種加熱爐工程，鍋爐耐熱管道及過熱器管道等。合金鋼具有高強度性，在同等條件下采用合金鋼管可達到節(jié)省鋼材的目的。但合金鋼管的焊接都有特殊的工藝要求，焊后要對焊口部位采取熱處理。
（ 2 ）鑄鐵管。鑄鐵管的連接形式分為承插式和法蘭式兩種。
（ 3 ）有色金屬管。
    l ）鉛及鉛合金管。鉛管其耐蝕性能強。鉛管不宜在壓力下使用。鉛管的機械性能不高，但重量很重，是金屬管材中重的一種。
    2 ）銅及銅合金。
銅管的導熱性能良好，適用工作溫度在 250 ℃ 以下，多用于制造換熱器、壓縮機輸油管、低溫管道、自控儀表以及保溫拌熱管和氧氣管道等。
    3 ）鋁及鋁合金管。鋁管的特點是重量輕，不生銹，但機械強度較差，不能承受較高的壓力，用于輸送濃硝酸、醋酸、脂肪酸、過氧化氫等液體及硫化氫、二氧化碳氣體。它不耐堿及含氯離子的化合物，如鹽水和鹽酸等介質(zhì)。
    4 ）鈦及鈦合金管。鈦管具有重量輕、強度高、耐腐性強和耐低溫等特點，常被用于其他管材無法勝任的工藝部位。
4 ．金屬線材
     金屬線材主要指普通低碳鋼熱軋圓盤條，從品種上來說還有電焊盤條、優(yōu)質(zhì)盤條等。
5 ．其他金屬材料
     （ 1 ）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋。
     （ 2 ）軌鋼。
    l ）重軌。每米重量大于 24kg 的鋼軌叫重軌。按用途重軌又分為一般重軌和起重機鋼軌兩種。一般重軌主要用于鐵道道軌，起重鋼軌主要用于起重機軌道。
    2 ）輕軌。每米重量小于 24kg 的鋼軌叫輕軌。主要用于城市和礦山運輸。
（二）非金屬管材
     （ l ）混凝土管。混凝土管有預應力鋼筋混凝土管和自應力鋼筋混凝土管兩種。主要用于輸水管道，管道連接采取承插接口，用圓形截面橡膠圈密封。
     （ 2 ）陶瓷管。陶瓷管分普通陶瓷管和耐酸陶瓷管兩種。普通陶瓷管多用于建筑工程室外排水管道。耐酸陶瓷管耐腐蝕，用于輸送除氯氟酸、熱磷酸和強堿以外的各種濃度的無機酸和有機溶劑等介質(zhì)。
     （ 3 ）玻璃管。用于輸送除氫氟酸、氟硅酸、熱磷酸和熱濃堿以外的一切腐蝕性介質(zhì)和有機溶劑。
     （ 4 ）玻璃鋼管。玻璃鋼管質(zhì)量輕、隔音、隔熱，耐腐蝕性能好，可輸送氫氟酸和熱濃堿以外的腐蝕性介質(zhì)和有機溶劑。
     （ 5 ）石墨管。主要用于高溫耐腐蝕生產(chǎn)環(huán)境中石墨加熱器所需管材。
     （ 6 ）鑄石管。多用于承受各種強烈磨損和強酸和堿腐蝕的地方。
     （ 7 ）橡膠管。
     （ 8 ）塑料管。塑料管常用的塑料管有硬聚氯乙烯（ PVC ）管、聚乙烯（ PE ）管、聚丙烯（ PP ）管和耐酸酚醛塑料管等，。
    l ）硬聚氯乙烯管。
     硬聚氯乙烯管材的安裝采用承插、法蘭、絲扣及焊接等方法。
    2 ）軟聚氯乙烯管。一般用于輸送無機稀酸及稀堿液。
    3 ）耐酸酚醛塑料管。它用于輸送除氧化性酸（如硝酸）及堿以外的大部分酸類和有機溶劑等介質(zhì)，特別能耐鹽酸、低濃度及中等濃度硫酸的腐蝕。
一 . 單選題：
1. 鑄鐵與鋼比較 , 其機械性能（   ）。
A. 好  
B. 差  
C. 相同  
D. 差不多
 A
 B
 C
 D
標準答案： b
考生答案： b
本題分數(shù)： 6.67
本題得分： 6.67
解析：鑄鐵與鋼比較，雖然在機械性能方面較差，但具有良好的鑄造性能和良好的耐磨性、消震性及低的缺口敏感性。  
2. 灰口鑄鐵的性能主要取決于基體的性能和（   ）數(shù)量、形狀、大小和分布狀況。
A  石墨  
B 鑄鐵  
C 鋁合金  
D 鋼
 A
 B
 C
 D
標準答案： a
考生答案： b
本題分數(shù)： 6.67
本題得分： 0
解析：灰口鑄鐵本身就是鑄鐵，所以答案 B 不對，鑄鐵成中不含有鋁合金，答案 C 不正確；鋼本身是以鐵為基的合金，答案 D 也不正確。因此只有 A 正確。  
3. 銅對大氣和水的抗蝕能力很強，它是一種（   ）。
A ．結(jié)構(gòu)材料
B ．抗磁材料
C ．對大氣、水和酸抗蝕能力很強的材料
D  高強度材料
 A
 B
 C
 D
標準答案： b
考生答案： b
本題分數(shù)： 6.67
本題得分： 6.67
解析：銅能夠抗大氣和水的腐蝕，但不耐酸的腐蝕，故答案 C 不正確。銅的塑性很好，容易成形但強度不高，不宜作結(jié)構(gòu)材料，故答案 A 和 D 不正確。只有答案 B 是正確的。  
4. 下列（   ）不屬于黑色金屬。
A 鋼  
B  鉛  
C  鑄鐵  
D 鐵合金
 A
 B
 C
 D
標準答案： b
考生答案： b
本題分數(shù)： 6.67
本題得分： 6.67
解析：黑色金屬材料 —— 鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）。  
5. 含碳量小于（   ）（重量）的合金稱為鋼。
A 1 ． 12 ％  
B 1 ． 22 ％  
C 2 ． 11 ％  
D 2 ． 12 ％
 A
 B
 C
 D
標準答案： c
考生答案： b
本題分數(shù)： 6.67
本題得分： 0
解析：含碳量小于 2 ． 11 ％（重量）的合金稱為鋼  
二 . 多選題：
1. 鋁管可用來輸送（   ）。
A 、鹽水
B ．濃硝酸
C  鹽酸
D ．醋酸  
E 、堿液
 A
 B
 C
 D
 E
標準答案： B, D
考生答案： b,c
本題分數(shù)： 13.34
本題得分： 0
解析：鋁與氧的親和能力很強，在空氣中可形成一層非常致密的氧化鋁薄膜，能保護下面的金屬不再繼續(xù)受到腐蝕。所以鋁管可輸送濃硝酸、醋酸等腐蝕性介質(zhì)，但它不耐堿及含有氯離子的化合物，如鹽水、鹽酸等介質(zhì)，故答案應選擇 B 和 D 。  
2. （   ）為黑色金屬管。
A  焊接鋼管  
B 鉛及鉛合金  
C 鑄鐵管  
D 無縫鋼管  
E 銅管
 A
 B
 C
 D
 E
標準答案： A, C, D
考生答案： b
本題分數(shù)： 13.34
本題得分： 0
解析：由黑色金屬的定義可知鐵和以鐵為基的合金叫黑色金屬，包括鋼和鐵，其他金屬為有色金屬，所以答案為 A 、 C 、 D 。  
3. 一般銅合金分（   ）。
A 黃銅  
B 紫銅  
C 青銅  
D 綠銅  
E 白銅
 A
 B
 C
D
 E
 
標準答案： A, C, E
考生答案： b
本題分數(shù)： 13.34
本題得分： 0
解析：一般銅合金分黃銅、青銅和白銅三大類。  
4. 常溫下鈦具有極好的抗蝕性能，在（   ）等介質(zhì)中十分穩(wěn)定。
A  大氣  
B  海水  
C  硝酸  
D  稀氫氟酸  
E  堿溶液
 A
 B
 C
 D
 E
 
標準答案： A, B, C, E
考生答案： b
本題分數(shù)： 13.34
本題得分： 0
解析：常溫下鈦具有極好的抗蝕性能，在大氣、海水、硝酸和堿溶液等介質(zhì)中十分穩(wěn)定，但在任何濃度的氫氟酸中均能迅速溶解。  
5. 硅酸鹽玻璃不耐（   ）的腐蝕。
A  鹽酸  
B  氫氟酸  
C  大氣  
D  熱磷酸  
E 熱濃堿液
 A
 B
 C
 D
 E
標準答案： B, D, E
考生答案： b
本題分數(shù)： 13.34
本題得分： 0
解析：硅酸鹽玻璃具有較好的光澤和透明度、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好、機械強度高、硬度大和電絕緣性強，但不耐氫氟酸、熱磷酸、熱濃堿液的腐蝕。 
不銹鋼的品種特性及用途
特 性
　　不銹鋼的發(fā)展是因為有其自身的特性，而特性滿足了需要。不銹鋼的重要的特性是耐蝕性能，但是又絕不是僅僅具有耐蝕性能，而且還具有特有的力學性能（屈服強度、抗拉強度、蠕變強度、高溫強度、低溫強度等）、物理性能（密度、比熱容、線膨脹系數(shù)、、導熱系數(shù)、電阻率、磁導率、彈性系數(shù)等）、工藝性能（成形性能、焊接性能、切削性能等）以及金相（相組成、組織結(jié)構(gòu)等）等。這些性能構(gòu)成了不銹鋼的特性，下面僅就其中一些基本的特性進行簡要的介紹。
　　一、力學性能
（一）強度（抗拉強度、屈服強度）
　　不銹鋼的強度是由各種因素不確定，但重要的和基本的因素是其中添加的不同化學因素，主要是金屬元素。不同類型的不銹鋼由于其化學成分的差異，就有不同的強度特性。
（ 1）馬氏體型不銹鋼
　　馬氏體型不銹鋼與普通合金鋼一樣具有通過淬火實現(xiàn)硬化的特性，因此可通過選擇牌號及熱處理條件來得到較大范圍的不同的力學性能。
　　馬氏體型不銹鋼從大的方面來區(qū)分，屬于鐵 -鉻-碳系不銹鋼。進而可分為馬氏體鉻系不銹鋼和馬氏體鉻鎳系不銹鋼。在馬氏體鉻系不銹鋼中添加鉻、碳和鉬等元素時強度的變化趨勢和在馬氏體鉻系不銹鋼中添加鎳的強度特性如下所述。
　　馬氏體鉻系不銹鋼在淬火 -回火條件下，增加鉻的含量可使鐵素體含量增加，因而會降低硬度和抗拉強度。低碳馬氏體鉻不銹鋼在退火條件下，當鉻含量增加時硬度有所提高，而延伸率略有下降。在鉻含量一定的條件下，碳含量的增加使鋼在淬火后的硬度也隨之增加，而塑性降低。添加鉬的主要目的是提高鋼的強度、硬度及二次硬化效果。在進行低溫淬火后，鉬的添加效果十分明顯。含量通常少于1%。
　　在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中，含一定量的鎳可降低鋼中的 δ鐵素體含量，使鋼得到大硬度值。
　　馬氏體型不銹鋼的化學成分特征是，在 0.1%-1.0%C，12%-27%Cr的不同成分組合基礎上添加鉬、鎢、釩、和鈮等元素。由于組織結(jié)構(gòu)為體心立方結(jié)構(gòu)，因而在高溫下強度急劇下降。而在600℃以下，高溫強度在各類不銹鋼中高，蠕變強度也高。
(2)鐵素體型不銹鋼
　　據(jù)研究結(jié)果，當鉻含量小于 25%時鐵素體組織會抑制馬氏體組織的形成，因而隨鉻含量的增加其強度下降；高于25%時由于合金的固溶強化作用，強度略有提高。鉬含量的增加可使其更易獲得鐵素體組織，可促進α '相、б相和x相的析出，并經(jīng)固溶強化后其強度提高。但同時也提高了缺口敏感性，從而使韌性降低。鉬提高鐵素體型不銹鋼強度的作用大于鉻的作用。
　　鐵素體型不銹鋼的化學成分的特征是含 11%-30%Cr，其中添加鈮和鈦。其高溫強度在各類不銹鋼中是低的，但對熱疲勞的抗力強。
（ 3）奧氏體型不銹鋼
　　奧氏體型不銹鋼中增加碳的含量后，由于其固溶強化作用使強度得到提高。
　　奧氏體型不銹鋼的化學成分特性是以鉻、鎳為基礎添加鉬、鎢、鈮和鈦等元素。由于其組織為面心立方結(jié)構(gòu)，因而在高溫下有高的強度和蠕變強度。還由于線膨脹系數(shù)大，因此比鐵素體型不銹鋼熱疲勞強度差。
（ 4）雙相不銹鋼
　　對鉻含量約為 25%的雙相不銹鋼的力學性能研究表明，在α+r雙相區(qū)內(nèi)鎳含量增加時r相也增加。當鋼中的鉻含量為5%時，鋼的屈服強度達到高值；當鎳含量為10%時，鋼的強度達到大值。
（二）蠕變強度
　　由于外力的作用隨時間的增加而發(fā)生變形的現(xiàn)象稱之為蠕變。在一定溫度下特別是在高溫下、載荷越大則發(fā)生蠕變的速度越快；在一定載荷下，溫度越高和時間越長則發(fā)生蠕變的可能性越大。與此相反，溫度越低蠕變速度越慢，在低至一定溫度時蠕變就不成問題了。這個低溫度依鋼種而異，一般來說純鐵在 330℃左右，而不銹鋼則因己采取各種措施進行了強化，所以該溫度是550℃以上。
　　和其他鋼一樣，熔煉方式、脫氧方法、凝固方法、熱處理和加工等對不銹鋼的蠕變特性有很大的影響。據(jù)介紹，在美國進行的對 18-8不銹鋼進行蠕變強度試驗表明，取自同一鋼錠同一部位的試料的蠕變斷裂時間的標準今偏差是平均值的約11%，而取自不同鋼錠的上、中、下不同部位的試料的標準偏差與平均值相差則達到兩倍之多。又據(jù)在德國進行的試驗結(jié)果表明，在10的5次冪h時間下0Cr18Ni11Nb鋼的強度為小于49MPa至118MPa，散差很大。
（三）疲勞強度
　　高溫疲勞是指材料在高溫下由于周期反復變化著的應力的作用而發(fā)生損傷至斷裂的過程。對其進行的研究結(jié)果表明，在某一高溫下， 10的8次冪次高溫疲勞強度是該溫度下高溫抗拉強度的1/2。
　　熱疲勞是指在進行加熱（膨脹）和冷卻（收縮）的過程中，當溫度發(fā)生變化和受到來自外部的約束力時，在材料的內(nèi)部相應于其本身的膨脹和收縮變形產(chǎn)生應力，并使材料發(fā)生損傷。當快速地反復加熱和冷卻時其應力就具沖擊性，所產(chǎn)生的應力與通常情況相比更大，此時有的材料呈脆性破壞。這種現(xiàn)象被稱之為縶沖擊。熱疲勞和熱沖擊是有著相似之處的現(xiàn)象，但前者主要伴隨大的塑性應變，而后者的破壞主要是脆性破壞。
　　不銹鋼的成分和熱處理條件對高溫疲勞強度有影響。特別是當碳的含量增加時高溫疲勞強度明顯提高，固溶熱處理溫度也有顯著的影響。一般來說鐵素體型不銹鋼具有良好的熱疲勞性能。在奧氏體不銹鋼中，高硅的且在高溫下具有良好的延伸性的牌號有著良好的熱疲勞性能。
　　熱膨脹系數(shù)越小、在同一熱周期作用下應變量越小、變形抗力越小和斷裂強度越高，壽命就越長。可以說馬氏體型不銹鋼 1Cr17的疲勞壽命長，而0Cr19Ni9、0Cr23Ni13和2Cr25Ni20等奧氏體型不銹鋼的疲勞壽命短。另外鑄件較鍛件更易發(fā)生由于熱疲勞引起的破壞。在室溫下，10的7次冪次疲勞強度是抗拉強度的1/2。與高溫下的疲勞強度相比可知，從室溫到高溫的溫度范圍內(nèi)疲勞強度沒有太大的差異。
（四）沖擊韌性
　　材料在沖擊載荷作用下，載荷變形曲線所包括的面積稱為沖擊韌性。對于鑄造馬氏體時效不銹鋼，當鎳含量為 5%時其沖擊韌性較低。隨著鎳含量的增加，鋼的強度和韌性可得到改善，但鎳含量大于8%時，強度和韌性值又一次下降。在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中添加鉬后，可提高鋼的強度且可保持韌性不變。
　　在鐵素體型不銹鋼中增加鉬的含量雖可提高強度，但缺口敏感性也被提高而使韌性下降。
　　 在奧氏體型不銹鋼中具有穩(wěn)定奧氏體組織和鉻鎳系奧氏體不銹鋼的韌性（室溫下韌性和低溫下韌性）非常優(yōu)良，因而適用于在室溫下和低溫下的各種環(huán)境中使用。對于有穩(wěn)定奧氏體組織和鉻錳系奧氏體不銹鋼。添加鎳可進一步改善其韌性。
　　雙相不銹鋼的沖擊韌性隨鎳含量的增加而提高。一般來說，在 a+r兩相區(qū)內(nèi)其沖擊韌性穩(wěn)定在160-200J的范圍內(nèi)。
二、工藝性能
（一）成形性能
　　不銹鋼的成形性能因鋼種的不同，即結(jié)晶結(jié)構(gòu)的不同而有很大的差異。如鐵素體型不銹鋼和奧氏體型不銹鋼和成形性能由于前者的晶體結(jié)構(gòu)是體心立方，而后者的晶體結(jié)構(gòu)是面心立方而有顯著的差異。
　　鐵素體不銹鋼的凸緣成形性能與 n值（加工硬化指數(shù)）有關，深沖加工性能與r值（塑性應變化）有關。其中r值由不同的生產(chǎn)工藝下的不同的組織集合來決定。采取一些措施來顯著減少固溶碳和固溶氮，可大大改善r值并使深沖性能得到大幅度的提高。
　　奧氏體型不銹鋼一般來說 n值較大，在進行加工的過程中由于塑性誘發(fā)相變而生成馬氏體，因而有較大的n值和延伸率，可進行深沖加工和凸緣成形。有一部分奧氏體型不銹鋼在深沖加工后，經(jīng)一段時間會產(chǎn)生與沖壓方向一致的縱向裂紋，即所謂的“時效裂紋”。為此采用高鎳，低氮和低碳的奧氏體型不銹鋼可避免該缺陷的發(fā)生。
　　奧氏體型不銹鋼不所含的鎳可明顯降低鋼的冷加工硬化傾向，其原因是可使奧氏體的穩(wěn)定性增加，減少或消除了冷加工過程中的馬氏體轉(zhuǎn)變，降低廠冷加工硬化速率，強度降低和塑性提高。
　　在雙相不銹鋼中增加鎳的含量可降低馬氏體轉(zhuǎn)變溫度，從而改善了冷加工變形性能。
在評價不銹鋼鋼板的成形加工性時，一般以綜合成形性能來標志。該綜合成形性能是由標志斷裂極限的抗斷裂性（深沖性能、凸緣成形性能、邊部延伸性能、彎曲性能），標志成形模具和材料的配合性的抗起起皺性，標志卸載后固定形狀的形狀固定性等組成。
　　對不銹鋼鋼板的工藝性能進行評價主要有以下試驗方法：
　　（ 1）拉伸試驗；
　　（ 2）彎曲試驗；
　　（ 3）沖壓成形試驗；
　　（ 4）擴口試驗；
　　（ 5）沖擊試驗。
　　對不銹鋼鋼管的工藝性能進行評價主要有以下幾項：
　　（ 1）拉伸試驗；
　　（ 2）擴管試驗；
　　（ 3）壓扁試驗；
　　（ 4）壓潰試驗；
　　（ 5）彎曲試驗。
（二）焊接性能
　　在不銹鋼的應用中對不銹鋼結(jié)構(gòu)進行焊接和切割是不可避免的。由于不銹鋼本身所具有的特性，與普碳鋼相比不銹鋼的焊接及切割有著其特殊性，更易在其焊接接頭及其熱影響區(qū)（ HAZ）產(chǎn)生各種缺陷。焊接時要特別注意不銹鋼的物理性質(zhì)。例如奧氏體型不銹鋼的熱膨脹系數(shù)是低碳鋼和高鉻系不銹鋼的1.5倍；導熱系數(shù)約是低碳鋼的1/3，而高鉻系不銹鋼的導熱系數(shù)約是低碳鋼的1/2；比電阻是低碳鋼的4倍以上，而高鉻系不銹鋼是低碳鋼的3倍。這些條件加上金屬的密度、表面張力、磁性等條件都對焊接條件產(chǎn)生影響。
　　馬氏體型不銹鋼一般以 13%Cr鋼為代表。它進行焊接時，由于熱影響區(qū)中被加熱到相變點以上的區(qū)域內(nèi)發(fā)生a-r（M）相變，因此存在低溫脆性、低溫韌性惡化、伴隨硬化產(chǎn)生的延展性下降等問題。因而對于一般馬氏體型不銹鋼焊接時需進行預熱，但碳、氮含量低的和使用r系焊接材料時可不需預熱。焊接熱影響區(qū)的組織通常又硬又脆。對于這個問題，可通過進行焊后熱處理使其韌性和延展性得到恢復。另外碳、氮含量低的牌號，在焊接狀態(tài)下也有一定的韌性。
　　鐵素體型不銹鋼以 18%Cr鋼為代表。在含碳量低的情況下有良好的焊接性能，焊接裂紋敏感性也較低。但由于被加熱至900℃以上的焊接熱影響區(qū)晶粒顯著變粗，使得在室溫下缺少延伸性和韌性，易發(fā)生低溫裂紋。也就是說，一般來講鐵素體型不銹鋼有475℃脆化、700-800℃長時間加熱下發(fā)生б相脆性、夾雜物和晶粒粗化引起的脆化、低溫脆化、碳化物析出引起耐蝕性下降以及高合金鋼中易發(fā)生的延遲裂紋等問題。通常應在焊接時進行焊前預熱和焊后熱處理，并在具有良好韌性的溫度范圍進行焊接。
　　奧氏體型不銹鋼以 18%Cr-8%Ni鋼為代表。原則上不須進行焊前預熱和焊后熱處理。一般具有良好的焊接性能。但其中鎳、鉬的含量高的高合金不銹鋼進行焊接時易產(chǎn)生高溫裂紋。另外還易發(fā)生б相脆化，在鐵素體生成元素的作用下生成的鐵素體引起低溫脆化，以及耐蝕性下降和應力腐蝕裂紋等缺陷。經(jīng)焊接后，焊接接頭的力學性能一般良好，但當在熱影響區(qū)中的晶界上有鉻的碳化物時會極易生成貧鉻層，而貧鉻層和出現(xiàn)將在使用過程中易產(chǎn)生晶間腐蝕。為避免問題的發(fā)生，應采用低碳（C≤0.03%）的牌號或添加鈦、鈮的牌號。為防止焊接金屬的高溫裂紋，通常認為控制奧氏體中的δ鐵素體肯定是有效的。一般提倡在室溫下含5%以上的δ鐵素體。對于以耐蝕性為主要用途的鋼，應選用低碳和穩(wěn)定的鋼種，并進行適當?shù)暮负鬅崽幚恚欢�以結(jié)構(gòu)強度為主要用途的鋼，不應進行焊后熱處理，以防止變形和由于析出碳化物和發(fā)生δ相脆化。
　　雙相不銹鋼的焊接裂紋敏感性較低。但在熱影響區(qū)內(nèi)鐵素體含量的增加會使晶間腐蝕敏感性提高，因此可造成耐蝕性降低及低溫韌性惡化等問題。
　　對于沉淀硬化型不銹鋼有焊接熱影響區(qū)發(fā)生軟化等問題。
　　綜上所述，不銹鋼的焊接性能主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
　　（ 1）高溫裂紋：在這里所說的高溫裂紋是指與焊接有關的裂紋。高溫裂紋可大致分為凝固裂紋、顯微裂紋、HAZ（熱影響區(qū)）的裂紋和再加熱裂紋等。
　　（ 2）低溫裂紋:在馬氏體型不銹鋼和部分具有馬氏體組織的鐵素體型不銹鋼中有時會發(fā)生低溫裂紋。由于其產(chǎn)生的主要原因是氫擴散、焊接接頭的約束程度以及其中的硬化組織，所以解決方法主要是在焊接過程中減少氫的擴散，適宜地進行預熱和焊后熱處理以及減輕約束程度。
　　（ 3）焊接接頭的韌性：在奧氏體型不銹鋼中為減輕高溫裂紋敏感性，在成分設計上通常使其中殘存有5%-10%的鐵素體。但這些鐵素體的存在導致了低溫韌性的下降。在雙相不銹鋼進行焊接時，焊接接頭區(qū)域的奧氏體量減少而對韌性產(chǎn)生影響。另外隨著其中鐵素體的增加，其韌性值的顯著下降的趨勢。
　　己證實高純鐵素體型不銹鋼的焊接接頭的韌性顯著下降的原因是由于混入了碳、氮和氧的緣故。其中一些鋼的焊接接頭中的氧含量增加后生成了氧化物型夾雜，這些夾雜物成為裂紋發(fā)生源或裂紋傳播的途徑使得韌性下降。而有一些鋼則是由于在保護氣體中混入了空氣，其中的氮含量增加在基體解理面 {100}面上產(chǎn)生板條狀Cr2N，基體變硬而使得韌性下降。
　　（ 4）б相脆化：奧氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼和雙相不銹鋼易發(fā)生б相脆化。由于組織中析出了百分之幾的相，韌性顯著下降。б相一般是在600-900℃范圍內(nèi)析出，尤其在750℃左右易析出，作為防止б相產(chǎn)生的預防性措施，奧氏體型不銹鋼中應盡量減少鐵素體的含量。
　　（ 5）475℃脆化：在475℃附近（370-540℃）長時間保溫時，使Fe-Cr合金分解為低鉻濃度的a固溶體和高鉻濃度的a'固溶體中鉻濃度大于75%時形變由滑移變形轉(zhuǎn)變?yōu)閷\晶變形，從而發(fā)生475℃脆化。
（三）切削性能
　　不同的不銹鋼的切削性能有很大的差異。一般所說不銹鋼的切削性能比其他鋼差，是指奧氏體型不銹鋼的切削性能差。這是由于奧氏體不銹鋼的加工硬化嚴重，導熱系數(shù)低造成的。為此在切削過程中需使用水性切削冷卻液，以減少切削熱變形。特別是當焊接時的熱處理不好時，無論是怎樣提高切削精度，其變形也是不可避免的。其他類型如馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼等不銹鋼的切削性能只要不是淬火后進行切削，那么與碳素鋼沒有太大的不同。但兩者均是含碳量越高則切削性能越差。沉淀硬化型不銹鋼由于其不同的組織和處理方法而顯示不同的切削性能，但一般來說其切削性能在退火狀態(tài)下與同一系列及同一強度的馬氏體型不銹鋼和奧氏體型不銹鋼相同。
　　欲改善不銹鋼的切削性能，與碳素鋼一樣可通過添加硫、鉛、鉍、硒和碲等元素來實現(xiàn)。其中添加如硫硒和碲等元素可減輕工具的磨損，添加鉛和鉍等元素可改善切削狀態(tài)。
　　雖然添加硫可改善不銹鋼的切削性能，但是由于它是以 MnS化合物的形式存在于鋼中，所以使得耐蝕性明顯下降。為解決這個問題，通常是添加少量的鉬或銅。
（四）淬透性
　　對于馬氏體鉻鎳不銹鋼，一般需進行淬火 -回火熱處理。在這個過程中不同的合金元素及其添加量對淬透性有不同的影響。
　　對馬氏體型不銹鋼進行淬火時是從 925-1075℃溫度進行急冷。由于相變速度低，因此無論是油冷還是空泠都可得到充分的硬化。同樣在必須進行的回火過程中，由于回火條件的不同可得到大范圍的不同力學性能。
　　在馬氏體鉻不銹鋼中，由于鉻的添加可提高鐵碳合金的淬透性，因而在需要進行淬火鋼中得到廣泛的應用。鉻的主要作用是可以降低淬火的臨界冷卻速度，使鋼的淬透性得到明顯的提高。從 C曲線來看，由于鉻的添加使奧氏體發(fā)生轉(zhuǎn)變的速度減慢，C曲線明顯右移。
　　在馬氏體鉻鎳不銹鋼中，鎳的添加可提高鋼的淬透性和可淬透性。含鉻接近 20%的鋼中若不添加鎳則無淬火能力。添加2%-4%的鎳可恢復淬火能力。但其中鎳的含量不能過高，否則過高的鎳含量不僅會擴大r相區(qū)，而且還會降低Ms溫度，這樣使鋼成為單相奧氏體組織也喪失了淬火能力。選擇適當?shù)逆嚭�量，可提高馬氏體不銹鋼的回火穩(wěn)定性，并降低回火軟化程度。
　　另外，在馬氏體鉻鎳不銹鋼中添加鉬可增加鋼的回火穩(wěn)定性。
　　鐵素體型不銹鋼雖然由于在高溫下不產(chǎn)生奧氏體，因而不能通過進行淬火來實現(xiàn)硬化，但是低鉻鋼中發(fā)生部分馬氏體相變。
　　奧氏體型不銹鋼屬于 Fe-Cr-Ni系和Fe-Cr-Mn系，為奧氏體組織。因此從低溫到高溫的大的范圍內(nèi)均表現(xiàn)出高的強度和良好的延伸性能。可通過進行從1000℃以上開始的急冷的固溶化處理來得到非磁性的全部奧氏體組織，從而得到良好的耐蝕性和大的延伸率。
三、物理性能
（一）一般物理性能
　　和其他材料一樣，物理性能主要包括以下 3個方面：熔點、比熱容、導熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)等熱力學性能，電阻率、電導率和磁導率等電磁學性能，以及楊氏彈性模量、剛性系數(shù)等力學性能。這些性能一般都被認為是不銹鋼材料的固有特性，但是也會受到諸如溫度、加工程度和磁場強度的影響。通常情況下不銹鋼與純鐵相比導熱系數(shù)低、電阻大，而線膨脹系數(shù)和導磁率等性能則依不銹鋼本身的結(jié)晶結(jié)構(gòu)而異。
　　表 4-1-表4-5中列出了馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼和雙相不銹鋼主要牌號的物理性能。如密度、熔點、比熱容、導熱系數(shù)、線膨脹系數(shù)、電阻率、磁導率和縱向彈性系數(shù)等參數(shù)。
（二）物理性能與溫度的相關性
1.比熱容
　　隨著溫度的變化比熱容會發(fā)生變化，但在溫度變化的過程中金屬組織中一旦發(fā)生相變或沉淀，那么比熱容將發(fā)生顯著的變化。
2.導熱系
　　在 600℃以下，各種不銹鋼的導熱系數(shù)基本在10-30W/（m·℃）范圍內(nèi)，隨著溫度的提高導熱系數(shù)有增加趨勢。在100℃時，不銹鋼導熱系數(shù)由大至小的順序為1Cr17、00Cr12、2Cr25N、0Cr18Ni11Ti、0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、2Cr25Ni20.500℃時導熱系數(shù)由大至小有順序為1Cr13、1Cr17、2Cr25N、0Cr17Ni12Mo2、0Cr18Ni9Ti、和2Cr25Ni20。奧氏體型不銹鋼的導熱系數(shù)較其他不銹鋼略低，與普通碳素鋼相比，100℃時奧氏體型不銹鋼的導熱系數(shù)約為其1/4。
3.線膨脹系數(shù)
　　在 100-900℃范圍內(nèi)，各類不銹鋼主要牌號的線膨脹系數(shù)基本在10的負6次冪至20的負6次冪℃負1，且隨著溫度的升高呈增加趨勢。對于沉淀硬化型不銹鋼，線膨脹系數(shù)的大小由時效處理溫度來決定。
4.電阻率
　　在 0-900℃，各類不銹鋼主要牌號的比電阻的大小基本在70*10的負6次冪至130*10的負6次冪Ωm，且隨著溫度的增加有增加的趨勢，當作為發(fā)熱材料時，應選用電阻率低的材料。
5.磁導率
　　奧氏體型不銹鋼的磁導率極小，因此也被稱為非磁性材料，具有穩(wěn)定奧氏體組織的鋼，如 0Cr20Ni10、0Cr25Ni20等，即使對其進行大于80%的大變形量加工也不會帶磁性。另外高碳、高氮、高錳奧氏體型不銹鋼，如1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N系列以及高錳奧氏體型不銹鋼等，在大壓下量加工條件會發(fā)生ε相相變，因此保持非磁性。在居里點以上的高溫下，即使是強磁性材料也會喪失磁性。但有些奧氏體型不銹鋼如1Cr17Ni7、0Cr18Ni9，因為其組織為亞穩(wěn)定奧氏體組織，因而在進行大壓下量冷加工或進行低溫加工時會發(fā)生馬氏體相變，本身將具有磁性且磁導率也會提高。
6.彈性模量
　　室溫下鐵素體型不銹鋼的縱向彈性模量為 200KN/mm的平方，奧氏體型不銹鋼的縱向彈性模量為193KN/mm的平方，略低于碳素結(jié)構(gòu)鋼。隨著溫度的升高縱向彈性模量減小，泊松比增加，橫向彈性模量（剛度）則顯著下降。縱向彈性模量將對加工硬化和組織集合產(chǎn)生影響。
7.密度
　　含鉻量高的鐵素體型不銹鋼密度小，含鎳量高和鴚錳量高的奧氏體型不銹鋼的密度大。在室溫下由于晶格間距的加大密度變小。
（三）低溫下的物理性能
1.導熱系數(shù)
　　各類不銹鋼在極低溫度下的導熱系數(shù)的大小略有差異，但總的來說是室溫下導熱系數(shù)的 1/50左右。在低溫上隨著磁通（磁通密度）的增加導熱系數(shù)增加。
2.比熱容
　　在極低溫度下，各種不銹鋼的比熱容有一些差異。比熱容受溫度的影響很大，在 4K時的比熱容可減小至室溫下比熱容的1/1 100以下。
3.熱膨脹性
　　對于奧氏體型不銹鋼，在 80K以下收縮率（相對于273K）的大小略有差異。鎳的含量對收縮率有一定的影響。
4.電阻率
　　在極低溫度下各牌號間電阻率大小的差異加大。合金元素對電阻率的大小有較大的影響。
5.磁性
　　在低溫下。奧氏體型不銹鋼隨材質(zhì)的不同其質(zhì)量磁化率對負荷磁場的影響有差異。不同的合金元素含量也有差異。
　　不同牌號的磁導率沒有什么差異。
6.彈性模量
　　在低溫下，有磁性轉(zhuǎn)變的奧氏體型不銹鋼其泊松比相應地產(chǎn)生極值。
　　四、耐腐蝕性能
　　不銹鋼的耐腐蝕性能一般隨鉻含量的增加而提高。其基本原理是，當鋼中有足夠的鉻時，在鋼的表面形成非常薄的至密的氧化膜，它可以防止進一步的氧化或義腐蝕。氧化性的環(huán)境可以強化這種膜，而還原性環(huán)境則必然破壞這種膜，造成鋼的腐蝕。
（一）在各種環(huán)境中的耐腐蝕性能
1.大氣腐蝕
　　不銹鋼耐大氣腐蝕基本上是隨大氣中的氯化物的含量而變化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源對不銹鋼的腐蝕是極為重要的。一定量的雨水，只有對鋼表面的氯化物濃度起作用時才是重要的。
　　農(nóng)村環(huán)境 1Cr13、1Cr17和奧氏體型不銹鋼可以適應各種用途，其外觀上不會有顯著的改變。因此，在農(nóng)村暴露使用的不銹鋼可以根據(jù)價格，市場供應情況，力學性能、制作加工性能和外觀來選擇。
　　工業(yè)環(huán)境 在沒有氯化物污染的工業(yè)環(huán)境中， 1Cr17和奧氏體型不銹鋼能長期工作，基本上保持無銹蝕，可能在表面形成污膜，但當將污膜清除后，還保持著原有的光亮外觀。在有氯化物的工業(yè)環(huán)境中，將造成不銹鋼銹蝕。
　　海洋環(huán)境 1Cr13和1Cr17不銹鋼在短時期就會形成薄的銹膜，但不會造成明顯的尺寸上的改變，奧氏體型不銹鋼如1Cr17Ni7、1Cr18Ni9和0Cr18Ni9，當暴露于海洋環(huán)境時，可能出現(xiàn)一些銹蝕。銹蝕通常是淺薄的，可以很容易地清除。0Cr17Ni12M02含鉬不銹鋼在海洋環(huán)境中基本上是耐腐蝕的。
　　除了大氣條件外，還有另外兩個影響不銹鋼耐大氣腐蝕性能的因素。即表面狀態(tài)和制作工藝。精加工級別影響不銹鋼在有氯化物的環(huán)境中的耐腐蝕性能。無光表面（毛面）對腐蝕非常敏感。即正常的工業(yè)精加工表面對銹蝕的敏感性較小。表面精加工級別還影響污物和銹蝕的清除。從高精加工的表面上清除污物和銹蝕物很容易，但從無光的表面上清除則很困難。對于無光表面，如果要保持原有的表面狀態(tài)則需要經(jīng)常的清理。
2.淡水
　　淡水可定義為不分酸性、鹽性或微咸，來源于江河、湖泊、池塘或井中的水。
　　淡水的腐蝕性受水的 pH值、氧含量和成垢傾向性的影響。結(jié)垢（硬）水。其腐蝕性主要由在金屬表面形成垢的數(shù)量和類型來決定。這種垢的形成是存在其中的礦物質(zhì)和溫度的作用。非結(jié)垢（軟）水，這種水一般比硬水的腐蝕性強。可以通過提高pH值或減少含氧量來降低其腐蝕性。
1Cr13不銹鋼明顯地比碳素鋼耐淡水腐蝕，而且在淡水中使用有極好的特征。這種鋼廣泛用于例如需要高強度和耐腐蝕的船塢和水壩等用途。然而，應當考慮到在某些情況下。1Cr13在淡水中可能對中度點蝕敏感.但是點蝕完全可以用陰極防蝕方法來避免。1Cr17和奧氏體型不銹鋼在室溫（環(huán)境溫度）幾乎完全可以耐淡水腐蝕。
3.酸性水
　　酸性水是指從礦石和煤浸析出的被污染的自然水，由于是較強的酸性所以其腐蝕性比自然淡水強得多。，由于水對礦石和煤中所含硫化物的浸析作用，酸性水中通常含有大量的游離硫酸，此外，這種水含有大量的硫酸鐵，對碳鋼的腐蝕有非常大的作用。
　受酸性水作用的碳鋼設備通常很快被腐蝕。用受酸性河水作用的各種材料所做試驗的結(jié)果表明，在這種環(huán)境下奧氏體型不銹鋼有較高的耐腐蝕性能。
　　奧氏體型不銹鋼在淡水和酸性河水中有極好的耐腐蝕性能，特別是其腐蝕膜對熱傳導的阻礙較小，所以在熱交換用途中廣泛使用不銹鋼管。
4.鹽性水
　　鹽性水的腐蝕特點是經(jīng)常以點蝕的形式出現(xiàn)。對于不銹鋼，在很大程度上是由于鹽性水導致起耐腐蝕作用的鈍化膜局部破壞。這些鋼發(fā)生點蝕的其他原因是附著于不銹鋼設備上的茗荷介和其他海水有機物可形成報送的濃差電池。一旦形成，這些電池非常活躍，并且造成大量腐蝕和點蝕。在鹽性水高速流動的情況下，例如泵的葉輪，奧氏體型不銹鋼的腐蝕通常是非常小的。
　　對使用不銹鋼管的冷凝器，需保持水流速大于 1.5m/s，以使海水有機物和其他固體在管中集聚得少。對處理鹽性水的不銹鋼設備的結(jié)構(gòu)，在設計時好是減少縫隙和使用厚壁部件。
5.土壤
　　埋入土壤中的金屬，取決于天氣和其他因素，處于隨時都在變化的復雜的狀態(tài)下。實踐證明，奧氏體型不銹鋼一般具有極好的耐大多數(shù)土壤腐蝕的性能，而 1Cr13和1Cr17則在很多土壤中要產(chǎn)生點蝕。0Cr17Ni12Mo0不銹鋼在所有土壤的試驗中完全可以耐點蝕。
6.硝酸
　　含鉻不小于 14%的鐵素型不銹鋼和奧氏體型不銹鋼有極好的耐硝酸腐蝕的性能。1Cr17不銹鋼己廣泛用于硝酸工廠的加工設備。然而，由于0Cr18Ni9通常具有較好的成形性能和焊接性能，因此在上述用途中己大量取代了1Cr17不銹鋼.
　　其他奧氏體型不銹鋼的耐硝酸腐蝕性能與 0Cr18Ni9相近。0Cr17不銹鋼通常比0Cr18Ni9的腐蝕速率稍高，并且較高的溫度和濃度對其有較大的有害影響。
　　如果對鋼進行的熱處理不適當，熱硝酸將使奧氏體和鐵素體型不銹鋼產(chǎn)生晶間腐蝕，因此，可用適當?shù)臒崽幚韥眍A防這種類型的腐蝕，或者使用耐這種類型腐蝕的不銹鋼。
7.硫酸
　　標準不銹鋼牌號很少用于硫酸溶液，因為其可使用的范圍很窄。在室溫條件下， 0Cr17Ni12Mo2不銹鋼（耐硫酸蝕的標準牌號）在硫酸濃度小于15%。或大于85%時是耐腐蝕性的。然而在較高的濃度范圍，通常使用碳鋼。馬氏體和鐵素體型不銹鋼一般不耐硫酸溶液腐蝕。
　　如同硝酸的情況一樣，如果對不銹鋼不進行適當?shù)奶幚恚�硫酸可造成晶間腐蝕。對于焊接后不能進行熱處理的焊接結(jié)構(gòu)，應使用低碳牌號 00Cr19Ni10或00Cr17Ni14M02，或穩(wěn)定化的牌號0Cr18Ni11Ti或0Cr18Ni11Nb不銹鋼.
8.磷酸
　　奧氏體型不銹鋼不銹鋼具有好的耐磷酸溶液腐蝕的性能，并廣泛用于磷酸的生產(chǎn)和處理設備。在溫度高達 107℃的各種濃度的情況下，其具有有效的耐腐蝕性能。在溫度高約達95℃的情況下，用0Cr17Ni12M02不銹鋼的設備可以很好地處理（達磷酸）“超過100%H3p04）。
　　應注意，氟化物或氯化物鹽類微量雜質(zhì)有時存在于用濕法工藝生產(chǎn)的磷酸中。酸中的這些鹵化物的存在可能對不銹鋼的耐腐蝕性能有有害的影響。
　　馬氏體和鐵素體型不銹鋼的耐磷酸腐蝕性能顯著地比奧氏體不銹鋼要差，因此一般不用于這種酸。
9.鹽酸
　　甚至在室溫，各種濃度的鹽酸溶液都很快地腐蝕不銹鋼。因此在這種酸中不可能使用不銹鋼。
10、其他無機酸
　　奧氏體型不銹鋼在幾乎各種濃度和溫度下一般都具有好的耐硼酸、碳酸、氯酸和鉻酸腐蝕的性能， 100%氯酸除外。1Cr13和1Cr17不銹鋼對鉻酸的耐腐蝕性能顯著地不如奧氏體型不銹鋼，但具有相對較好的耐硼酸和碳酸腐蝕的性能。
11、乙酸
　　奧氏體型不銹鋼一般有極好的耐乙酸腐蝕的性能，而馬氏體和鐵素體型不銹鋼對大多數(shù)耐乙酸腐蝕的用途是不適當?shù)摹�奧氏體型不銹鋼在室溫完全可以耐各種濃度乙酸的腐蝕，在較高的溫度， 0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13M03比其他奧氏體型不銹鋼有更好的耐乙酸腐蝕性能。
12、甲酸
　　在室溫情況下，可以用任何奧氏體型不銹鋼完全地處理甲酸。然而，當是熱的甲酸時，它可以很快地腐蝕不含鉬的不銹鋼，因此，需要使用 0Cr17Ni12M02和0Cr19Ni13M03。在各種溫度下甲酸都會很快地腐蝕馬氏體和鐵素體型不銹鋼。
13、草酸
　　一般情況下，在室溫、高濃度至少為 50%時，不銹鋼有好的耐草酸腐蝕的性能。然而在較高的溫度，草酸溶液正如在室溫、濃度為100%時一樣，對所有的不銹鋼都會有相當?shù)母�蝕。
14、乳酸
0Cr18Ni9不銹鋼在溫度高約達38℃時可用于乳酸貯存設備。在較高的溫度，無鉬奧氏體型不銹鋼產(chǎn)生點蝕，所以優(yōu)先選用　　0Cr17Ni12M02和0Cr19Ni13M03。馬氏體和鐵素體型不銹鋼一般來說耐乳酸腐蝕的能力較低。
15、堿
不銹鋼通常有較好的耐弱堿腐蝕的性能，例如氫氧化銨。對于強堿，如氫氧化鈉和氫氧化鉀，在溫度高約為 105℃、濃度高約為50%時，奧氏體型不銹鋼有好的耐腐蝕性能，在較高的溫度和濃度，腐蝕速率可能變得顯著。當溫度高于常壓沸點（和稍低的溫度，接近 50%濃度）時，奧氏體型不銹鋼就會出現(xiàn)應力腐蝕裂紋。
16、鹽酸液
　　除在某些條件下的鹵化物溶液之外，不銹鋼一般來說有極好的耐鹽酸溶液腐蝕的性能，對于酸性鹽，不銹鋼的耐腐蝕性能在一定程度上必然受鹽水解所形成的特殊的酸的影響。對于較高溫度的酸性鹽溶液，含鉬奧氏體型不銹鋼（ 0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3）通常比其他牌號不銹鋼耐腐蝕性能要好。
　　在不銹鋼用于鹵化物溶液，特別是氯化物溶液時，應考慮到即使腐蝕速率一般較低，但點蝕和（或）應力腐蝕裂紋在一定條件下也可能產(chǎn)生。盡管有很多在有氯化物的情況下使用不銹鋼取得極好的效果（如食品加工設備和在相對低的溫度條件下流動的海水）但必需分別考慮各種用途。點蝕或應力腐蝕裂紋是否產(chǎn)生，取決于環(huán)境和設備設計及操作等方面很多和因素。
（二）腐蝕現(xiàn)象
1.點蝕
　　如前所述，不銹鋼極好的耐腐蝕性能是由于在鋼的表面形成看不見的氧化膜，使其成為是鈍態(tài)的。該鈍化膜的形成是由于鋼暴露在大氣中時與氧反應，或者是由于與其他含氧的環(huán)境接觸的結(jié)果。如果鈍化膜被破壞，不銹鋼就將繼續(xù)腐蝕下去。在很多情況下，鈍化膜僅僅在金屬表面和局部地方被破壞，腐蝕的作用在于形成細小的孔或凹坑，在材料表面產(chǎn)生無規(guī)律分布的小坑狀腐蝕。
2.引起點蝕的因素
　　出現(xiàn)點蝕很可能是存在與去極劑化合的氯化物離子，不銹鋼等鈍態(tài)金屬的點蝕常起因于某些侵蝕性陰離子對鈍化膜的局部破壞，保護有高耐腐蝕性能的鈍態(tài)通常需要氧化環(huán)境，但正好這也是出現(xiàn)點蝕的條件。產(chǎn)生點蝕的介質(zhì)是在 C1-、Br-、I-、Cl04-溶液中存在FE3+、Cu2+、Hg2+等重金屬離子或者含有H2O2、O2等的Na+、Ca2+堿和堿土金屬離子的氯化物溶液。
　　點蝕速率隨溫度升高而增加。例如在濃度為 4%-10%氯化鈉的溶液中，在90℃時達到點蝕造成的重量損失大；對于更稀的溶液，大值出現(xiàn)在較高的溫度。
3.防止點蝕的方法
①避免鹵素離子集中。
②保證氧或氧化性溶液的均勻性，攪拌溶液和避免有液體不流動的小塊區(qū)域。
③或者提高氧的濃度，或者去除氧。
④增加pH值。與中性或酸性氯化物相比，明顯堿性的氯化物溶液造成的點蝕較少，或者完全沒有（氫氧離子起防腐蝕劑的作用）。
⑤在盡可能低的溫度下工作。
⑥在腐蝕性介質(zhì)中加入鈍化劑。低濃度的硝酸鹽或鉻酸鹽在很多介質(zhì)中是有效的（抑制離子優(yōu)先吸咐在金屬表面上，因此防止了氯化物離子吸咐而造成腐蝕）。
⑦采用陰極防腐。有證據(jù)表明，用與低碳鋼、鋁或鋅電隅合陰極保護的不銹鋼在海水中不會造成點蝕。
　　含鉬 2%-4%的奧氏體型不銹鋼具有良好的耐點蝕性能。使用含鉬奧氏體型不銹鋼可顯著減少點蝕或一般腐蝕，腐蝕介質(zhì)例如氫化鈉溶液、海水、亞硫酸、硫酸、磷酸和甲酸。
4.晶間腐蝕
　　含碳量超過 0.03%的不穩(wěn)定的奧氏體型不銹鋼（不含鈦或鈮的牌號），如果熱處理不當則在某些環(huán)境中易產(chǎn)生晶間腐蝕。這些鋼在425-815℃之間加熱時，或者緩慢冷卻通過這個溫度區(qū)間時，都會產(chǎn)生晶間腐蝕。這樣的熱處理造成碳化物在晶界沉淀（敏化作用），并且造成鄰近的區(qū)域鉻貧化使得這些區(qū)域?qū)Ω�蝕敏感。敏化作用也可出現(xiàn)在焊接時，在焊接熱影響區(qū)造成其后的局部腐蝕。
　　通用的檢查不銹鋼敏感性的方法是 65%硝酸腐蝕試驗方法。試驗時將鋼試樣放入沸騰的65%硝酸溶液中連續(xù)48h為一個周期，共5個周期，每個周期測定重量損失。一般規(guī)定，5個試驗周期的平均腐蝕率應不大于0.05mm/月。
　　奧氏體型不銹鋼焊接結(jié)構(gòu)的晶間腐蝕可用如下方法預防：
①使用低碳牌號00Cr19Ni10或00Cr17Ni14Mo2，或穩(wěn)定的牌號0Cr18Ni11Ti或0Cr18Ni11Nb.使用這些牌號不銹鋼可防止焊接時碳化物沉淀出造成有害影響的數(shù)量。
②如果面品結(jié)構(gòu)件小，能夠在爐中進行熱處理，則可在1040-1150℃進行熱處理以溶解碳化鉻，并且在425-815℃區(qū)間快速冷卻以防止瑞沉淀。
　　焊接鐵素體不銹鋼在某些介質(zhì)中也可能出現(xiàn)晶間腐蝕。這是當鋼從 925℃以上快速冷卻時，碳化物或氧化物沉淀，金屬晶格應變造成的，焊接后進行消除應力熱處理可消除應力并恢復耐腐蝕性能。在1Cr17不銹鋼中加入超過8倍碳含量的鈦，通常可減少焊接鋼結(jié)構(gòu)在一些介質(zhì)中的晶間腐蝕。然而加入鈦在濃硝酸中不是有效的。
　　應力腐蝕裂紋是靜應力和導致裂紋與金屬脆化的腐蝕共同的作用。只有拉伸應力造成這種形式的破壞。事實上，所有的金屬與合金（只有極少數(shù)的金屬除外）在某些環(huán)境中都易出現(xiàn)應力腐蝕裂紋，關于某些金屬的破壞是屬于 “應力腐蝕”或是屬于“氫脆”（例如高強度鋼在硫化氫中的裂紋），還存在一些不同的觀點。為了進行討論，所有這樣的外界環(huán)境導致的破壞都包括在應力腐蝕裂紋一類中。
　　硬化的（淬火和回火）馬氏體型不銹鋼在含有氯化物、熱氫氧化物或硝酸鹽、或硫化氫溶液中對應力腐蝕裂紋是敏感的。對于奧氏體型不銹鋼，濃氯化物的氫氧化物溶液是造成應力腐蝕裂紋的主要介質(zhì)。己證明，另外幾種環(huán)境也會使奧氏體和馬氏體型不銹鋼產(chǎn)生應力腐蝕裂紋。然而，應注意在很多這樣的環(huán)境中，存在雜質(zhì)可能己經(jīng)造成了裂紋。
　　敏化的奧氏體型不銹鋼對晶間形式的應力腐蝕裂紋是敏感的。如果敏感性嚴重和（或）應力高， 這種形式的裂紋可能在認為是弱的環(huán)境中產(chǎn)生。除非進行了足夠的試驗可以證明所遇到的環(huán)境不會造成晶間應力腐蝕裂紋，否則絕不能將敏化和奧氏體型不銹鋼用于應力狀態(tài)的用途。
　　產(chǎn)生應力腐蝕裂紋破壞的環(huán)境通常是相當復雜的。例如。所涉及的應力通常不僅僅是工作應力，而是這種應力的由于制作、焊接、或熱處理在金屬中產(chǎn)生的殘余應力組合。這種情況常常可以用將制作后的設備消除應力的方法來減輕。同檔，如上所述，造成裂紋的腐蝕介質(zhì)經(jīng)常僅僅是正在處理的產(chǎn)物中的雜質(zhì)。在整體溶液中，所存在的腐蝕介質(zhì)的數(shù)量可能沒有多到足以造成裂紋的程度，但是在裂縫處或液體上面的飛濺區(qū)，介質(zhì)的局部濃度可能造成破壞。
　　盡管己有了幾種通用的防止應力腐蝕裂紋的方法，但好的方法還是選用能在該環(huán)境中耐應力腐蝕裂紋的材料。因此，在熱的氯化物環(huán)境中應選用 0Cr18Ni13Si4（美國AISLX M15）或鐵素體型不銹鋼。在硫化氫環(huán)境中選用鐵素體和奧氏體型不銹鋼一般是適合的，而不能選用硬化的馬氏體型不銹鋼。各種不銹鋼性能見表2-5-1表2-5-4。

五、金相組織
（一）不同元素對不銹鋼組織和相的影響
　　對于馬氏體型鉻不銹鋼來說，對組織產(chǎn)生主要影響的元素有鉻、碳和鉬；對馬氏體型鉻鎳不銹鋼來說，產(chǎn)生主要影響的元素有鎳、鉬、鋁、鈷、氮和鈦等。
　　馬氏體型鉻鎳不銹鋼中由于所含的鉻與碳發(fā)生交互的作用，使其在高溫下形成穩(wěn)定的 r相區(qū)和穩(wěn)定的a+r相區(qū)。碳量的增加可使r相區(qū)得到擴大，但是隨著鉻含量的增加碳的溶解極限下降。馬氏體型鉻鎳不銹鋼中添加鎳解決了馬氏體型不銹鋼為提高其耐蝕性以犧牲鋼的硬度為代價的問題。但是其中的鎳含量不易過高，否則由于鎳擴大奧氏體相區(qū)和降低Ms溫度而使不銹鋼變成奧氏體型不銹鋼，從而完全喪失淬火能力。
　　影響鐵素體型不銹鋼組織的元素主要有鉻、鉬、碳、氮和鎳，另外有一些鐵素體型不銹鋼中還添加有鈦、鈮和銅等元素，對組織也有一定的影響。其中添加鉻和鉬的主要的目的是加速和促進 α'相和α相的形成和沉淀，使鐵素體晶粒更加粗大。
　　影響奧氏體型不銹鋼組織的主要元素有碳、鉻、鎳、鉬、氮、銅、硅和錳等，有時在生產(chǎn)易切削不銹鋼時，也將硫作為添加元素。碳在奧氏體型不銹鋼中是形成、穩(wěn)定和擴大奧氏體區(qū)的元素。碳在奧氏體型不銹鋼中是形成、穩(wěn)定和擴大奧氏體區(qū)的元素，其形成奧氏體的能力遠高于鎳許多倍。碳在奧氏體型不銹鋼中是有用元素，但同時也是有害元素，一方面由于碳作為一種間隙元素可通過固溶強化顯著提高奧氏體型不銹鋼的強度，同時也可提高高濃度氯化物腐蝕介質(zhì)中的耐蝕能力；但另一方面由于碳在某些條件下生成 Cr23C6，使得耐腐蝕性能顯著下降。鉻在奧氏體型不銹鋼中的作用與其在鐵素體型不銹鋼中作用基本相同。
　　影響比相不銹鋼組織的主要元素有鎳、氮、錳、鉻、鉬、硅和鎢等。鎳在 α+r雙相不銹鋼中能擴大r相區(qū)。有關資料指出，鎳的添加還能促成形成σ（x）相，增加脆化敏感性并有使脆化敏感溫度向高溫方向移動的傾向，也將使馬氏體相變溫度降低，改善雙相不銹鋼的冷加工性能。
（二）相及相變
　　熱處理是不銹鋼生產(chǎn)和加工過程中以及終產(chǎn)品加工過程中重要的工序。對于馬氏體型不銹鋼，通常進行淬火 —回火熱處理。對于鐵素體型不銹鋼，需進行恢復由于加工引起的應硬化和焊接部位回火后恢復韌性的熱處理，通常是高溫加熱后進行空冷的退火熱處理。對于奧氏體型不銹鋼，根據(jù)使用目的需要進行固溶處理、穩(wěn)定化處理、消除應力退火和時效處理等。
　　通過進行熱處理來控制不銹鋼的金相組織時，可采用相變和恢復、再結(jié)晶等形式來實現(xiàn)。
　　相變的內(nèi)涵可以說有以下 3種情況，即結(jié)構(gòu)的變化、組成的變化和其規(guī)律性的變化告示。在不銹鋼發(fā)生的相變中常見的馬氏體相變就是其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的一種形式，而所發(fā)生的其他的相變均為擴散相變。
1.馬氏體型不銹鋼
　　馬氏體型不銹鋼有良好的淬火性能，即使是截面積很大的工件，也可在空冷條件下實現(xiàn)淬火硬化。
　　為比較馬氏體型不銹鋼與其他碳含量相同的碳素鋼、合金鋼的淬火性能，用等溫相變曲線進行了分析。結(jié)果表明其珠光體相變時間延遲，曲線鼻部的溫度上升。其中鎳使珠光體相變明顯推遲，只需添加 1%即可大大改善淬火性能，但回火過程則需要相當長的時間。
　　馬氏體型不銹鋼中的合金元素可改變鋼的 Ms點。其中碳的影響尤為顯著，碳的濃度高時Ms點向低溫方向移動，易生成殘留奧氏體。以13%Cr鋼為例，在淬火加縶溫度為1180℃時，在碳含量大于0.80%的情況下Ms點降至室溫以下。生成物為過冷奧氏體相組織。但由于也隨之生成了殘留奧氏體，因此淬火硬度也下降了，對于高碳馬氏體型不銹鋼來說，為避免該現(xiàn)象的發(fā)生和殘留奧氏體相變引起的尺寸變化，需在粹火后通過進行低溫處理來盡量減少殘留奧氏體的存在。
　　對于馬氏體型不銹鋼，進行淬火處理后還需進行回火處理。一般將這兩者連在一起統(tǒng)稱為淬火回火處理。進行回火處理是將由奧氏體相的相變得到的馬氏體進行回火，其目的是為改善馬氏體型不銹鋼的拉伸性能和得到高的持久強度和屈強比。回火后在其基體中過飽和固溶的碳形成碳化物析出，且隨時間的延長逐漸形成穩(wěn)定相。是采用低溫回火還是采用高溫回火，依成分和使用目的而異。低碳馬氏體型不銹鋼在 440-540℃進行回火時顯著變脆，發(fā)生常說的二次硬化。由于此問題的產(chǎn)生不是夾雜元素的偏析等原因造成的，因此為同時照顧到韌性、拉伸性能和耐應力腐蝕性能，應盡可能在高溫下進行回火，也可通過添加鉬、鎢和釩等元素來改善性能。
2.鐵素體型不銹鋼
　　鐵素型不銹鋼在碳和氮的含量極少時，無論在高溫下還是在室溫下均為鐵素體單相。當碳和氮的含量增加時就會在高溫下生成 r相，可通過回火處理析出碳化物和氮化物而變?yōu)殍F素體單相。據(jù)有關資料介紹。在600-900℃回火時大部分碳和氮將析出。
　　高鉻鐵素體型不銹鋼在經(jīng)高溫加熱后會產(chǎn)生各種脆化現(xiàn)象。這些現(xiàn)象與其金屬組織有關，如 σ相脆化、475℃脆性和高溫脆性。
　　σ相脆化：在Fe-Cr二元系合金中，在鉻含量為46at%-53at%的很窄范圍內(nèi)產(chǎn)生，是非磁性和硬的相。當鉻含量大于25%和加熱溫度高于600℃時即可在較短時間內(nèi)產(chǎn)生。當鋼中含有硅、錳、鎳和鉬等元素時，其產(chǎn)生范圍加寬。鉻、硅和鋁對σ相也有一定的影響。隨鉻的增加TTT曲線向短時間方向擴展。硅雖有明顯的析出促進作用但鋁卻予以抑制。在冷加工中，可在很短時間內(nèi)便產(chǎn)生σ相析出。一旦發(fā)生σ相脆化的鋼，可加熱至850-900℃使析出的σ相固溶，然后再進行急冷就可消除脆性和恢復韌性。
　　475℃脆性：是將鐵素體鋼在400-500℃長時間加熱時出現(xiàn)的脆化現(xiàn)象。475℃脆性產(chǎn)生與σ相脆化產(chǎn)生相比較，首先是產(chǎn)生溫度范圍不同，其次是475℃脆性較σ相脆化在更短的時間內(nèi)產(chǎn)生。能夠減輕475℃脆性的合金添加元素還沒有發(fā)現(xiàn)。對發(fā)生475℃脆性的鋼在600℃進行短時間處理即可消除脆性和恢復韌性。
　　高溫脆性：當高鉻鐵素體型不銹鋼從 900-1000℃的高溫急冷時，隨著晶粒的粗化和碳化物向晶界凝集發(fā)生明顯脆化。鉻含量越高，脆化的程度越大。破壞現(xiàn)象與475℃脆性相象。由于晶粒粗化，因此在進行深沖、彎曲等冷加工時表面易發(fā)生粗糙等缺陷。又因為晶界上析出碳化物因此晶間腐蝕敏感性增加。為避免該缺陷的產(chǎn)生同，需從高溫緩冷至800℃左右，或650-800℃短時間的退火。
3.奧氏體型不銹鋼
　　從 Fe-Cr-Ni三元系平衡相圖的分析中可知，當70%Fe等濃度斷面中鎳含量為10%時，該合金在800-1000℃下為r單相。具代表性的Cr18-Ni8鋼由于存在碳、氮等奧氏體穩(wěn)定化元素，因此室溫下即為r單相。其中氮較碳有約兩倍的固溶度，因而含氮量為0.1%-0.3%的高強度不銹鋼己得到了應用。
　　目前己明確碳、氮、鈷、錳和銅等元素是奧氏體穩(wěn)定化元素，鋁、釩、鉬、硅和鎢等元素是鐵素體穩(wěn)定化元素。
　　作為固相內(nèi)的平衡相，除 α相、r相以外還有金屬間化合物σ相。碳、氮和鎳等奧氏體穩(wěn)定化元素抑制σ相的生成，但錳與鉬、硅、鈦、鈮、鋯、釩和鋁等鐵素體穩(wěn)定化元素促進σ相的生成。除此以外在奧氏體型不銹鋼中由于添加不同的元素，還有可能生成拉弗斯（Laves）相或x相等金屬間化合物。其析出的反應是隨合金組成、時效溫度及制造合金時的加工和熱處理條件來決定的，是一個非常復雜的變化。
　　在鋼中添加鉻、鎳、錳、碳和氮等元素時，馬氏體相變初始溫度 Ms幾乎與這些合金元素的添加成比例降低，在常溫下也可保持r相。奧氏體不銹鋼就是其具代表性的合金之一。
　　雖說為使奧體型不銹鋼的 r相穩(wěn)定添加了大量的錳或鎳，但實際上r相往往并非穩(wěn)定而是處于亞穩(wěn)定態(tài)。從熱力學角度來看可以說α相到是穩(wěn)定的。一般稱這些奧氏體相為亞穩(wěn)定奧氏體相。當對亞穩(wěn)定奧氏體相冷卻至極低溫或室溫下進行加工時，其中的部分或全部亞穩(wěn)定奧氏體相將發(fā)生馬氏體相變。
　　通過對奧氏體型不銹鋼進行冷卻或加工得到的馬氏體中除有 α'相外還有ε相。該相具有hcp結(jié)構(gòu).且有0.7%左右的收縮，是非磁性的，容易發(fā)生加工誘發(fā)相變。ε相是當Cr：Ni為5：3且Cr+Ni定為24%時生成的。由于面心立方結(jié)構(gòu)的（111）面的每兩個原子面上發(fā)生堆垛缺陷時將成為ε馬氏體結(jié)構(gòu)，因此ε相的生成和堆垛缺陷有著密切的關系。
　　奧氏體型不銹鋼的馬氏體相變中一個重要的問題是，一旦發(fā)生馬氏體相變后經(jīng)再加熱進行恢復的問題。對于 Cr18-Ni8鋼主要發(fā)生擴散型的逆相變，而象Cr16-Ni10鋼則發(fā)生剪切的逆相變。后者的鉻含量較前者低，鎳含量較前者高。
　　從金相組織上來看，奧氏體型不銹鋼是相對穩(wěn)定的，其中碳化物的析出與其耐蝕性能、高溫強度以及韌性等主要性能密切相關。在通常作為固溶熱處理溫度 1000℃附近，碳的固溶量可達到高，但當溫度低于800℃時固溶量急劇下降而產(chǎn)生碳化物。所以進行固溶化處理或焊接后如果冷卻速度過慢，在晶界上會產(chǎn)生碳化物，成為晶間腐蝕的原因。鋼中的碳有活性隨鎳含量的增加而增加，隨鉻含量的增加而減少。也就是說鎳的增加使碳的固溶量減少，鉻的增加使碳的固溶量增加。另外在晶界還析出鉻碳化物，合金添加元素有時也生成相應的碳化物。
4.雙相不銹鋼
　　通常進行不同的鉻含量和鎳當量的組合可以得到鐵素體（ α相或δ相）和奧氏體（r相）的雙相組織。如果以鉻含量的多少來進行分類的話，可分類為18%Cr系、22%Cr系、25%Cr系和28%Cr系。同時為確保r相的量需添加4%-11%的鎳，為提高其耐蝕性需添加不多于4%的鉬。在終經(jīng)1050-1100℃固溶處理后，在α相基體中分散有不多于50%的r相。在400-1000℃下進一步進行時效時，生成金屬間化合物、碳化物以及氮化物等各種析出物。
　　 在雙相組織中，鉻、鉬和硅等鐵素體穩(wěn)定元素濃縮在 α相中。而鎳、錳、碳和氮等奧氏體穩(wěn)定元素濃縮在r中。在時效過程中有影響的是σ相，可造成σ相脆化。另外時效還可產(chǎn)生M23C6，也和鐵素體型不銹鋼一樣發(fā)生475℃脆性。
5.沉淀硬化型不銹鋼
　　沉淀硬化型不銹鋼是除具備不銹鋼特有的耐蝕性外，還可通過進行時效處理實現(xiàn)沉淀硬化的高強度不銹鋼，根據(jù)基體的金屬組織情況，即根據(jù)鉻當量和鎳當量之間的平衡情況，沉淀硬化型不銹鋼可分為馬氏體系沉淀硬化型不銹鋼、半奧氏體系沉淀硬化型不銹鋼、奧氏體 —鐵素體系沉淀硬化型不銹鋼、奧氏體系沉淀型不銹鋼和鐵素體系沉淀硬化型不銹鋼。
　　馬氏體系沉淀硬化型不銹鋼，鉻和鎳的含量少且鉻含量和鎳含量低。由于馬氏體相變結(jié)束溫度高于室溫，因此固溶化處理奧氏體相冷卻過程發(fā)生馬氏體相變，在室溫下為馬氏體組織。
　　半奧氏體系沉淀硬化型不銹鋼，比前者鉻含量和鎳含量高， Ms點接近室溫。固溶處理后形成亞穩(wěn)定r相，經(jīng)冷加工或低溫處理，低溫退火處理可以發(fā)生馬氏體相變。單獨和復合添加有鋁、鈦和鉬等沉淀硬化元素，經(jīng)在450-550℃ 時效處理產(chǎn)生α'相和η相實現(xiàn)硬化。
　　奧氏體系沉淀硬化型不銹鋼，含有較多的奧氏體穩(wěn)定化和鐵素體穩(wěn)定化元素，鎳當量高且 Ms點在室溫以下。在固溶處理狀態(tài)下為r單相組織。作為沉淀硬化元素添加的有碳、磷、氮、鈦、鋁、鈮和釩等元素，經(jīng)比其他系鋼高的溫度時效處理后析出碳化物、氮化物、磷化物或η相和r'相等。
　　鐵素體系沉淀硬化型不銹鋼，只含少量的鎳等奧氏體穩(wěn)定化元素，含較多的鉻、硅和鉬等鐵素體穩(wěn)定化元素，因而在固溶化狀態(tài)下即呈鐵素體組織。對其通過添加硅和鎳來促進沉淀硬化。時效溫度為 550-600℃。
特點和用途
　　不銹鋼按照其組織結(jié)構(gòu)分為奧氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、雙相不銹鋼、馬氏體型不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼。各類型不銹鋼主要使用特性對比如表 2-5-6所示。我國不銹鋼標準主要牌號的特點和用途如表2-5-7所示；日本JIS標準主要牌號的特點和用途如表2-5-8所示。
　　一、奧氏體型不銹鋼
　　奧氏體型不銹鋼是不銹鋼中重要的一類，其產(chǎn)量和用量占不銹鋼總量的 70%。按照合金化方式，奧氏體型不銹鋼可分為鉻鎳鋼和鐵鉻錳鋼兩大類。前者以鎳為奧氏體化元素，是奧氏體鋼的主體；后者是以錳、氮代替昂貴的鎳的節(jié)鎳鋼種。
　　總體講，奧氏體鋼耐蝕性好，有良好的綜合力學性能和工藝性能，但強度、硬度偏低。
　　二、鐵素體型不銹鋼
　　鐵素體型不銹鋼含鉻 11%-30%，基本不含鎳，是節(jié)鎳鋼種，在使用狀態(tài)下組織結(jié)構(gòu)以鐵素體為主。
　　鐵素體型不銹鋼強度較高，而冷加工硬化傾向較低，耐氯化物應力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕性能優(yōu)良，但是對晶間腐蝕敏感，低溫韌性較差。
　三、雙相不銹鋼
　　一般認為，在奧氏體基體上存在 15%以上的鐵素體，或在鐵素體基體上存在15%以上的奧氏體即可稱其為奧氏體+鐵素體雙相不銹鋼。
　　雙相不銹鋼兼有奧氏體鋼和鐵素體鋼的優(yōu)點。
　四、馬氏體型不銹鋼
　　馬氏體型不銹鋼是一類可以用熱處理的手段調(diào)整其性能的鋼，其強度、硬度較高。
　五、沉淀硬化型不銹鋼
　　沉淀硬化型不銹鋼是通過熱處理手段使鋼中碳化物沉淀析出，從而達到提高強度目的的鋼。

　　　　　　　　　　　　　　　　表 2-5-7我國不銹鋼主要牌號的特點和用途

　　　　　　　　　　　　　　　　表 2-5-8 日本不銹鋼主要牌號的特點和用途