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wahtover00 2008-03-15 10:25

不锈钢知识

以前一直是从这里不停的索取
今天我在网上搜索不锈钢的知识,发现挺难找的。
把我找到的发给大家分享,希望有助于大家。
不鏽鋼知識

不鏽鋼定義

在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不鏽鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不鏽鋼所固有的表面性能,使用於多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不鏽鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-鉻鎳鋼等高合金鋼。
從金相學角度分析,因為不鏽鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。
為了保持不鏽鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
不鏽鋼種類:
不鏽鋼可以按用途、化學成分及金相組織來大體分類。
以奧氏體系類的鋼由18%鉻-8%鎳為基本組成,各元素的加入量變化的不同,而開發各種用途的鋼種。
以化學成分分類:
①. CR系列:鐵素體系列、馬氏體系列
②. CR-NI系列:奧氏體系列,異常系列,析出硬化系列。
以金相組織的分類:
①. 奧氏體不鏽鋼
②. 鐵素體不鏽鋼
③. 馬氏體不鏽鋼
④. 雙相不鏽鋼
⑤. 沉澱硬化不鏽鋼

不鏽鋼的標識方法

鋼的編號和表示方法
①用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成份,用阿拉伯字母來表示成份含量:
如:中國、俄國 12CrNi3A
②用固定位數數字來表示鋼類系列或數字;如:美國、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
我國的編號規則
①採用元素符號
②用途、漢語拼音,平爐鋼:P、 沸騰鋼:F、 鎮靜鋼:B、甲類鋼:A、T8:特8、
GCr15:滾珠
◆合結鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi 60SiMn、(用萬分之几表示C含量)
◆不鏽鋼、合金工具鋼(用千分之几表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即
0.1%C),不鏽 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如0Cr17Ni13Mo
國際不鏽鋼標示方法
美國鋼鐵學會是用三位數字來標示各種標準級的可鍛不鏽鋼的。其中:
①奧氏體型不鏽鋼用200和300系列的數字標示,
②鐵素體和馬氏體型不鏽鋼用400系列的數字表示。例如,某些較普通的奧氏體不鏽鋼
是以201、 304、 316以及310為標記,
③鐵素體不鏽鋼是以430和446為標記,馬氏體不鏽鋼 是以410、420以及440C為標
記,雙相(奧氏體-鐵素體),
④不鏽鋼、沉澱硬化不鏽鋼以及含鐵量低於50%的高合金通常是採用專利名稱或商標命名。
4).標準的分類和分級
4-1分級:
①國家標準GB
②行業標準YB
③地方標準
④企業標準Q/CB
4-2 分類:
①產品標準
②包裝標準
③方法標準
④基礎標準
4-3 標準水平(分三級):
Y級:國際先進水平
I級:國際一般水平
H級:國內先進水平
4-4國標
GB1220-84 不鏽棒材(I級)
GB4241-84 不鏽焊接盤園(H級)
GB4356-84 不鏽焊接盤園(I級)
GB1270-80 不鏽管材(I級)
GB12771-91 不鏽焊管(Y級)
GB3280-84 不鏽冷板(I級)
GB4237-84 不鏽熱板(I級)
GB4239-91 不鏽冷帶(I級)

不鏽鋼專業名詞

通俗地說,不鏽鋼就是不容易生鏽的鋼,實際上一部分不鏽鋼,既有不鏽性,又有耐酸性(耐蝕性)。不鏽鋼的不鏽性和耐蝕性是由於其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不鏽性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生鏽到不易生鏽,從不耐蝕到耐腐蝕。不鏽鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不鏽鋼;按主要化學成分分類,基本上可分為鉻不鏽鋼和鉻鎳不鏽鋼兩大系統;按用途分則有耐硝酸不鏽鋼、耐硫酸不鏽鋼、耐海水不鏽鋼等等,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不鏽鋼、耐應力腐蝕不鏽鋼、耐晶間腐蝕不鏽鋼等;按功能特點分類又可分為無磁不鏽鋼、易切削不鏽鋼、低溫不鏽鋼、高強度不鏽鋼等等。由於不鏽鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度範圍內的強韌性等系列特點,所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建筑裝飾等行業中獲取得廣氾的應用。

奧氏體不鏽鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不鏽鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素髮展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不鏽鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低於0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不鏽鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由於奧氏體不鏽鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣氾的應用。

鐵素體不鏽鋼:在使用狀態下以鐵素體組織為主的不鏽鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼具導熱係數大,膨脹係數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用於製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,因而限制了它的應用。爐外精鍊技術(AOD或VOD)的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣氾應用。

奧氏體--鐵素體雙相不鏽鋼:是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不鏽鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不鏽鋼的475℃脆性以及導熱係數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不鏽鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不鏽鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不鏽鋼。

馬氏體不鏽鋼:通過熱處理可以調整其力學性能的不鏽鋼,通俗地說,是一類可硬化的不鏽鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手朮器械。根據化學成分的差異,馬氏體不鏽鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不鏽鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉澱硬化不鏽鋼以及馬氏體時效不鏽鋼等。

不鏽鋼的物理化學機械特性
不鏽鋼的物理性能主要用以下幾方面來表示:
①.熱膨脹係數:因溫度變化而引起物質量度元素的變化。膨脹係數是膨脹-溫度曲線的斜率,瞬時膨脹係數是特定溫度下的斜率,兩個指定的溫度之間的平均斜率是平均熱膨脹係數。膨脹係數可以用體積或者是長度表示,通常是用長度表示。
②.密度:物質的密度是該物質單位體積的質量,單位是kg/m3或1b/in3。 
③.彈性模量:當施加力于單位長度稜住的兩端能引起物體在長度上的單位變化時,單位面積上所需的力稱為彈性模量。單位為1b/in3或N/m3。
④.電阻率:在單位長度立方體材料的兩對面之間測量的電阻,單位用Ω•m,μΩ•cm或(已廢的)Ω/(circular mil.ft)來表示。
⑤.磁導率:無量綱係數,表示物質易被磁化的程度,是磁感應強度與磁場強度之比。
⑥.熔化溫度範圍:確定合金開始凝固和凝固完了的溫度。
⑦.比熱: 單位質量的物質溫度改變1度所需要的熱量。在英制和CGs制中二者比熱的數值相同,因為熱量的單位(Biu或cal)取決于單位質量的水升高1度聽需的熱量。國際單位制中比熱的數值與英制或CGS制是不同的,因為能量的單位(J)是按不同的定義定的。比熱的單位是Btu(1b•0F)及J/(kg •k)。
⑧.熱導率:物質導熱的速率的量度。在單位截面積物質上建立單位長度上的1度的溫度梯度時,那麼熱導率定義為單位時間傳導的熱量,熱導率的單位為 Btu/(h•ft•0F)或w/(m •K)。
⑨.熱擴散率:是確定物質內部溫度前遷速率的一種性能,是熱導率對比熱和密度乘積的比值,熱擴散率單位以Btu/(h•ft•0F)或w/(m•k)表示。

不鏽鋼的性能與組織
目前已知的化學元素有100多種,在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對於人們在與腐蝕現象作長期鬥爭的實踐而形成的不鏽鋼這一特殊鋼系列來說,最常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對不鏽鋼的性能與組織影響最大的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素週期表中位於過渡族的元素。
實際上工業上應用的不鏽鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存於不鏽鋼這一個統一體中時,它們的影響要比單獨存在時複雜得多,因為在這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此不鏽鋼的組織決定于各種元素影響的總和。

1).各種元素對不鏽鋼的性能和組織的影響和作用
1-1.鉻在不鏽鋼中的決定作用:決定不鏽鋼性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不鏽鋼都含有一定數量的鉻。迄今為止,還沒有不含鉻的不鏽鋼。鉻之所以成為決定不鏽鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以後,促使其內部的矛盾運動向有利於抵抗腐蝕破坏的方面發展。這種變化可以從以下方面得到說明:

①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高

②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化
鈍化是由於陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構成金屬與合金鈍化的理論很多,主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。

1-2. 碳在不鏽鋼中的兩重性
碳是工業用鋼的主要元素之一,鋼的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式,在不鏽鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不鏽鋼中對組織的影響主要表現在兩方面,一方面碳是穩定奧氏體的元素,並且作用的程度很大(約為鎳的30倍),另一方面由於碳和鉻的親和力很大,與鉻形成—系列複雜的碳化物。所以,從強度與耐腐燭性能兩方面來看,碳在不鏽鋼中的作用是互相矛盾的。

認識了這一影響的規律,我們就可以從不同的使用要求出發,選擇不同含碳量的不鏽鋼。
例如工業中應用最廣氾的,也是最起碼的不鏽鋼——0Crl3~4Cr13這五個鋼號的標準含鉻量規定為12~14%,就是把碳要與鉻形成碳化鉻的因素考慮進去以後才決定的,目的即在於使碳與鉻結合成碳化鉻以後,固溶體中的含鉻量不致低於11.7%這一最低限度的含鉻量。
就這五個鋼號來說由於含碳量不同,強度與耐腐蝕性能也是有區別的,0Cr13~2Crl3鋼的耐腐蝕性較好但強度低於3Crl3和4Cr13鋼,多用於製造結構零件,后兩個鋼號由於含碳較高而可獲得高的強度多用於製造彈簧、刀具等要求高強度及耐磨的零件。又如為了克服18-8鉻鎳不鏽鋼的晶間腐蝕,可以將鋼的含碳量降至0.03%以下,或者加入比鉻和碳親和力更大的元素(鈦或鈮),使之不形成碳化鉻,再如當高硬度與耐磨性成為主要要求時,我們可以在增加鋼的含碳量的同時適當地提高含鉻量,做到既滿足硬度與耐磨性的要求,又兼顧—定的耐腐蝕功能,工業上用作軸承、量具與刃具有不鏽鋼9Cr18和9Cr17MoVCo鋼,含碳量雖高達0.85~0.95%,由於它們的含鉻量也相應地提高了,所以仍保証了耐腐蝕的要求。
總的來講,目前工業中獲得應用的不鏽鋼的含碳量都是比較低的,大多數不鏽鋼的含碳量在0.1~0.4%之間,耐酸鋼則以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大於0.4%的不鏽鋼僅占鋼號總數的一小部分,這是因為在大多數使用條件下,不鏽鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外,較低的含碳量也是出於某些工藝上的要求,如易於焊接及冷變形等。

1-3. 鎳在不鏽鋼中的作用是在與鉻配合后才發揮出來的
鎳是優良的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要達到24%;而只有含鎳27%時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構成不鏽鋼。但是鎳與鉻同時存在於不鏽鋼中時,含鎳的不鏽鋼卻具有許多可貴的性能。
基於上面的情況可知,鎳作為合金元素在不鏽鋼中的作用,在於它使高鉻鋼的組織發生變化,從而使不鏽鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。

1-4. 錳和氮可以代替鉻鎳不鏽鋼中鎳
鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多,但近几十年來由於鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強鋼的大量發展與應用,以及化學工業日益發展對不鏽鋼的需要量越來越大,而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區,因此在世界範圍內出現了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不鏽鋼與許多其他合金領域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強鋼等)中,特別是鎳 的資源比較缺乏的國家,廣氾地開展了節鎳和以其他元素代鎳的科學研究與生產實踐,在這方面研究和應用比較多的是以錳和氮來代替不鏽鋼與耐熱鋼中的鎳。
錳對於奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切一些,錳的作用不在於形成奧氏體,而是在於它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體的穩定性,抑制奧氏體的分解,使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面,錳的作用不大,如鋼中的 含錳量從0到10.4%變化,也不使鋼在空氣與酸中的耐腐蝕性能發生明顯的改變。這是因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大,形成的氧化膜的防護作用也很低,所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不鏽鋼使用。 錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一,即2%的氮在鋼中的作用也是穩定奧氏體,並且作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代鎳的低鎳不鏽鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在工業中獲得應用,有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不鏽鋼。

1-5.不鏽鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。

1-6.鉬和銅可以提高某些不鏽鋼的耐腐蝕性能。

1-7.其他元素對不鏽鋼的性能和組織的影響

以上主要的九種元素對不鏽鋼的性能和組織的影響,除這些元素對不鏽鋼性能與組織影響較大的元素以外,不鏽鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質元素,如硅、硫、磷等.也有的是為了某些特定的目的而加入的,如鈷、硼、硒、稀土元素等。從不鏽鋼的耐腐蝕性能這一主要性質來說,這些元素相對於已討論的九種元素,都是非主要方面的,雖然如此,但也不能完全忽略,因為它們對不鏽鋼的性能與組織同樣也發生影響。
硅是形成鐵素體的元素,在一般不鏽鋼中為常存雜質元素。
鈷作為合金元素在鋼中應用不多,這是因為鈷的價格高及其在其它方面(如高速鋼、硬質合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等)有著更重要的用途。在一般不鏽鋼中加鈷作合金元素的也不多,常用不鏽鋼如9Crl7MoVCo鋼(含1.2-1.8%鈷)加鈷,目的並不在於提高耐腐蝕性能而在於提高硬度,因為這種不鏽鋼的主要用途是製造切片機械刃具、剪刀及手朮刀片等。
硼:高鉻鐵素體不鏽鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0.005%硼,可使在沸騰的65%醋酸中的耐腐蝕性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奧氏體不鏽鋼的熱態塑性改善。少量的硼由於形成低熔點共晶體,使奧氏體鋼焊接時產生熱裂紋的傾向增大,但含有較多的硼(0.5~0.6%)時,反而可防止熱裂紋的產生。因為當含有0.5~0.6%的硼時,形成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點降低。熔池的凝固溫度低於半溶化區時,母材在冷卻時產生的張應力,由處於液態.固態的焊縫金屬承受,此時是不致引起裂縫的,即使在近縫區形成了裂紋,也可以為處於液態-固態的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不鏽鋼在原子能工業中有著特殊的用途。
磷:在一般不鏽鋼中都是雜質元素,但其在奧氏體不鏽鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣顯著,故含量可允許高一些,如有的資料提出可達0.06%,以利於冶煉控制。個別的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達0.06%(如2Crl3NiMn9鋼)以至0.08%(如Cr14Mnl4Ni鋼)。利用磷對鋼的強化作用,也有加磷作為時效硬化不鏽鋼的合金元素,PH17-10P鋼(含0.25%磷)乃PH-HNM鋼(含0.30磷)等。
硫和硒:在一般不鏽鋼中也是常有雜質元素。但向不鏽鋼中加0.2~0.4%的硫,可提高不鏽鋼的切削性能,硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不鏽鋼的切削性能,是因為它們降低不鏽鋼的韌性,例如一般18-8鉻鎳不鏽鋼的衝擊值可達30公斤/釐米2。含0.31%硫的18-8鋼(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的衝擊值為1.8公斤/平方釐米;含0。22%硒的18-8鋼(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的衝擊值為3.24公斤/平方釐米。硫與硒均降低不鏽鋼的耐腐蝕性能,所以實際應用它們作為不鏽鋼的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素應用於不鏽鋼,目前主要在於改善工藝性能方面。如向Crl7Ti鋼和Cr17Mo2Ti鋼中加少量的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不鏽鋼中加0.02~0.5%的稀土元素(鈰鑭合金),可顯著改善鍛造性能。曾有一種含19.5%鉻、23%鎳以及鉬銅錳的奧氏體鋼,由於熱加工工藝性能在過去只能生產鑄件,加稀土元素后則可軋製成各種型材。

2).按金相組織對不鏽鋼的分類及各類不鏽鋼的一般特點
按化學成分(主要是含鉻量)及用途,不鏽鋼分為不鏽與耐酸兩大類。工業上還按自高溫(900-1100度)加熱空氣冷卻后鋼的基體組織的類型對不鏽鋼進行分類,這是基於我們上面所討論的碳及合金元素對不鏽鋼組織影響的特點決定的。
工業上應用的不鏽鋼按金相組織可分為三大類:鐵素體不鏽鋼,馬氏體不鏽鋼,奧氏體不鏽鋼。可以把這三類不鏽鋼的特點歸納(如下表),但需要說明的是馬氏體不鏽鋼並不是都不可焊接,只是受某些條件的限制,如焊前應預熱焊后應作高溫回火等,而使焊接工藝比較複雜。實際生產中一些馬氏體不鏽鋼如1Cr13,2Cr13以及2Cr13與45鋼焊接還是比較多的。
不鏽鋼的分類、主要成分及性能比較
分類 大概成分 (%) 淬火性 耐蝕性 加工性 可焊接性 磁性
C Cr Ni
鐵素體系 0.35以下 16-27 - 無 佳 尚佳 尚可 有
馬氏體系 1.20以下 11-15 - 自硬性 可 可 不可 有
奧氏體系 0.25以下 16以上 7以上 無 優 優 優 無
以上分類僅是按鋼的基體組織分的,由於鋼中穩定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡,以及由於大量的鉻使平衡圖S點左移,工業中應用的不鏽鋼的組織除了上面講的三種基本類型以外,還有馬氏體—鐵素體,奧氏體-鐵素體,奧氏體-馬氏體等過渡型的復相不鏽鋼,以及具有馬氏體-碳化物組織的不鏽鋼。

2-1.鐵素體鋼
含鉻大於14%的低碳鉻不鏽鋼,含鉻大干27%的任何含碳量的鉻不鏽鋼,以及在上述成分基礎上再添加有鉬、鈦、鈮、硅、鋁、、鎢、釩等元素的不鏽鋼,化學成分中形成鐵素體的元素占絕對優勢,基體組織為鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀態下的組織為鐵素體,退火及時效狀態的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。
屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不鏽鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。

2-2.鐵素休-馬氏體鋼
這類鋼在高溫時為y+a(或δ)兩相狀態,快冷時發生y-M轉變,鐵素體仍被保留,常溫組織為馬氏體和鐵素體,由於成分及加熱溫度的不同,組織中的鐵素體量可在百分之几至几十的範圍內變化。0Crl3鋼,lCrl3鋼,鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼,Cr17Ni2鋼,Cr17wn4鋼,以及在ICrl3鋼基礎上發展起來的許多改型12%鉻熱強鋼(這類鋼也叫做耐熱不鏽鋼)中的許多鋼號,如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均屬干這一類。
鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強化,故可獲得較高的機械性能。但它們的機械性能與工藝性能在很大程度上受組織中鐵素體的含量及分布形態的影響。這類鋼按成分中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個系列。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質的能力,並且具有良好的減震性及較小的線膨脹係數;後者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當,但在一定程度上也保留著高鉻鐵素體鋼的某些缺點。

2-3.馬氏體鋼
這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區,但它們的y相僅在高溫時穩定,M點一般在3OO℃左右,故冷卻時轉變為馬氏體。
這類鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12%鉻熱強鋼,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不鏽鋼的機械性能、耐腐蝕性能、工藝性能與物理性能,均和含鉻12~14%的鐵素體-馬氏體不鏽鋼相近。由於組織中沒有游離的鐵素體,機械性能比上述鋼要高,但熱處理時的過熱敏感性較低。

2-4.馬氏體—碳化物鋼
Fe-C合金的並析點的含碳為0.83%,在不鏽鋼中由於鉻使S點左移,含12%鉻和大於0.4%碳的鋼(圖11-3),以及含18%鉻和大於0.3%碳的鋼(圖卜)3)均屬於過共析鋼。這類鋼在正常淬火溫度加熱,次生碳化物不能完全溶于奧氏體,因此淬火后的組織為馬氏體和碳化物組成。
屬於這一類的不鏽鋼牌號不多,卻是一些含碳比較高的不鏽鋼,如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo鋼等,含碳量偏上限的3Crl3鋼在較低的溫度下淬火,也可能出現這樣的組織。由於含碳量高,上述9Cr18等三個鋼號中雖含有較多的鉻,但其耐腐蝕性能僅與含12~14%鍺的不鏽鋼相當。這類鋼的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如切削工具、軸承、彈簧及醫療器械等。

2-5.奧氏體鋼
這類鋼含有較多擴大y區和穩定奧氏體的元素,在高溫時為均為y相,冷卻時由於Ms點在室溫以下,所以在常溫下具有奧氏體組織。 18-8, 18-12、25-20、20-25Mo等鉻鎳不鏽鋼,以錳代替部分鎳並加氮的低鎳不鏽鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬於這一類。
奧氏體不鏽鋼具有前已述及的許多優點,雖然機械性能也比較低,和鐵素體不鏽鋼—樣不能熱處理強化,但可以通過冷加工變形的方法,利用加工硬化作用提高它們的強度。 這類鋼的缺點是對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感,需通過適當地合金添加劑及工藝措施消除。

2-6.奧氏體-鐵素體鋼
這類鋼因擴大y區和穩定奧氏體元素的作用程度,不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織,因此為奧氏體-鐵素體復相狀態,其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的範圍內變化。
屬於這一類的不鏽鋼很多,如低碳的18-8鉻鎳鋼,加鈦、鈮、鉬的18-8鉻鎳鋼,特別是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,此外含鉻大於14~15%而碳低於0.2%的鉻錳不鏽鋼(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已獲得應用的大多數鉻錳氮不鏽鋼等。與純奧氏體不鏽鋼比較,這類鋼的優點很多,如屈服強度較高,抗晶間腐蝕的能力較高,應力腐蝕的敏感性低,焊接時產生熱裂紋的傾向小,鑄造流動性好等等。缺點是壓力加工性能較差,點腐蝕傾向較大,易產生c相脆性,在強磁場作用下表現出弱磁性等。所有這些優點和缺點均來源於組織中的鐵素體。

2-7.奧氏缽-馬氏體鋼
這類鋼的Ms點低於室溫,固溶處理以後為奧氏體組織,易於成形和焊接。通常可用兩種工藝方法使之發生馬氏體轉變。一是固溶處理以後經700~800度加熱,奧氏體因析出碳化鉻而轉變為介穩定狀態,Ms點升高至室溫以上,冷卻時轉變為馬氏體;二是固溶處理以後直接冷卻至Ms與Mf點之間,使奧氏體轉變為馬氏體。后一方法可獲得較高的耐腐蝕性能,但固溶處理以後至深冷的間隔時間不宜過久,否則會因奧氏體的陳化穩定作用而使深冷的強化效應降低。經上述處理以後鋼再經400~500度時效,使析出金屬間化合物進—步強化。這類鋼的典型鋼號有17Cr一7Ni一A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。這類鋼也稱為奧氏體-馬氏體時效不鏽鋼,並因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,還存在不同數量的鐵素體,故也稱為半奧氏體沉澱硬化不鏽鋼。
這類鋼是50年代後期發展和應用的新型不鏽鋼,它們總的特點是強度高(C可達100一150)及熱強性好,但由於含鉻量較低並在熱處理時有碳化鉻析出,因此耐腐蝕性能比標準的奧氏體不鏽鋼要低一些。也可以說這類鋼的高強度是在犧牲一部分耐腐蝕性能與其他性能(如非磁性)的情況下獲得的,目前這類鋼主要用於航空工業及火箭導彈生產方面,一般機械製造中應用尚不普遍,並且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的一個系列。

不鏽鋼的耐蝕性能

腐蝕的種類和定義

一種不鏽鋼可在許多介質中具有良好的耐蝕性,但在另外某種介質中,卻可能因化學穩定性低而發生腐蝕。所以說,一種不鏽鋼不可能對所有介質都耐蝕。 在眾多的工業用途中,不鏽鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看,除機械失效外,不鏽鋼的腐蝕主要表現在:不鏽鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。

金屬的腐蝕,按機理可分為特理腐蝕、化學腐蝕與電化學腐蝕三種。生活實際、工程實際中的金屬腐蝕,絕大多數都屬於電化學腐蝕。

應力腐蝕開裂(SCC):是指承受應力的合金在腐蝕性環境中由於烈紋的擴展而互生失效的一種通用朮語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發生于韌性高的材料中。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力(不論是殘餘應力還是外加應力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質存在。型紋的形成和擴展大致與拉應力方向垂直。這個導致應力腐蝕開裂的應力值,要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上,穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋,而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋,當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時(此處,承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力),則材料就按正常的裂紋(在韌性材料中,通常是通過顯微缺陷的聚合)而斷開。因此,由於應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面,將包含有應力腐蝕開裂的特征區域以及與已微缺陷的聚合相聯繫的“韌窩”區域。

點腐蝕:點腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散髮生高度的局部腐蝕,常見蝕點的尺寸小於1.00mm,深度往往大於表面孔徑,輕者有較淺的蝕坑,嚴重的甚至形成穿孔。

晶間腐蝕:晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城,因而,它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物(如碳化物和δ相)沉澱析出的有利區城。因此,在某些腐蝕介質中,晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕,大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種有選擇性的腐蝕破坏,它與一般選擇性腐蝕不同之處在於,腐蝕的局部性是顯微尺度的,而宏觀上不一定是局部的。

縫隙腐蝕:是指在金屬構件縫隙處發生斑點狀或潰瘍形的宏觀蝕坑,是局部腐蝕的一種形式,它可能發全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成,例如,在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、鬆動的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。

全面腐蝕:是用來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發生的腐蝕現象的朮語。當發生全面腐蝕時,村料由於腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。不鏽鋼在強酸和強碱中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題並不怎麼令人擔心,因為,這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。

均勻腐蝕:是指接觸腐蝕介質的金屬表面全部產生腐蝕的現象。根據不同的使用情況對耐蝕提出不同的指標要求,一般可分為兩大類:

1. 不鏽鋼 指在大氣及弱腐蝕介質中耐蝕的鋼。腐蝕速率小於0.01mm/年的,認為是"完全耐蝕";腐蝕速率小於0.1mm/年的,認為是"耐蝕"的。

2. 耐蝕鋼 指在各種強烈腐蝕介質中能耐蝕的鋼。

2.各種不鏽鋼的耐腐蝕性能

304 是一種通用性的不鏽鋼,它廣氾地用於製作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設備和機件。

301 不鏽鋼在形變時呈現出明顯的加工硬化現象,被用於要求較高強度的各種場合。

302 不鏽鋼實質上就是含碳量更高的304不鏽鋼的變種,通過冷軋可使其獲得較高的強度。

302B 是一種含硅量較高的不鏽鋼,它具有較高的抗高溫氧化性能。

303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不鏽鋼,用於主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不鏽鋼也用於製作需要熱鐓的機件,因為在這類條件下,這種不鏽鋼具有良好的可熱加工性。

304L 是碳含量較低的304不鏽鋼的變種,用於需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導致不鏽鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。

304N 是一種含氮的不鏽鋼,加氮是為了提高鋼的強度。

305和384 不鏽鋼含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用於對冷成型性要求高的各種場合。

308 不鏽鋼用於製作焊條。

309、310、314及330 不鏽鋼的鎳、鉻含量都比較高,為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不鏽鋼的變種,所不同者只是碳含量較低,為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至最少。330不鏽鋼有著特別高的抗滲碳能力和抗熱震性.

316和317 型不鏽鋼含有鋁,因而在海洋和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于304不鏽鋼。其中,316型不鏽鋼由變種包括低碳不鏽鋼316L、含氮的高強度不鏽鋼316N以及合硫量較高的易切削不鏽鋼316F。

321、347及348 是分別以鈦,鈮加鉭、鈮穩定化的不鏽鋼,適宜作高溫下使用的焊接構件。348是一種適用於核動力工業的不鏽鋼,對鉭和鑽的合量有著一定的限制。

表面加工等級、特征及用途

原面:NO.1 熱軋后施以熱處理及酸洗處理的表面。一般用於冷軋材料,工業用槽罐、化學工業裝置等,厚度較厚由2.0MM-8.0MM。

鈍面:NO.2D 冷軋後經熱處理、酸洗者,其材質柔軟,表面呈銀白色光澤,用於深沖壓加工,如汽車構件、水管等。

霧面:NO.2B 冷軋後經熱處理、酸洗,再以精軋加工使表面為適度之光亮者。由於表面光滑,易於再研磨,使表面更加光亮,用途廣氾,如餐具、建材等。採用改善機械性能的表面處理后,幾乎滿足所有用途。

粗砂NO.3 用100-120號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋。用於建筑內外裝飾材料、電器產品及廚房設備等。

細砂:NO.4 用粒度150-180號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋,條紋比 NO.3細。用於浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。

#320 用320號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋,條紋比 NO.4細。用於浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。

毛絲面HAIRLINE:HL NO.4經適當粒度拋光砂帶的連續研磨生成研磨花紋的產品(細分 150-320號)。主要用於建筑裝飾,電梯,建筑物的門、面板等。

亮面:BA 經冷軋后施以光亮退火,並經過平整得到的產品。表面光澤度極好,有很高的反射率。如同鏡面的表面。用於家電產品、鏡子、廚房設備、裝飾材料等。

產品特性及用途

SUS304:具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械性能,沖壓彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象,無磁性。廣氾用於家庭用品(1、2類餐具)、櫥櫃、室內管線、熱水器、鍋爐、浴缸、汽車配件、醫療器具、建材、化學、食品工業、農業、船舶部件。

SUS304L:奧氏體基本鋼種,用途最為廣氾;耐蝕性和耐熱性優良;低溫強度和機械性能優良;單相奧氏體組織,無熱處理硬化現象(無磁性,使用溫度-196--800℃)。

SUS304Cu:以17Cr-7Ni-2Cu為基本組成的奧氏不鏽鋼;成形性優良,特別是拔絲和抗時效裂紋性好;--耐腐蝕性與304相同。

SUS316: 耐蝕性和高溫強度特別好,可在苛刻的條件下使用,加工硬化性好,無磁性。適於海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生產設備、照相、食品工業、沿海設施

SUS316L:鋼中添加Mo(2-3%),故耐蝕性和高溫強度優良;SUS316L含碳量比SUS316低,因此,抗晶間腐蝕性比SUS316優良;高溫蠕變強度高。可在苛刻的條件使用,加工硬化性好,無磁性。 適於海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生產設備、照相、食品工業、沿海設施

SUS321:在304鋼中添加Ti,故抗晶間腐蝕性優良;高溫強度和高溫抗氧性優良;成本高,加工性比SUS304差。耐熱材料、汽車、飛行器排氣管管路,鍋爐爐蓋、管道,化學裝置、熱交換器.

SUH409H: 加工性能、焊接性能良好,高溫抗氧化性能良好,能夠承受的溫度範圍從室溫直到575℃。廣氾用於汽車尾氣排氣系統。

SUS409L:控制鋼中的C和N含量,故焊接性、成形性和耐蝕性優良;含11%Cr,高溫和常溫下為具有BCC結構的鐵素體不鏽鋼;因填了Ti,750℃以下有空氧化性和耐蝕性。

SUS410:馬氏體代表鋼種,強度高,硬度高(有磁性);抗腐蝕性差,不適合於嚴重腐蝕環境下使用;含C量低,加工性好,通過熱處理可使表面硬化。

SUS420J2:馬氏體代表鋼種,強度高,硬度高(有磁性);耐腐蝕性差,加工成形性差,耐磨性好;能夠進行熱處理改善機械性能。廣氾用於加工刀具、管嘴、閥門、板尺、餐具。

SUS430:熱膨脹率低,成型型及耐氧化性好 適用於耐熱器具、燃燒器、家電產品、2類餐具、廚房洗滌槽。價格低,加工性好是理想的SUS304的替代品;抗英里腐蝕性好,典型的非熱處理硬化性鐵素體系不鏽鋼。

不鏽鋼的物理性能、力學性能和耐熱性能

不鏽鋼的物理性能

不鏽鋼和碳鋼的物理性能數據對比,碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不鏽鋼,而略低於奧氏體型不鏽鋼;電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不鏽鋼排序遞增;線膨脹係數大小的排序也類似,奧氏體型不鏽鋼最高而碳鋼最小;碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不鏽鋼有磁性,奧氏體型不鏽鋼無磁性,但其冷加工硬化生成成氏體相變時將會產生磁性,可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復其無磁性。

奧氏體型不鏽鋼與碳鋼相比,具有下列特點:

1)高的電陰率,約為碳鋼的5倍。

2)大的線膨脹係數,比碳鋼大40%,並隨著溫度的升高,線膨脹係數的數值也相應地提高。

3)低的熱導率,約為碳鋼的1/3。

不鏽鋼的力學性

不論不鏽鋼板還是耐熱鋼板,奧氏體型的鋼板的綜合性能最好,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,這也是它們被廣氾採用的原因之一。奧氏體型不鏽鋼同絕大多數的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80°C範圍內增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其衝擊韌度減少緩慢,並不存在脆性轉變溫度。所以不鏽鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。

不鏽鋼的耐熱性能

耐熱性能是指高溫下,既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性,同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。

不鏽鋼國際標準標準

標準 標準名

GB 中華人民共和國國家標準(國家技術監督局)

KS 韓國工業標準協會規格Korean Standard

AISI 美國鋼鐵協會規格America Iron and Steel Institute

SAE 美國汽車技術者協會規格Society of Automative Engineers

ASTM 美國材料試驗協會規格American Society for Testing and Material

AWS 美國焊接協會規格American Welding Society

ASME 美國機械技術者協會規格American Society of Mechanical Engineers

BS 英國標準規格British Standard

DIN 德國標準規格Deutsch Industria Normen

CAS 加拿大標準規格Canadian Standard Associatoin

API 美國石油協會規格American Petroleum Association

KR 韓國船舶協會規格Korean Resister of Shipping

NK 日本省事協會規格Hihon Kanji Koki

LR 英國船舶協會規格Llouds Register of Shipping

AB 美國艦艇協會規格American Bureau of Shipping

JIS 日本工業標準協會規格Japanese Standard


世界各國不鏽鋼標準鋼號對照表

中國
GB1220-92[84]
GB3220-92[84] 日本
JIS 美國
AISI
UNS 英國
BS 970 Part4
BS 1449 Part2 德國
DIN 17440
DIN 17224 法國
NFA35-572
NFA35-576~582
NFA35-584
1Cr17Mn6Ni5N SUS201 201 -- -- --
1Cr18Mn8Ni5N SUS202 202 -- -- --
-- -- S20200 284S16 -- --
2Cr13Mn9Ni4 -- -- -- -- --
1Cr17Ni7 SUS301 301 -- -- --
-- -- S30100 301S21 X12CrNi177 Z12CN17.07
1Cr17Ni8 SUS301J1 -- -- X12CrNi177 --
1Cr18Ni9 SUS302 302 302S25 X12CrNi188 Z10CN18.09
1Cr18Ni9Si3 SUS302B 302B -- -- --
Y1Cr18Ni9 SUS303 303 303S21 X12CrNiS188 Z10CNF18.09
Y1Cr18Ni9Se SUS303Se 303Se 303S41 -- --
0Cr18Ni9 SUS304 304 304S15 X2CrNi89 Z6CN18.09
00Cr19Ni10 SUS304L 304L 304S12 X2CrNi189 Z2CN18.09
0Cr19Ni9N SUS304N1 304N -- -- Z5CN18.09A2
00Cr19Ni10NbN SUS304N XM21 -- -- --
00Cr18Ni10N SUS304LN -- -- X2CrNiN1810 Z2CN18.10N
1Cr18Ni12 SUS305 S30500 305S19 X5CrNi1911 Z8CN18.12
[0Cr20Ni10] SUS308 308 -- -- --
0Cr23Ni13 SUS309S 309S -- -- --
0Cr25Ni20 SUS310S 310S -- -- --
0Cr17Ni12Mo2N SUS315N 316N,S31651 -- -- --
0Cr17Ni12Mo2 SUS316 316 316S16 X5CrNiMo1812 Z6CND17.12
00Cr17Ni14Mo2 SUS316L 316L 316S12 X2CrNiMo1812 Z2CND17.12
0Cr17Ni12Mo2N SUS316N 316N -- -- --
00Cr17Ni13Mo2N SUS316LN -- -- X2CrNiMoN1812 Z2CND17.12N
0Cr18Ni12Mo2Ti -- -- 320S17 X10CrNiMo1810 Z6CND17.12
0Cr18Ni14Mo2Cu2 SUS316J1 -- -- -- --
00Cr18Ni14Mo2Cu2 SUS316J1L -- -- -- --
0Cr18Ni12Mo3Ti -- -- -- -- --
1Cr18Ni12Mo3Ti -- -- -- -- --
0Cr19Ni13Mo3 SUS317 317 317S16 -- --
00Cr19Ni13Mo3 SUS317L 317L 317S12 X2CrNiMo1816 --
0Cr18Ni16Mo5 SUS317J1 -- -- -- --
0Cr18Ni11Ti SUS321 321 -- X10CrNiTi189 Z6CNT18.10
1Cr18Ni9Ti -- -- -- -- --
0Cr18Ni11Nb SUS347 347 347S17 X10CrNiNb189 Z6CNNb18.10
0Cr18Ni13Si4 SUSXM15J1 XM15 -- -- --
0Cr18Ni9Cu3 SUSXM7 XM7 -- -- Z6CNU18.10
1Cr18Mn10NiMo3N -- -- -- -- --
1Cr18Ni12Mo2Ti -- -- 320S17 X10CrNiMoTi1810 Z8CND17.12
00Cr18Ni5Mo3Si2 -- S31500 -- 3RE60(瑞典) --
0Cr26Ni5Mo2 SUS329J1 -- -- -- --
1Cr18Ni11Si4AlTi -- -- -- -- --
1Cr21Ni5Ti -- -- -- -- --
0Cr13 SUS410S S41000 -- X7Cr13 Z6C13
1Cr13 SUS410 410 410S21 X10Cr13 Z12Cr13
2Cr13 SUS420J1 420 420S29 X20Cr13 Z20Cr13
-- -- S4200 420S27 -- --
3Cr13 SUS420J2 -- 420S45 -- --
3Cr13Mo -- -- -- -- --
3Cr16 SUS429J1 -- -- -- --
1Cr17Ni2 SUS431 431 431S29 X22CrNi17 Z15CN-02
7Cr17 SUS440A 440A -- -- --
11Cr17 SUS440C 440C -- -- --
8Cr17 SUS440B 44013 -- -- --
1Cr12 -- -- -- -- --
4Cr13 SUS420J2 -- -- X4DCr13 Z40C13
9Cr18 SUS440C 440C -- X105CrMo17 Z100CD17
9Cr18Mo SUS440C 440C -- -- --
9Cr18MoV SUS440B 440B -- X90CrMoV18 Z6CN17.12
0Cr17Ni4Cu4Nb SUS630 630 -- -- --
0Cr17Ni7Al SUS631 631 -- -- --
-- -- S17700 -- X7CrNiAl177 Z8CNA17.7
0Cr15Ni7Mo2Al -- 632 -- -- --
-- -- S15700 -- -- Z8CND15.7
00Cr12 SUS410 -- -- -- --
0Cr13Al[00Cr13Al] SUS405 405 -- -- --
-- -- S40500 405S17 X7CrAl13 Z6CA13
1Cr15 SUS429 429 -- -- --
1Cr17 SUS430 430 -- -- --
-- -- S43000 430S15 X8Cr17 Z8C17
[Y1Cr17] SUS430F 430F -- -- --
-- -- S43020 -- X12CrMoS17 Z10CF17
00Cr17 SUS430LX -- -- -- --
1Cr17Mo SUS434 434 -- -- --
-- -- S43400 434S19 X6CrMo17 Z8CD17.01
00Cr17Mo SUS436L -- -- -- --
00Cr18Mo2 SUS444 -- -- -- --
00Cr27Mo SUSXM27 XM27 -- -- --
-- -- S44625 -- -- Z01CD26.1
00Cr30Mo2 SUS447J1 -- -- -- --
1Cr12 SUS403 403,S40300 403S17 -- --
1Cr13Mo SUS410J1 -- -- -- --

316和316L不鏽鋼

316和317不鏽鋼(317不鏽鋼的性能見后)是含鉬不鏽鋼種。317不鏽鋼中的鉬含量略高明于316不鏽鋼.由於鋼中鉬,該鋼種總的性能優于310和304不鏽鋼,高溫條件下,當硫酸的濃度低於15%和高于85%時,316不鏽鋼具有廣氾的用途。316不鏽鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能,所以通常用於海洋環境。

316L不鏽鋼的最大碳含量0.03,可用於焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中。
耐腐蝕性:耐腐蝕性能優于304不鏽鋼,在漿和造紙的生產過程中具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不鏽鋼還耐海洋和侵蝕性工業大氣的侵蝕。

耐熱性:在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續使用中,316不鏽鋼具有好的耐氧化性能:在800-1575度的範圍內,最好不要連續作用316不鏽鋼,但在該溫度範圍以外連續使用316不鏽鋼時,該不鏽鋼具有良好的耐熱性。316L不鏽鋼的耐碳化物析出的性能比316不鏽鋼更好,可用上述溫度範圍。

熱處理:在1850-2050度的溫度範圍內進行退火,然後迅速退火,然後迅速冷卻。316不鏽鋼不能過熱處理進行硬化。

焊接:316不鏽鋼具有良好的焊接性能。可採用所有標準的焊接方法進行焊接。焊接時可根據用途,分別採用316Cb、316L或309Cb不鏽鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能,316不鏽鋼鋼的焊接斷面需要進行焊後退火處理。如果使用316L不鏽鋼,不需要進行焊後退火處理。

典型用途:紙漿和造紙用設備熱交換器、染色設備、膠片沖洗設備、管道、沿海區域建筑物外部用材料。

不鏽鋼加工及施工

Drawing深加工:易產生磨擦熱量所以使用耐壓、耐熱性高不鏽鋼種同時成型加工結束后應除掉表面附著的油。

焊接:焊接之前應徹底除掉有害于焊接的鏽 、油、水份、油漆等,選定適合鋼種的焊條。點焊時間距比碳鋼點焊間距短,除掉焊渣時應使用不鏽鋼刷。焊完以後,為了防止局部腐蝕或強度下降,應對表面進行研磨處理或清洗。

切斷以及沖壓:由於不鏽鋼比一般材料強度高,所以沖壓以及剪切時需要更高的壓力,而刀與刀間隙準確時才能不發生切變不良和加工硬化,最好採用等離子或激光切斷,當不得不採用氣割或電弧切斷時,對熱影響區進行研磨以及必要進行熱處理。

折彎加工:簿板可以折彎到180,但為了減少彎面的裂紋同半徑大小最好2倍板厚的,厚板沿壓延方向時給2倍板厚半徑,與壓延垂直方向彎曲時給4倍板厚的半徑是有必要的,特別是在焊接時,為了防止加工開裂應對焊接區進行表面研磨。

施工以及施工注意點
為了防止施工時產生划傷以及污染物附著,貼膜狀態下進行不鏽鋼施工。但是隨著時間的延長,粘貼液的殘留按照貼膜使用期限,施工以後除掉貼膜時應進行表面洗滌,並使用專用不鏽鋼工具,與一般鋼清潔公用工具時,為了不讓鐵屑粘著應進行清掃。
  應注意不讓具有很強腐蝕性的磁性以及石奢清潔用藥物接觸到不鏽鋼表面,若接觸時應立即進行洗滌。施工建設結束后應用中性洗滌劑以及水洗滌表面附著的水泥、粉灰等到物。

不鏽鋼保管和運輸

保管:保管時應注意水分、灰塵、油、潤滑油等,以及表面發生鏽 ,或者焊接不良耐蝕性下降。
貼膜和鋼板基體之間浸入水分時,腐蝕速度反而比沒貼膜時情況還要快。倉庫保管時應放在乾淨、乾燥易通風處,保持原來的包裝狀態,貼膜的不鏽鋼應避免直射光線,貼膜應週期性做檢查,要是貼膜變質(貼膜壽命6個月)應立即替換,加墊紙時包裝材料若浸濕,為防止表面腐蝕應立即除掉墊紙。

運輸:運輸時為了避免表面划傷得用橡膠或枕木,盡可能採用不鏽鋼保護專用材,為避免指紋產生的表面污染,操作時應帶手套。

不鏽鋼為什麼也生鏽?

不鏽鋼為什麼也生鏽? 當不鏽鋼管表面出現褐色鏽斑(點)的時候,人們大感驚奇:認為 “不鏽鋼是不生鏽的,生鏽就不是不鏽鋼了,可能是鋼質出現了問題”。 其實,這是對不鏽鋼缺乏瞭解的一種片面的錯誤看法。不鏽鋼在一定的 條件下也會生鏽的。

不鏽鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不鏽性,同時也具有在含酸、碱、鹽的介質中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是 隨其鋼質本身化學組成、加互狀態、使用條件及環境介質類型而改變的。 如304鋼管,在乾燥清潔的大氣中,有絕對優良的抗鏽蝕能力,但將它移到海濱地區,在含有大量鹽份的海霧中,很快就會生鏽了;而316鋼管則表現良好。因此,不是任何一種不鏽鋼,在任何環境下都能耐腐蝕, 不生鏽的。

不鏽鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩定的富鉻氧化膜(防護膜),防止氧原子的繼續滲入、繼續氧化,而獲得抗鏽蝕的能力。一旦有某種原因,這種薄膜遭到了不斷地破坏,空氣或液體中氧原 子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏鬆的氧化鐵,金 屬表面也就受到不斷地鏽蝕。這種表面膜受到破坏的形式很多,日常生 活中多見的有如下幾種:

1.不鏽鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附 著物,在潮濕的空氣中,附著物與不鏽鋼間的冷凝水,將二者連成一個 微電池,引發了電化學反應,保護膜受到破坏,稱之謂電化學腐蝕。

2.不鏽鋼表面粘附有機物汁液(如瓜菜、面湯、痰等),在有水氧 情況下,構成有機酸,長時間則有機酸對金屬表面的腐蝕。

3.不鏽鋼表面粘附含有酸、碱、鹽類物質(如裝修牆壁的碱水、石 灰水噴濺),引起局部腐蝕。

4.在有污染的空氣中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣 ),遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液點,引起化學腐蝕。

以上情況均可造成不鏽鋼表面防護膜的破坏引發鏽蝕。所以,為確保金屬表面永久光亮,不被鏽蝕,我們建議:

1.必須經常對裝飾不鏽鋼表面進行清潔擦洗,去除附著物,消除引發修飾的外界因素。

2. 海濱地區要使用316材質不鏽鋼,316材質能抵抗海水腐蝕。 3.市場上有些不鏽鋼管化學成分不能符合相應國家標準,達不到304 材質要求。因此也會引起生鏽,這就需要用戶認真選擇有信譽廠家的產品

不鏽鋼為什麼也會帶磁?

人們常以為磁鐵吸附不鏽鋼材,驗証其優劣和真偽,不吸無磁,認為是好的,貨真價實;吸者有磁性,則認為是冒牌假貨。其實,這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。

不鏽鋼的種類繁多,常溫下按組織結構可分為几類:

1.奧氏體型:如304、321、316、310等;

2.馬氏體或鐵素體型:如430、420、410等;

奧氏體型是無磁或弱磁性,馬氏體或鐵素體是有磁性的。

通常用作裝飾管板的不鏽鋼多數是奧氏體型的304材質,一般來講是無磁或弱磁的,但因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性,但這不能認為是冒牌或不合格,這是什麼原因呢?

上面提到奧氏體是無磁或弱磁性,而馬氏體或鐵素體是帶磁性的,由於冶煉時成分偏析或熱處理不當,會造成奧氏體304不鏽鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣,304不鏽鋼中就會帶有微弱的磁性。

另外,304不鏽鋼經過冷加工,組織結構也會向馬氏體轉化,冷加工變形度越大,馬氏體轉化越多,鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶,生產Φ76管,無明顯磁感,生產Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些,生產方矩形管因變形量比圓管大,特別是折角部分,變形更激烈磁性更明顯。

要想完全消除上述原因造成的304鋼的磁性,可通過高溫固溶處理開恢復穩定奧氏體組織,從而消去磁性。

特別要提出的是,因上面原因造成的304不鏽鋼的磁性,與其他材質的不鏽鋼,如430、碳鋼的磁性完全不是同一級別的,也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。

這就告訴我們,如果不鏽鋼帶弱磁性或完全不帶磁性,應判別為304或316材質;如果與碳鋼的磁性一樣,顯示出強磁性,因判別為不是304材質。

ererw01 2008-03-15 11:24
老大,都是繁体字,好多字它不认识我,我也不认识它啊。晕晕的,不过还是顶一下,看来我是小学时国文没学好,要让老师打屁股了。 [s:2]

wahtover00 2008-03-16 15:59
呵呵,还好,根据上下文还是可以理解的
考虑不周,见谅!

mgw251567244 2008-07-21 17:12
老大,都是繁体字,好多字它不认识我,我也不认识它啊。晕晕的,不过还是顶一下,看来我是小学时国文没学好,要让老师打屁股了。

hkap 2008-07-23 11:57
学习了...........

xdfzy 2008-07-24 12:40
人与人之间,还是有不一样的。

tdddwwzd 2008-08-11 21:36
很不错的东西,顶了。

jinghaiyxf 2008-08-19 17:05
只中国标准么

猛将颜良 2008-09-02 20:27
学习可,谢谢楼主

h399 2008-09-02 22:28
下来学习一下

wxf45 2008-09-06 14:57
很不错,繁体字增加了知识的深奥,就是有些错别字。

dahua 2008-09-09 12:44
恩,好好学习一下

chennengchen 2008-09-11 08:36
大哥 怎么都是繁体字呀!

cnilab 2008-11-04 15:02
好东西,不过是繁体,看起来费劲

samama 2008-11-11 09:50
厉害哦。

meidedichan 2008-11-11 11:43
刚一看不懂,下了学习一下

denverzhong 2008-11-27 17:26
如果是简体字就更好了

网影 2008-11-30 21:41
莫非楼主是在香港找来的资料?
呵呵,支持你!

061800 2008-12-20 18:00
楼主香港人还是台湾人呀,

xie4447 2009-04-10 22:05
谢谢。。。。

dajidali 2009-05-02 22:58
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢,不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种,通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢,18-铬镍钢等高合金钢。
从金相学角度分析,因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜,这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。
为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有12%以上的铬。
不锈钢种类:
不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。
以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成,各元素的加入量变化的不同,而开发各种用途的钢种。
以化学成分分类:
①. CR系列:铁素体系列、马氏体系列
②. CR-NI系列:奥氏体系列,异常系列,析出硬化系列。
以金相组织的分类:
①. 奥氏体不锈钢
②. 铁素体不锈钢
③. 马氏体不锈钢
④. 双相不锈钢
⑤. 沉淀硬化不锈钢

不锈钢的标识方法

钢的编号和表示方法
①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份,用阿拉伯字母来表示成份含量:
如:中国、俄国 12CrNi3A
②用固定位数数字来表示钢类系列或数字;如:美国、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和顺序组成序号,只表示用途。
我国的编号规则
①采用元素符号
②用途、汉语拼音,平炉钢:P、 沸腾钢:F、 镇静钢:B、甲类钢:A、T8:特8、
GCr15:滚珠
◆合结钢、弹簧钢,如:20CrMnTi 60SiMn、(用万分之几表示C含量)
◆不锈钢、合金工具钢(用千分之几表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即
0.1%C),不锈 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如0Cr17Ni13Mo
国际不锈钢标示方法
美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中:
①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示,
②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如,某些较普通的奥氏体不锈钢
是以201、 304、 316以及310为标记,
③铁素体不锈钢是以430和446为标记,马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标
记,双相(奥氏体-铁素体),
④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。
4).标准的分类和分级
4-1分级:
①国家标准GB
②行业标准YB
③地方标准
④企业标准Q/CB
4-2 分类:
①产品标准
②包装标准
③方法标准
④基础标准
4-3 标准水平(分三级):
Y级:国际先进水平
I级:国际一般水平
H级:国内先进水平
4-4国标
GB1220-84 不锈棒材(I级)
GB4241-84 不锈焊接盘园(H级)
GB4356-84 不锈焊接盘园(I级)
GB1270-80 不锈管材(I级)
GB12771-91 不锈焊管(Y级)
GB3280-84 不锈冷板(I级)
GB4237-84 不锈热板(I级)
GB4239-91 不锈冷带(I级)

不锈钢专业名词

通俗地说,不锈钢就是不容易生锈的钢,实际上一部分不锈钢,既有不锈性,又有耐酸性(耐蚀性)。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明,钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高,当铬含量达到一定的百分比时,钢的耐蚀性发生突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类,有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢;按主要化学成分分类,基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统;按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等,按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等;按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、兼容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点,所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。

奥氏体不锈钢:在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能,在各行各业中获得了广泛的应用。

铁素体不锈钢:在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,因此使这类钢获得广泛应用。

奥氏体--铁素体双相不锈钢:是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。

马氏体不锈钢:通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手朮器械。根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。

不锈钢的物理化学机械特性
不锈钢的物理性能主要用以下几方面来表示:
①.热膨胀系数:因温度变化而引起物质量度元素的变化。膨胀系数是膨胀-温度曲线的斜率,瞬时膨胀系数是特定温度下的斜率,两个指定的温度之间的平均斜率是平均热膨胀系数。膨胀系数可以用体积或者是长度表示,通常是用长度表示。
②.密度:物质的密度是该物质单位体积的质量,单位是kg/m3或1b/in3。 
③.弹性模量:当施加力于单位长度棱住的两端能引起物体在长度上的单位变化时,单位面积上所需的力称为弹性模量。单位为1b/in3或N/m3。
④.电阻率:在单位长度立方体材料的两对面之间测量的电阻,单位用Ω•m,μΩ•cm或(已废的)Ω/(circular mil.ft)来表示。
⑤.磁导率:无量纲系数,表示物质易被磁化的程度,是磁感应强度与磁场强度之比。
⑥.熔化温度范围:确定合金开始凝固和凝固完了的温度。
⑦.比热: 单位质量的物质温度改变1度所需要的热量。在英制和CGs制中二者比热的数值相同,因为热量的单位(Biu或cal)取决于单位质量的水升高1度听需的热量。国际单位制中比热的数值与英制或CGS制是不同的,因为能量的单位(J)是按不同的定义定的。比热的单位是Btu(1b•0F)及J/(kg •k)。
⑧.热导率:物质导热的速率的量度。在单位截面积物质上建立单位长度上的1度的温度梯度时,那么热导率定义为单位时间传导的热量,热导率的单位为 Btu/(h•ft•0F)或w/(m •K)。
⑨.热扩散率:是确定物质内部温度前迁速率的一种性能,是热导率对比热和密度乘积的比值,热扩散率单位以Btu/(h•ft•0F)或w/(m•k)表示。

不锈钢的性能与组织
目前已知的化学元素有100多种,在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说,最常用的元素有十几种,除了组成钢的基本元素铁以外,对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外,都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。
实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的,当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时,它们的影响要比单独存在时复杂得多,因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用,而且要注意它们互相之间的影响,因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。

1).各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用
1-1.铬在不锈钢中的决定作用:决定不锈钢性属的元素只有一种,这就是铬,每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止,还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明:

①铬使铁基固溶体的电极电位提高

②铬吸收铁的电子使铁钝化
钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多,主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。

1-2. 碳在不锈钢中的两重性
碳是工业用钢的主要元素之一,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍),另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。所以,从强度与耐腐烛性能两方面来看,碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。

认识了这一影响的规律,我们就可以从不同的使用要求出发,选择不同含碳量的不锈钢。
例如工业中应用最广泛的,也是最起码的不锈钢——0Crl3~4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的,目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后,固溶体中的含铬量不致低于11.7%这一最低限度的含铬量。
就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有区别的,0Cr13~2Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢,多用于制造结构零件,后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如为了克服18-8铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至0.03%以下,或者加入比铬和碳亲和力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量,做到既满足硬度与耐磨性的要求,又兼顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢,含碳量虽高达0.85~0.95%,由于它们的含铬量也相应地提高了,所以仍保证了耐腐蚀的要求。
总的来讲,目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的,大多数不锈钢的含碳量在0.1~0.4%之间,耐酸钢则以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢号总数的一小部分,这是因为在大多数使用条件下,不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。此外,较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求,如易于焊接及冷变形等。

1-3. 镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的
镍是优良的耐腐蚀材料,也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素,但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织,含镍量要达到24%;而只有含镍27%时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。
基于上面的情况可知,镍作为合金元素在不锈钢中的作用,在于它使高铬钢的组织发生变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。

1-4. 锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍
铬镍奥氏体钢的优点虽然很多,但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的大量发展与应用,以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大,而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区,因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍 的资源比较缺乏的国家,广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践,在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。
锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些,锰的作用不在于形成奥氏体,而是在于它降低钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,如钢中的 含锰量从0到10.4%变化,也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大,形成的氧化膜的防护作用也很低,所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13钢等),但它们不能作为不锈钢使用。 锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即2%的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大。例如,欲使含18%铬的钢在常温下获得奥氏体组织,以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢,目前已在工业中获得应用,有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。

1-5.不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。

1-6.钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。

1-7.其他元素对不锈钢的性能和组织的影响

以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响,除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外,不锈钢中还含有一些其他的元素。有的是和一般钢一样为常存杂质元素,如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目的而加入的,如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说,这些元素相对于已讨论的九种元素,都是非主要方面的,虽然如此,但也不能完全忽略,因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。
硅是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。
钴作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面(如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用途。在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多,常用不锈钢如9Crl7MoVCo钢(含1.2-1.8%钴)加钴,目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度,因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手朮刀片等。
硼:高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0.005%硼,可使在沸腾的65%醋酸中的耐腐蚀性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大,但含有较多的硼(0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的产生。因为当含有0.5~0.6%的硼时,形成奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度低于半溶化区时,母材在冷却时产生的张应力,由处于液态.固态的焊缝金属承受,此时是不致引起裂缝的,即使在近缝区形成了裂纹,也可以为处于液态-固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。
磷:在一般不锈钢中都是杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著,故含量可允许高一些,如有的数据提出可达0.06%,以利于冶炼控制。个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达0.06%(如2Crl3NiMn9钢)以至0.08%(如Cr14Mnl4Ni钢)。利用磷对钢的强化作用,也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素,PH17-10P钢(含0.25%磷)乃PH-HNM钢(含0.30磷)等。
硫和硒:在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0.2~0.4%的硫,可提高不锈钢的切削性能,硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性能,是因为它们降低不锈钢的韧性,例如一般18-8铬镍不锈钢的冲击值可达30公斤/厘米2。含0.31%硫的18-8钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的冲击值为1.8公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8钢(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的冲击值为3.24公斤/平方厘米。硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能,所以实际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素,可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加0.02~0.5%的稀土元素(铈镧合金),可显著改善锻造性能。曾有一种含19.5%铬、23%镍以及钼铜锰的奥氏体钢,由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。

2).按金相组织对不锈钢的分类及各类不锈钢的一般特点
按化学成分(主要是含铬量)及用途,不锈钢分为不锈与耐酸两大类。工业上还按自高温(900-1100度)加热空气冷却后钢的基体组织的类型对不锈钢进行分类,这是基于我们上面所讨论的碳及合金元素对不锈钢组织影响的特点决定的。
工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类:铁素体不锈钢,马氏体不锈钢,奥氏体不锈钢。可以把这三类不锈钢的特点归纳(如下表),但需要说明的是马氏体不锈钢并不是都不可焊接,只是受某些条件的限制,如焊前应预热焊后应作高温回火等,而使焊接工艺比较复杂。实际生产中一些马氏体不锈钢如1Cr13,2Cr13以及2Cr13与45钢焊接还是比较多的。
不锈钢的分类、主要成分及性能比较
分类 大概成分 (%) 淬火性 耐蚀性 加工性 可焊接性 磁性
C Cr Ni
铁素体系 0.35以下 16-27 - 无 佳 尚佳 尚可 有
马氏体系 1.20以下 11-15 - 自硬性 可 可 不可 有
奥氏体系 0.25以下 16以上 7以上 无 优 优 优 无
以上分类仅是按钢的基体组织分的,由于钢中稳定奥氏体及形成铁素体的元素的作用不能互相平衡,以及由于大量的铬使平衡图S点左移,工业中应用的不锈钢的组织除了上面讲的三种基本类型以外,还有马氏体—铁素体,奥氏体-铁素体,奥氏体-马氏体等过渡型的复相不锈钢,以及具有马氏体-碳化物组织的不锈钢。

2-1.铁素体钢
含铬大于14%的低碳铬不锈钢,含铬大干27%的任何含碳量的铬不锈钢,以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢,化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势,基体组织为铁素。这类钢在淬火(固溶)状态下的组织为铁素体,退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。

2-2.铁素休-马氏体钢
这类钢在高温时为y+a(或δ)两相状态,快冷时发生y-M转变,铁素体仍被保留,常温组织为马氏体和铁素体,由于成分及加热温度的不同,组织中的铁素体量可在百分之几至几十的范围内变化。0Crl3钢,lCrl3钢,铬偏上限而碳偏下限的2Cr13钢,Cr17Ni2钢,Cr17wn4钢,以及在ICrl3钢基础上发展起来的许多改型12%铬热强钢(这类钢也叫做耐热不锈钢)中的许多钢号,如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均属干这一类。
铁素体—马氏体钢可以部分地接受淬火强化,故可获得较高的机械性能。但它们的机械性能与工艺性能在很大程度上受组织中铁素体的含量及分布形态的影响。这类钢按成分中的含铬量分属12~14%与15~18%两个系列。前者具有抵抗大气及弱腐蚀性介质的能力,并且具有良好的减震性及较小的线膨胀系数;后者的耐腐蚀性能与相同含铬量的铁素体耐酸钢相当,但在一定程度上也保留着高铬铁素体钢的某些缺点。

2-3.马氏体钢
这类钢在正常淬火温度下处在y相区,但它们的y相仅在高温时稳定,M点一般在3OO℃左右,故冷却时转变为马氏体。
这类钢包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12%铬热强钢,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB钢等。马氏体不锈钢的机械性能、耐腐蚀性能、工艺性能与物理性能,均和含铬12~14%的铁素体-马氏体不锈钢相近。由于组织中没有游离的铁素体,机械性能比上述钢要高,但热处理时的过热敏感性较低。

2-4.马氏体—碳化物钢
Fe-C合金的并析点的含碳为0.83%,在不锈钢中由于铬使S点左移,含12%铬和大于0.4%碳的钢(图11-3),以及含18%铬和大于0.3%碳的钢(图卜)3)均属于过共析钢。这类钢在正常淬火温度加热,次生碳化物不能完全溶于奥氏体,因此淬火后的组织为马氏体和碳化物组成。
属于这一类的不锈钢牌号不多,却是一些含碳比较高的不锈钢,如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo钢等,含碳量偏上限的3Crl3钢在较低的温度下淬火,也可能出现这样的组织。由于含碳量高,上述9Cr18等三个钢号中虽含有较多的铬,但其耐腐蚀性能仅与含12~14%锗的不锈钢相当。这类钢的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如切削工具、轴承、弹簧及医疗器械等。

2-5.奥氏体钢
这类钢含有较多扩大y区和稳定奥氏体的元素,在高温时为均为y相,冷却时由于Ms点在室温以下,所以在常温下具有奥氏体组织。 18-8, 18-12、25-20、20-25Mo等铬镍不锈钢,以锰代替部分镍并加氮的低镍不锈钢如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti钢等均属于这一类。
奥氏体不锈钢具有前已述及的许多优点,虽然机械性能也比较低,和铁素体不锈钢—样不能热处理强化,但可以通过冷加工变形的方法,利用加工硬化作用提高它们的强度。 这类钢的缺点是对晶间腐蚀及应力腐蚀比较敏感,需通过适当地合金添加剂及工艺措施消除。

2-6.奥氏体-铁素体钢
这类钢因扩大y区和稳定奥氏体元素的作用程度,不足以使钢在常温或很高的温度下具有纯奥氏体组织,因此为奥氏体-铁素体复相状态,其铁素体量也因成分及加热温度不同而可在较大的范围内变化。
属于这一类的不锈钢很多,如低碳的18-8铬镍钢,加钛、铌、钼的18-8铬镍钢,特别是在铸钢的组织中均可见到铁素体,此外含铬大于14~15%而碳低于0.2%的铬锰不锈钢(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已获得应用的大多数铬锰氮不锈钢等。与纯奥氏体不锈钢比较,这类钢的优点很多,如屈服强度较高,抗晶间腐蚀的能力较高,应力腐蚀的敏感性低,焊接时产生热裂纹的倾向小,铸造流动性好等等。缺点是压力加工性能较差,点腐蚀倾向较大,易产生c相脆性,在强磁场作用下表现出弱磁性等。所有这些优点和缺点均来源于组织中的铁素体。

2-7.奥氏钵-马氏体钢
这类钢的Ms点低于室温,固溶处理以后为奥氏体组织,易于成形和焊接。通常可用两种工艺方法使之发生马氏体转变。一是固溶处理以后经700~800度加热,奥氏体因析出碳化铬而转变为介稳定状态,Ms点升高至室温以上,冷却时转变为马氏体;二是固溶处理以后直接冷却至Ms与Mf点之间,使奥氏体转变为马氏体。后一方法可获得较高的耐腐蚀性能,但固溶处理以后至深冷的间隔时间不宜过久,否则会因奥氏体的陈化稳定作用而使深冷的强化效应降低。经上述处理以后钢再经400~500度时效,使析出金属间化合物进—步强化。这类钢的典型钢号有17Cr一7Ni一A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。这类钢也称为奥氏体-马氏体时效不锈钢,并因为实际上这些钢的组织中除奥氏体和马氏体以外,还存在不同数量的铁素体,故也称为半奥氏体沉淀硬化不锈钢。
这类钢是50年代后期发展和应用的新型不锈钢,它们总的特点是强度高(C可达100一150)及热强性好,但由于含铬量较低并在热处理时有碳化铬析出,因此耐腐蚀性能比标准的奥氏体不锈钢要低一些。也可以说这类钢的高强度是在牺牲一部分耐腐蚀性能与其他性能(如非磁性)的情况下获得的,目前这类钢主要用于航空工业及火箭导弹生产方面,一般机械制造中应用尚不普遍,并且在分类上也有把它们纳为超高强度钢的一个系列。

不锈钢的耐蚀性能

腐蚀的种类和定义

一种不锈钢可在许多介质中具有良好的耐蚀性,但在另外某种介质中,却可能因化学稳定性低而发生腐蚀。所以说,一种不锈钢不可能对所有介质都耐蚀。 在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。

金属的腐蚀,按机理可分为特理腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀三种。生活实际、工程实际中的金属腐蚀,绝大多数都属于电化学腐蚀。

应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用朮语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。

点腐蚀:点腐蚀是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微而分散发生高度的局部腐蚀,常见蚀点的尺寸小于1.00mm,深度往往大于表面孔径,轻者有较浅的蚀坑,严重的甚至形成穿孔。

晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。晶间腐蚀是一种有选择性的腐蚀破坏,它与一般选择性腐蚀不同之处在于,腐蚀的局部性是显微尺度的,而宏观上不一定是局部的。

缝隙腐蚀:是指在金属构件缝隙处发生斑点状或溃疡形的宏观蚀坑,是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。

全面腐蚀:是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的朮语。当发生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。

均匀腐蚀:是指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。根据不同的使用情况对耐蚀提出不同的指标要求,一般可分为两大类:

1. 不锈钢 指在大气及弱腐蚀介质中耐蚀的钢。腐蚀速率小于0.01mm/年的,认为是"完全耐蚀";腐蚀速率小于0.1mm/年的,认为是"耐蚀"的。

2. 耐蚀钢 指在各种强烈腐蚀介质中能耐蚀的钢。

2.各种不锈钢的耐腐蚀性能

304 是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。

301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象,被用于要求较高强度的各种场合。

302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种,通过冷轧可使其获得较高的强度。

302B 是一种含硅量较高的不锈钢,它具有较高的抗高温氧化性能。

303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢,用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件,因为在这类条件下,这种不锈钢具有良好的可热加工性。

304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少,而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀(焊接侵蚀)。

304N 是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。

305和384 不锈钢含有较高的镍,其加工硬化率低,适用于对冷成型性要求高的各种场合。

308 不锈钢用于制作焊条。

309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高,为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种,所不同者只是碳含量较低,为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性.

316和317 型不锈钢含有铝,因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中,316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。

321、347及348 是分别以钛,铌加钽、铌稳定化的不锈钢,适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢,对钽和钻的合量有着一定的限制。

表面加工等级、特征及用途

原面:NO.1 热轧后施以热处理及酸洗处理的表面。一般用于冷轧材料,工业用槽罐、化学工业装置等,厚度较厚由2.0MM-8.0MM。

钝面:NO.2D 冷轧后经热处理、酸洗者,其材质柔软,表面呈银白色光泽,用于深冲压加工,如汽车构件、水管等。

雾面:NO.2B 冷轧后经热处理、酸洗,再以精轧加工使表面为适度之光亮者。由于表面光滑,易于再研磨,使表面更加光亮,用途广泛,如餐具、建材等。采用改善机械性能的表面处理后,几乎满足所有用途。

粗砂NO.3 用100-120号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度,具有不连续的粗纹。用于建筑内外装饰材料、电器产品及厨房设备等。

细砂:NO.4 用粒度150-180号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度,具有不连续的粗纹,条纹比 NO.3细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。

#320 用320号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度,具有不连续的粗纹,条纹比 NO.4细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。

毛丝面HAIRLINE:HL NO.4经适当粒度抛光砂带的连续研磨生成研磨花纹的产品(细分 150-320号)。主要用于建筑装饰,电梯,建筑物的门、面板等。

亮面:BA 经冷轧后施以光亮退火,并经过平整得到的产品。表面光泽度极好,有很高的反射率。如同镜面的表面。用于家电产品、镜子、厨房设备、装饰材料等。

产品特性及用途

SUS304:具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能,冲压弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象,无磁性。广泛用于家庭用品(1、2类餐具)、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件。

SUS304L:奥氏体基本钢种,用途最为广泛;耐蚀性和耐热性优良;低温强度和机械性能优良;单相奥氏体组织,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196--800℃)。

SUS304Cu:以17Cr-7Ni-2Cu为基本组成的奥氏不锈钢;成形性优良,特别是拔丝和抗时效裂纹性好;--耐腐蚀性与304相同。

SUS316: 耐蚀性和高温强度特别好,可在苛刻的条件下使用,加工硬化性好,无磁性。适于海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业、沿海设施

SUS316L:钢中添加Mo(2-3%),故耐蚀性和高温强度优良;SUS316L含碳量比SUS316低,因此,抗晶间腐蚀性比SUS316优良;高温蠕变强度高。可在苛刻的条件使用,加工硬化性好,无磁性。 适于海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业、沿海设施

SUS321:在304钢中添加Ti,故抗晶间腐蚀性优良;高温强度和高温抗氧性优良;成本高,加工性比SUS304差。耐热材料、汽车、飞行器排气管管路,锅炉炉盖、管道,化学装置、热交换器.

SUH409H: 加工性能、焊接性能良好,高温抗氧化性能良好,能够承受的温度范围从室温直到575℃。广泛用于汽车尾气排气系统。

SUS409L:控制钢中的C和N含量,故焊接性、成形性和耐蚀性优良;含11%Cr,高温和常温下为具有BCC结构的铁素体不锈钢;因填了Ti,750℃以下有空氧化性和耐蚀性。

SUS410:马氏体代表钢种,强度高,硬度高(有磁性);抗腐蚀性差,不适合于严重腐蚀环境下使用;含C量低,加工性好,通过热处理可使表面硬化。

SUS420J2:马氏体代表钢种,强度高,硬度高(有磁性);耐腐蚀性差,加工成形性差,耐磨性好;能够进行热处理改善机械性能。广泛用于加工刀具、管嘴、阀门、板尺、餐具。

SUS430:热膨胀率低,成型型及耐氧化性好 适用于耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽。价格低,加工性好是理想的SUS304的替代品;抗英里腐蚀性好,典型的非热处理硬化性铁素体系不锈钢。

不锈钢的物理性能、力学性能和耐热性能

不锈钢的物理性能

不锈钢和碳钢的物理性能数据对比,碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。

奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:

1)高的电阴率,约为碳钢的5倍。

2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。

3)低的热导率,约为碳钢的1/3。

不锈钢的力学性

不论不锈钢板还是耐热钢板,奥氏体型的钢板的综合性能最好,既有足够的强度,又有极好的塑性同时硬度也不高,这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似,其抗拉强度、屈服强度和硬度,随着温度的降低而提高;塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。更重要的是:随着温度的降低,其冲击韧度减少缓慢,并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。

不锈钢的耐热性能

耐热性能是指高温下,既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性,同时在高温时双有足够的强度即热强性。

不锈钢国际标准标准

标准 标准名

GB 中华人民共和国国家标准(国家技术监督局)

KS 韩国工业标准协会规格Korean Standard

AISI 美国钢铁协会规格America Iron and Steel Institute

SAE 美国汽车技术者协会规格Society of Automative Engineers

ASTM 美国材料试验协会规格American Society for Testing and Material

AWS 美国焊接协会规格American Welding Society

ASME 美国机械技术者协会规格American Society of Mechanical Engineers

BS 英国标准规格British Standard

DIN 德国标准规格Deutsch Industria Normen

CAS 加拿大标准规格Canadian Standard Associatoin

API 美国石油协会规格American Petroleum Association

KR 韩国船舶协会规格Korean Resister of Shipping

NK 日本省事协会规格Hihon Kanji Koki

LR 英国船舶协会规格Llouds Register of Shipping

AB 美国舰艇协会规格American Bureau of Shipping

JIS 日本工业标准协会规格Japanese Standard


世界各国不锈钢标准钢号对照表

中国
GB1220-92[84]
GB3220-92[84] 日本
JIS 美国
AISI
UNS 英国
BS 970 Part4
BS 1449 Part2 德国
DIN 17440
DIN 17224 法国
NFA35-572
NFA35-576~582
NFA35-584
1Cr17Mn6Ni5N SUS201 201 -- -- --
1Cr18Mn8Ni5N SUS202 202 -- -- --
-- -- S20200 284S16 -- --
2Cr13Mn9Ni4 -- -- -- -- --
1Cr17Ni7 SUS301 301 -- -- --
-- -- S30100 301S21 X12CrNi177 Z12CN17.07
1Cr17Ni8 SUS301J1 -- -- X12CrNi177 --
1Cr18Ni9 SUS302 302 302S25 X12CrNi188 Z10CN18.09
1Cr18Ni9Si3 SUS302B 302B -- -- --
Y1Cr18Ni9 SUS303 303 303S21 X12CrNiS188 Z10CNF18.09
Y1Cr18Ni9Se SUS303Se 303Se 303S41 -- --
0Cr18Ni9 SUS304 304 304S15 X2CrNi89 Z6CN18.09
00Cr19Ni10 SUS304L 304L 304S12 X2CrNi189 Z2CN18.09
0Cr19Ni9N SUS304N1 304N -- -- Z5CN18.09A2
00Cr19Ni10NbN SUS304N XM21 -- -- --
00Cr18Ni10N SUS304LN -- -- X2CrNiN1810 Z2CN18.10N
1Cr18Ni12 SUS305 S30500 305S19 X5CrNi1911 Z8CN18.12
[0Cr20Ni10] SUS308 308 -- -- --
0Cr23Ni13 SUS309S 309S -- -- --
0Cr25Ni20 SUS310S 310S -- -- --
0Cr17Ni12Mo2N SUS315N 316N,S31651 -- -- --
0Cr17Ni12Mo2 SUS316 316 316S16 X5CrNiMo1812 Z6CND17.12
00Cr17Ni14Mo2 SUS316L 316L 316S12 X2CrNiMo1812 Z2CND17.12
0Cr17Ni12Mo2N SUS316N 316N -- -- --
00Cr17Ni13Mo2N SUS316LN -- -- X2CrNiMoN1812 Z2CND17.12N
0Cr18Ni12Mo2Ti -- -- 320S17 X10CrNiMo1810 Z6CND17.12
0Cr18Ni14Mo2Cu2 SUS316J1 -- -- -- --
00Cr18Ni14Mo2Cu2 SUS316J1L -- -- -- --
0Cr18Ni12Mo3Ti -- -- -- -- --
1Cr18Ni12Mo3Ti -- -- -- -- --
0Cr19Ni13Mo3 SUS317 317 317S16 -- --
00Cr19Ni13Mo3 SUS317L 317L 317S12 X2CrNiMo1816 --
0Cr18Ni16Mo5 SUS317J1 -- -- -- --
0Cr18Ni11Ti SUS321 321 -- X10CrNiTi189 Z6CNT18.10
1Cr18Ni9Ti -- -- -- -- --
0Cr18Ni11Nb SUS347 347 347S17 X10CrNiNb189 Z6CNNb18.10
0Cr18Ni13Si4 SUSXM15J1 XM15 -- -- --
0Cr18Ni9Cu3 SUSXM7 XM7 -- -- Z6CNU18.10
1Cr18Mn10NiMo3N -- -- -- -- --
1Cr18Ni12Mo2Ti -- -- 320S17 X10CrNiMoTi1810 Z8CND17.12
00Cr18Ni5Mo3Si2 -- S31500 -- 3RE60(瑞典) --
0Cr26Ni5Mo2 SUS329J1 -- -- -- --
1Cr18Ni11Si4AlTi -- -- -- -- --
1Cr21Ni5Ti -- -- -- -- --
0Cr13 SUS410S S41000 -- X7Cr13 Z6C13
1Cr13 SUS410 410 410S21 X10Cr13 Z12Cr13
2Cr13 SUS420J1 420 420S29 X20Cr13 Z20Cr13
-- -- S4200 420S27 -- --
3Cr13 SUS420J2 -- 420S45 -- --
3Cr13Mo -- -- -- -- --
3Cr16 SUS429J1 -- -- -- --
1Cr17Ni2 SUS431 431 431S29 X22CrNi17 Z15CN-02
7Cr17 SUS440A 440A -- -- --
11Cr17 SUS440C 440C -- -- --
8Cr17 SUS440B 44013 -- -- --
1Cr12 -- -- -- -- --
4Cr13 SUS420J2 -- -- X4DCr13 Z40C13
9Cr18 SUS440C 440C -- X105CrMo17 Z100CD17
9Cr18Mo SUS440C 440C -- -- --
9Cr18MoV SUS440B 440B -- X90CrMoV18 Z6CN17.12
0Cr17Ni4Cu4Nb SUS630 630 -- -- --
0Cr17Ni7Al SUS631 631 -- -- --
-- -- S17700 -- X7CrNiAl177 Z8CNA17.7
0Cr15Ni7Mo2Al -- 632 -- -- --
-- -- S15700 -- -- Z8CND15.7
00Cr12 SUS410 -- -- -- --
0Cr13Al[00Cr13Al] SUS405 405 -- -- --
-- -- S40500 405S17 X7CrAl13 Z6CA13
1Cr15 SUS429 429 -- -- --
1Cr17 SUS430 430 -- -- --
-- -- S43000 430S15 X8Cr17 Z8C17
[Y1Cr17] SUS430F 430F -- -- --
-- -- S43020 -- X12CrMoS17 Z10CF17
00Cr17 SUS430LX -- -- -- --
1Cr17Mo SUS434 434 -- -- --
-- -- S43400 434S19 X6CrMo17 Z8CD17.01
00Cr17Mo SUS436L -- -- -- --
00Cr18Mo2 SUS444 -- -- -- --
00Cr27Mo SUSXM27 XM27 -- -- --
-- -- S44625 -- -- Z01CD26.1
00Cr30Mo2 SUS447J1 -- -- -- --
1Cr12 SUS403 403,S40300 403S17 -- --
1Cr13Mo SUS410J1 -- -- -- --

316和316L不锈钢

316和317不锈钢(317不锈钢的性能见后)是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼,该钢种总的性能优于310和304不锈钢,高温条件下,当硫酸的浓度低于15%和高于85%时,316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能,所以通常用于海洋环境。

316L不锈钢的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。
耐腐蚀性:耐腐蚀性能优于304不锈钢,在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。

耐热性:在1600度以下的间断使用和在1700度以下的连续使用中,316不锈钢具有好的耐氧化性能:在800-1575度的范围内,最好不要连续作用316不锈钢,但在该温度范围以外连续使用316不锈钢时,该不锈钢具有良好的耐热性。316L不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好,可用上述温度范围。

热处理:在1850-2050度的温度范围内进行退火,然后迅速退火,然后迅速冷却。316不锈钢不能过热处理进行硬化。

焊接:316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途,分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能,316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢,不需要进行焊后退火处理。

典型用途:纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料。

不锈钢加工及施工

Drawing深加工:易产生磨擦热量所以使用耐压、耐热性高不锈钢种同时成型加工结束后应除掉表面附着的油。

焊接:焊接之前应彻底除掉有害于焊接的锈 、油、水份、油漆等,选定适合钢种的焊条。点焊时间距比碳钢点焊间距短,除掉焊渣时应使用不锈钢刷。焊完以后,为了防止局部腐蚀或强度下降,应对表面进行研磨处理或清洗。

切断以及冲压:由于不锈钢比一般材料强度高,所以冲压以及剪切时需要更高的压力,而刀与刀间隙准确时才能不发生切变不良和加工硬化,最好采用等离子或激光切断,当不得不采用气割或电弧切断时,对热影响区进行研磨以及必要进行热处理。

折弯加工:簿板可以折弯到180,但为了减少弯面的裂纹同半径大小最好2倍板厚的,厚板沿压延方向时给2倍板厚半径,与压延垂直方向弯曲时给4倍板厚的半径是有必要的,特别是在焊接时,为了防止加工开裂应对焊接区进行表面研磨。

施工以及施工注意点
为了防止施工时产生划伤以及污染物附着,贴膜状态下进行不锈钢施工。但是随着时间的延长,粘贴液的残留按照贴膜使用期限,施工以后除掉贴膜时应进行表面洗涤,并使用专用不锈钢工具,与一般钢清洁公用工具时,为了不让铁屑粘着应进行清扫。
  应注意不让具有很强腐蚀性的磁性以及石奢清洁用药物接触到不锈钢表面,若接触时应立即进行洗涤。施工建设结束后应用中性洗涤剂以及水洗涤表面附着的水泥、粉灰等到物。

不锈钢保管和运输

保管:保管时应注意水分、灰尘、油、润滑油等,以及表面发生锈 ,或者焊接不良耐蚀性下降。
贴膜和钢板基体之间浸入水分时,腐蚀速度反而比没贴膜时情况还要快。仓库保管时应放在干净、干燥易通风处,保持原来的包装状态,贴膜的不锈钢应避免直射光线,贴膜应周期性做检查,要是贴膜变质(贴膜寿命6个月)应立即替换,加垫纸时包装材料若浸湿,为防止表面腐蚀应立即除掉垫纸。

运输:运输时为了避免表面划伤得用橡胶或枕木,尽可能采用不锈钢保护专用材,为避免指纹产生的表面污染,操作时应带手套。

不锈钢为什么也生锈?

不锈钢为什么也生锈? 当不锈钢管表面出现褐色锈斑(点)的时候,人们大感惊奇:认为 “不锈钢是不生锈的,生锈就不是不锈钢了,可能是钢质出现了问题”。 其实,这是对不锈钢缺乏了解的一种片面的错误看法。不锈钢在一定的 条件下也会生锈的。

不锈钢具有抵抗大气氧化的能力---即不锈性,同时也具有在含酸、碱、盐的介质中乃腐蚀的能力---即耐蚀性。但其抗腐蚀能力的大小是 随其钢质本身化学组成、加互状态、使用条件及环境介质类型而改变的。 如304钢管,在干燥清洁的大气中,有绝对优良的抗锈蚀能力,但将它移到海滨地区,在含有大量盐份的海雾中,很快就会生锈了;而316钢管则表现良好。因此,不是任何一种不锈钢,在任何环境下都能耐腐蚀, 不生锈的。

不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜),防止氧原子的继续渗入、继续氧化,而获得抗锈蚀的能力。一旦有某种原因,这种薄膜遭到了不断地破坏,空气或液体中氧原 子就会不断渗入或金属中铁原子不断地析离出来,形成疏松的氧化铁,金 属表面也就受到不断地锈蚀。这种表面膜受到破坏的形式很多,日常生 活中多见的有如下几种:

1.不锈钢表面存积着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附 着物,在潮湿的空气中,附着物与不锈钢间的冷凝水,将二者连成一个 微电池,引发了电化学反应,保护膜受到破坏,称之谓电化学腐蚀。

2.不锈钢表面粘附有机物汁液(如瓜菜、面汤、痰等),在有水氧 情况下,构成有机酸,长时间则有机酸对金属表面的腐蚀。

3.不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质(如装修墙壁的碱水、石 灰水喷溅),引起局部腐蚀。

4.在有污染的空气中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大气 ),遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液点,引起化学腐蚀。

以上情况均可造成不锈钢表面防护膜的破坏引发锈蚀。所以,为确保金属表面永久光亮,不被锈蚀,我们建议:

1.必须经常对装饰不锈钢表面进行清洁擦洗,去除附着物,消除引发修饰的外界因素。

2. 海滨地区要使用316材质不锈钢,316材质能抵抗海水腐蚀。 3.市场上有些不锈钢管化学成分不能符合相应国家标准,达不到304 材质要求。因此也会引起生锈,这就需要用户认真选择有信誉厂家的产品

不锈钢为什么也会带磁?

人们常以为磁铁吸附不锈钢材,验证其优劣和真伪,不吸无磁,认为是好的,货真价实;吸者有磁性,则认为是冒牌假货。其实,这是一种极其片面的、不切实的错误的辨别方法。

不锈钢的种类繁多,常温下按组织结构可分为几类:

1.奥氏体型:如304、321、316、310等;

2.马氏体或铁素体型:如430、420、410等;

奥氏体型是无磁或弱磁性,马氏体或铁素体是有磁性的。

通常用作装饰管板的不锈钢多数是奥氏体型的304材质,一般来讲是无磁或弱磁的,但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性,但这不能认为是冒牌或不合格,这是什么原因呢?

上面提到奥氏体是无磁或弱磁性,而马氏体或铁素体是带磁性的,由于冶炼时成分偏析或热处理不当,会造成奥氏体304不锈钢中少量马氏体或铁素体组织。这样,304不锈钢中就会带有微弱的磁性。

另外,304不锈钢经过冷加工,组织结构也会向马氏体转化,冷加工变形度越大,马氏体转化越多,钢的磁性也越大。如同一批号的钢带,生产Φ76管,无明显磁感,生产Φ9.5管。因泠弯变形较大磁感就明显一些,生产方矩形管因变形量比圆管大,特别是折角部分,变形更激烈磁性更明显。

要想完全消除上述原因造成的304钢的磁性,可通过高温固溶处理开恢复稳定奥氏体组织,从而消去磁性。

特别要提出的是,因上面原因造成的304不锈钢的磁性,与其他材质的不锈钢,如430、碳钢的磁性完全不是同一级别的,也就是说304钢的磁性始终显示的是弱磁性。

这就告诉我们,如果不锈钢带弱磁性或完全不带磁性,应判别为304或316材质;如果与碳钢的磁性一样,显示出强磁性,因判别为不是304材质。

dajidali 2009-05-02 22:59
我用2007翻译了一下,希望楼主不要介意。

lifoya1982 2009-05-31 20:55
收下,学习学习

wsj987 2009-09-22 08:14
是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字是繁体字

wlglc 2010-04-27 22:49
我覺得繁體字看不太懂

125200143 2010-04-28 17:16
呵呵 要是简体就好了

wuhangaowei 2010-05-10 23:08
tyjfgjhfgjhfgjfgjfgjfgjfg

wj302627 2010-07-08 19:21
学习了,谢谢分享!!


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