化学成分与不锈钢相组成的关系

五、化学成分与不锈钢相组成的关系——Schaeffler图的应用

如前所述，不锈钢基本组成元素有碳、铬、镍，有的还加入钼、铜、氮等合金元素。碳和合金成分的含量、种类与不锈钢的相组织构成有着密切的关系。判定某一具体成分的不锈钢会具有何种组织结构，一种较简单的方法是借助于Schaeffler图。这个图可以比较近似地表示出不锈钢化学成分与具有的金相组织之间的关系。这个图最初是为了估算不锈钢焊缝金属组织而制订的，后来推广到可变形的不锈钢中。建立这个图时，通常把存在于不锈钢中的合金元素分为稳定奥氏体的元素和稳定铁素体的元素，并把它们的相应作用程度按重量百分数表示出来，即折合成铬当量和镍当量的形式。这种当量可以用公式计算出来。Schaeffler图出现后，在实践中不断地被修改完善，图1－1便是一个常见的、基本形式的Schaeffler图。

使用这个图时，所用的铬当量和镍当量计算分别见公式1－1和公式1－2。

铬当量:Cr eq=Cr%+Mo%+1. 5×Si%+0. 5×Nb%　　1－1

镍当量:Ni e q=Ni%+ 3 0×C%+ 0. 5×Mn%　　　　　 1－2

图1－1　Schaeffler图

例如:某一炉号钢的化学成分如表1－1所示，估算其相组成。

表1－1　化学成分(质量%)

按公式1－1计算铬当量:

Creq= 23.00+ 1.10+ 1.5×0.60= 25.00

按公式1－2计算镍当量:

Nieq=5.50+30×0.07+ 0.5×0.80=8.00

按图1－1可估算，当Creq= 25.00(横坐标)、Nieq= 8.00(纵坐标)时，该钢具有70%左右的铁素体，30%左右的奥氏体。属铁素体－奥氏体双相不锈钢。

不同研究者还考虑其他合金元素对组织的影响情况，对Schaeffler图作出修订，不同资料可能提供不同形式的相图，所以，使用这类相图时，应注意使用条件和铬当量、镍当量的计算方法。