马氏体不锈钢

马氏体不锈钢是一种具有马氏体晶体结构的不锈钢合金。 它可以通过时效和热处理进行硬化和回火。 其他主要类型的不锈钢是奥氏体、铁素体、双相和沉淀硬化。

1912 年，英国谢菲尔德 Brown-Firth 研究实验室的 Harry Brearley 在寻找用于枪管的耐腐蚀合金时，发现并随后将马氏体不锈钢合金工业化。 两年后，纽约时报在 1915 年 1 月的一篇报纸文章中宣布了这一发现。 Brearly 于 1915 年申请了美国专利。后来由 Firth Vickers 在英国以 Staybrite 品牌销售，并于 1929 年用于伦敦 Savoy 酒店的新入口顶篷。

这种特征性的体心四方马氏体显微结构最早是在 1890 年左右由德国显微镜学家 Adolf Martens 观察到的。1912 年，Elwood Haynes 就一种马氏体不锈钢合金申请了美国专利。 该专利直到 1919 年才被授予。

马氏体不锈钢可以是高碳钢或低碳钢，其成分为铁，12% 至 17% 的铬，0.10%（410 型）至 1.2%（440C 型）的碳：

• 在最高约 0.4%C 的情况下，它们主要用于泵、阀门和轴等应用中的机械性能。
• 温度高于 0.4%C 时，它们主要用于耐磨性，例如刀叉手术刀片、塑料注塑模具和喷嘴。

它们可能包含一些 Ni（431 型），允许更高的 Cr 和/或 Mo 含量，从而提高耐腐蚀性，并且由于碳含量也较低，韧性得到提高。 具有低 C、13%Cr 和 4%Ni 的等级 EN 1.4313 (CA6NM) 具有良好的机械性能、良好的铸造性和焊接性。 它用于世界上几乎所有的水力涡轮机，包括中国巨大的三峡大坝的涡轮机。

B、Co、Nb、Ti 的添加提高了高温性能，尤其是抗蠕变性。 这用于蒸汽轮机中的热交换器。

一个特定的等级是 630 型（也称为 17-4 PH），它是马氏体，并在 475°C（887°F）时通过沉淀硬化。

它们可以通过热处理（具体是通过淬火和消除应力，或通过淬火和回火（简称QT））进行硬化。合金成分和淬火的高冷却速率使马氏体的形成。未回火的马氏体韧性低， 因此脆性。回火马氏体赋予钢良好的硬度和高韧性，如下所示；主要用于医疗工具（手术刀、剃刀和内部夹具）。

热处理一栏中，QT指Quenched and Tempered，P指Precipitation hardened

当制造中对成形性、柔软性等有要求时，通常在软态下使用xxx含碳量为0.12%的钢。 随着碳含量的增加，可以通过淬火和回火获得 600 至 900 MPa（87 至 131 ksi）范围内的抗拉强度，以及合理的韧性和延展性。 在这种情况下，这些钢在需要轻度耐腐蚀性的地方有许多有用的一般应用。 此外，在硬化和轻微回火条件下，由于碳含量较高，可能会产生约 1,600 MPa (230 ksi) 的抗拉强度，但延展性会降低。

马氏体不锈钢的一个常见示例是 X46Cr13。

与奥氏体不锈钢不同，马氏体不锈钢可以使用磁粉探伤法进行无损检测。

马氏体不锈钢，根据其碳含量，通常用于泵、阀门和船轴的耐腐蚀性和高强度。

它们的耐磨性还用于餐具、医疗工具（手术刀、剃须刀和内部夹具）、滚珠轴承、剃须刀刀片、聚合物注塑模具以及自行车和摩托车的制动盘。