所謂鐵素體,是指鐵和其它元素形成的體心立方晶格結(jié)構(gòu)的固溶體。對一般鋼來說,通常是指碳和其它元素在α鐵中的間隙固溶體,也稱作α相(磁性相)。從無碳Fe-Cr二元平衡相圖可以確定,當鉻含量超過12%的不銹鋼,加熱直至熔點均為鐵素體(α相)組織,不會發(fā)生奧氏體相變,從而不能通過淬火熱處理來強化。鐵素體型不銹鋼一般不含鎳,主要合金元素是鉻。這種鋼含有相當?shù)偷奶迹€常含有如鋁等鐵素體形成元素,可以保證鋼的組織主要是鐵素體。其鉻含量一般在12~30%范圍內(nèi);碳含量較低,大多數(shù)低于0.12%C,一般不超過0.25%C。
鐵素體型不銹鋼具有良好的抗氧化性介質(zhì)(包括高溫氧化在內(nèi))均勻腐蝕的能力。因含鉻量高,總體看比馬氏體型不銹鋼耐蝕性強。同鉻含量相當?shù)你t鎳奧氏體型不銹鋼相近,但對非氧化性介質(zhì)則較差,添加鉬等有所改善,并提高熱強性能。
鐵素體型不銹鋼同馬氏體型共屬鉻系不銹鋼,是發(fā)展較早的不銹鋼類。但是,由于普通鐵素體型,尤其是高鉻(≥16%Cr)鐵素體不銹鋼存在室溫脆性、焊后韌性和耐蝕性顯著降低等缺點,長期以來其應(yīng)用受到很大限制。自60年代以來,由于廣泛使用的18-8奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕破裂事故的大量出現(xiàn)和鎳價格的上漲,耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)良且一般不含鎳的鐵素體不銹鋼重新引起重視。對其進行了深入的研究,并研制出一批焊接與加工性能較好的耐蝕材料。尤其是1969年以后,由于采用電子束爐或大型真空感應(yīng)爐等特種冶煉方法和爐外精煉新工藝技術(shù),工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)高純級和低碳氮、超低碳氮鐵素體不銹鋼成為現(xiàn)實。這是鐵素體型不銹鋼發(fā)展史上的重大突破和轉(zhuǎn)折。
近20年來,鐵素體不銹鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用獲得了迅速發(fā)展,新牌號不斷涌現(xiàn)。
鐵素體型不銹鋼可分為普通類和高純類,按鉻含量又可分為低鉻和高鉻類。