随着科技的进步，对于某些特定场合下应用的不锈钢提出了新的性能要求。比如追求一体化的特种电机，在设计时将转轴和铁芯合为一体，省去了硅钢片和铜制压环等零件，这有利于提高电机结构的可靠性，但却对转子铁芯材料提出新的要求，要求材料既具有较好的力学性能以传递扭矩，同时要有良好的磁学性能和电学性能，从而降低涡流损耗，提高电机总体效率。
1Cr17Ni1铁素体-马氏体双相不锈钢是在1Cr17Ni2马氏体不锈钢的基础上发展起来的，因其具有较好的强韧性结合通常作为主轴材料使用，但其电阻率较低，如若应用在较强电磁场中会在其内部产生涡流发热，影响机械稳定性。
Si和Al作为合金元素加入到碳钢中能够显著提高碳钢的电阻率和磁导率，这一点已经达到共识，但Si、Al的加入对钢的力学性能会造成破坏。由于不锈钢与碳钢成分上存在较大差异，Si和Al对不锈钢电阻率和力学性能的影响还需进一步探索，如何通过Si、Al的合金化实现不锈钢电阻率与力学性能的良好结合是本文研究的主要目的。本实验在1Cr17Ni1的基础上添加不同含量的Si和Al元素，研究了这两种元素的添加在提高原双相不锈钢电阻率的同时对组织和力学性能的影响，为高质量新品种应用于电磁场合不锈钢的开发提供参考依据。
实验合金以工业纯铁、金属铬、电解镍、结晶硅、铝锭等为原料，采用ZG-25型真空感应电炉熔炼了5种合金，合金成分如表1所示。铸锭经切去冒口、车去表皮后改锻为Φ16mm的棒材，将棒材在箱式电阻炉中进行1000℃×1h油淬+620℃×2h油冷的淬火回火处理。按GB/T228-2002制备拉伸试样，在WDW-300型微机控制电液伺服万能试验机上进行拉伸试验，拉伸速度0.03mm/s。电阻率用HZ2522数字灵敏微欧表测定。用MATLAB图像分析软件计算马氏体量。
表1 实验用钢的化学成分(质量分数，%)
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试样编号 |
C |
Cr |
Ni |
Mn |
P |
S |
Al |
Si |
Fe |
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1# |
0.07 |
15.88 |
0.96 |
0.06 |
0.012 |
0.005 |
- |
- |
余量 |
|
2# |
0.09 |
16.02 |
1.07 |
0.08 |
0.012 |
0.006 |
- |
1.15 |
余量 |
|
3# |
0.09 |
15.67 |
1.27 |
0.04 |
0.012 |
0.004 |
- |
2.05 |
余量 |
|
4# |
0.06 |
15.73 |
1.10 |
0.04 |
0.012 |
0.006 |
0.94 |
- |
余量 |
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5# |
0.10 |
15.84 |
1.22 |
0.06 |
0.012 |
0.005 |
0.96 |
1.16 |
余量 |
当铁素体-马氏体双相不锈钢中马氏体含量较高(≥36%)时，钢的强度主要受马氏体量的影响，Si和Al均可改变相变点从而调节组织中马氏体量，并且Al的作用比Si强烈；当马氏体含量较低(≤8%)时，Si和Al对钢强度的影响主要是固溶强化作用。电阻率随加入Si和Al总量的增多而增大，加入2%Si可使实验钢电阻率提高62.3%，并且添加2%Si后材料的强度虽有所下降，但塑性显著提高，表现为较好的强韧性结合。（榕霖）
