铁素体不锈钢的力学性能及优化方案

如前几节所述，在设计、制造过程中铁素体不锈钢要求从熔点到室温全是铁素体组织。这样一般就不能通过奥氏体转变成马氏体的相变来强化；或者因为生成的马氏体含量太少，而实质上起不了强化作用。通过固溶强化，特别是碳和氮的固溶可以使强度略有增加，这个效应只是在高铬的钢中才显露，因为在其中增加碳和氮不会促使生成马氏体。各种析出反应也用来强化铁素体不锈钢，然而这些热处理一般会导致脆化、降低韧度或二者兼有之。因而在实践中能够实实在在强化铁素体不锈钢而广泛使用的方法还是冷作硬化^[1-3]。

大部分轧制的铁素体不锈钢产品是以退火或热轧状态供货。表5-5列出了表5-1中的铁素体不锈钢板材和薄板的性能。这些数据是材料在指定温度范围内退火，然后空冷或者水淬至室温得到的性能的代表值。由表5-2所列的铁素体不锈钢填充金属材料得到的焊缝金属性能列于表5-6。

图5-8 铬和间隙元素含量对Fe-Cr合金冲击韧度的影响

○—高韧度●—低韧度（引自Binder和Spendelow^[28]，ASM国际授权）

表5-5 轧制铁素体不锈钢力学性能要求值

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①包括S40910、S40920和S40930。

②HRC值。

表5-6 铁素体不锈钢填充金属力学性能要求

①760～790℃（1400～1450℉）保温2h，炉冷[速度不超过55℃（100℉）/h]至595℃（1100℉），然后空冷至室温。

②AWS A5.9不规定焊丝和焊棒的力学性能。