不銹鋼基礎(chǔ)
發(fā)布時(shí)間:2019/08/12 點(diǎn)擊量:
上海圓鼎金屬材料有限公不銹鋼定義:
在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐 腐蝕性能好,不必經(jīng)過(guò)鍍色等表面處理,而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼 鐵的一種,通常稱(chēng)為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-鉻鎳鋼等高合金鋼。
從金相學(xué)角度分析,因?yàn)椴讳P鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個(gè)膜隔離開(kāi)與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。
為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
不銹鋼種類(lèi):
不銹鋼可以按用途、化學(xué)成分及金相組織來(lái)大體分類(lèi)。
以?shī)W氏體系類(lèi)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(kāi)發(fā)各種
用途的鋼種。
以化學(xué)成分分類(lèi):
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(lèi):
1.奧氏體不銹鋼
2.鐵素體不銹鋼
3.馬氏體不銹鋼
4.雙相不銹鋼
5.沉淀硬化不銹鋼
不銹鋼的標(biāo)識(shí)方法
1.鋼的編號(hào)和表示方法
1.用國(guó)際化學(xué)元素符號(hào)和本國(guó)的符號(hào)來(lái)表示化學(xué)成份,用阿拉伯字母來(lái)表示成份含量:
如:中國(guó)、俄國(guó)12CrNi3A
2.用固定位數(shù)數(shù)字來(lái)表示鋼類(lèi)系列或數(shù)字;如:美國(guó)、日本、300 系、400系、200系;
3.用拉丁字母和順序組成序號(hào),只表示用途。
2.我國(guó)的編號(hào)規(guī)則
1.采用元素符號(hào)
2.用途、漢語(yǔ)拼音,
平爐鋼:P、沸騰鋼:F、鎮(zhèn)靜鋼:B、甲類(lèi)鋼:A、T8:特8、
GCr15:滾珠 合結(jié)鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi60SiMn、(用萬(wàn)分之幾表示C含量)
不銹鋼、合金工具鋼(用千分之幾表示C含量),如:1Cr18Ni9千分之一(即0.1%C),
不銹C≤0.08%如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03%如0Cr17Ni13Mo
3.國(guó)際不銹鋼標(biāo)示方法
美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)是用三位數(shù)字來(lái)標(biāo)示各種標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的可鍛不銹鋼的。其中:
1.奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數(shù)字標(biāo)示,
2.鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數(shù)字表示。例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼是以201、304、316以及310為標(biāo)記,
3.鐵素體不銹鋼是以430和446為標(biāo)記,馬氏體不銹鋼是以410、420以及440C為標(biāo)記,雙相(奧氏體-鐵素體),
4.不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼以及含鐵量低于50%的高合金通常是采用專(zhuān)利名稱(chēng)或商標(biāo)命名。
4.標(biāo)準(zhǔn)的分類(lèi)和分級(jí)
4-1分級(jí):
①?lài)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB
②行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB
③地方標(biāo)準(zhǔn)
④企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/CB
4-2分類(lèi):
①產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
②包裝標(biāo)準(zhǔn)
③方法標(biāo)準(zhǔn)
④基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)
4-3標(biāo)準(zhǔn)水平(分三級(jí)):
Y級(jí):國(guó)際先進(jìn)水平
I級(jí):國(guó)際一般水平
H級(jí):國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平
4-4國(guó)標(biāo)
GB1220-84不銹棒材(I級(jí))
GB4241-84不銹焊接盤(pán)園(H級(jí))
GB4356-84不銹焊接盤(pán)園(I級(jí))
GB1270-80不銹管材(I級(jí))
GB12771-91不銹焊管(Y級(jí))
GB3280-84不銹冷板(I級(jí))
GB4237-84不銹熱板(I級(jí))
GB4239-91不銹冷帶(I級(jí))
不銹鋼專(zhuān)業(yè)名詞
通俗地說(shuō),不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實(shí)際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不 銹性和耐蝕性是相對(duì)的。試驗(yàn)表明,鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中,其耐蝕 性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時(shí),鋼的耐蝕性發(fā)生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類(lèi)方法很多。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類(lèi),有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學(xué)成分分類(lèi),基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統(tǒng);按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等,按耐蝕類(lèi)型分可分為耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;按功能特點(diǎn)分類(lèi)又可分為無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強(qiáng)度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn),所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中獲取得廣泛的應(yīng)用。 奧氏體不銹鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni8%~10%、C 約0.1%時(shí),具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來(lái)的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無(wú)磁性而且具有高韌性和塑性,但強(qiáng)度較低,不可能通過(guò)相變使之強(qiáng)化,僅能通過(guò)冷加工進(jìn)行強(qiáng)化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類(lèi)鋼除耐氧化性酸介質(zhì)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(lèi)鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業(yè)中獲
得了廣泛的應(yīng)用。
鐵素體不銹鋼:在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。這類(lèi)鋼一般不含鎳,有時(shí)還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類(lèi)鋼具導(dǎo)熱系數(shù)大,膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn),多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類(lèi)鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點(diǎn),因而限制了它的應(yīng)用。爐外精煉技術(shù)(AOD或VOD)的應(yīng)用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類(lèi)鋼獲得廣泛應(yīng)用。
奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼:是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。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(lèi)鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn),與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無(wú)室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高,具有超塑性等特點(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比,強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,也是一種節(jié)鎳不銹鋼。馬氏體不銹鋼:通過(guò)熱處理可以調(diào)整其力學(xué)性能的不銹鋼,通俗地說(shuō),是一類(lèi)可硬化的不銹鋼。典型牌號(hào)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(qiáng)韌性組合,主要用于蒸汽輪機(jī)葉片、餐具、外科手術(shù)器械。根據(jù)化學(xué)成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類(lèi)。根據(jù)組織和強(qiáng)化機(jī)理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時(shí)效不銹鋼等。
不銹鋼的物理化學(xué)機(jī)械特性
不銹鋼的物理性能主要用以下幾方面來(lái)表示:
1.熱膨脹系數(shù):因溫度變化而引起物質(zhì)量度元素的變化。膨脹系數(shù)是膨脹-溫度曲線的斜率,瞬時(shí)膨脹系數(shù)是特定溫度下的斜率,兩個(gè)指定的溫度之間的平均斜率是平均熱膨脹系數(shù)。膨脹系數(shù)可以用體積或者是長(zhǎng)度表示,通常是用長(zhǎng)度表示。
2.密度:物質(zhì)的密度是該物質(zhì)單位體積的質(zhì)量,單位是kg/m3或1b/in3。
3.彈性模量:當(dāng)施加力于單位長(zhǎng)度棱住的兩端能引起物體在長(zhǎng)度上的單位變化時(shí),單位面積上所需的力稱(chēng)為彈性模量。單位為1b/in3或N/m3。
4.電阻率:在單位長(zhǎng)度立方體材料的兩對(duì)面之間測(cè)量的電阻,單位用Ω?m,μΩ?cm或(已廢的)Ω/(circularmil.ft)來(lái)表示。
5.磁導(dǎo)率:無(wú)量綱系數(shù),表示物質(zhì)易被磁化的程度,是磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之比。
6.熔化溫度范圍:確定合金開(kāi)始凝固和凝固完了的溫度。
7.比熱:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物質(zhì)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(shù)值相同,因?yàn)闊崃康膯挝唬˙iu或cal)取決于單位質(zhì)量的水升高1度聽(tīng)需的熱量。國(guó)際單位制中比熱的數(shù)值與英制或CGS制是不同的,因?yàn)槟芰康膯挝唬↗)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(dǎo)率:物質(zhì)導(dǎo)熱的速率的量度。在單位截面積物質(zhì)上建立單位長(zhǎng)度上的1度的溫度梯度時(shí),那么熱導(dǎo)率定義為單位時(shí)間傳導(dǎo)的熱量,熱導(dǎo)率的單位為Btu/(h?ft?0F)或w/(m?K)。
9.熱擴(kuò)散率:是確定物質(zhì)內(nèi)部溫度前遷速率的一種性能,是熱導(dǎo)率對(duì)比熱和密度乘積的比值,熱擴(kuò)散率單位以Btu/(h?ft?0F)或w/(m?k)表示。
不銹鋼的性能與組織
目前已知的化學(xué)元素有100多種,在工業(yè)中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學(xué)元素約二十多種。對(duì)于人們?cè)谂c腐蝕現(xiàn)象作長(zhǎng)期斗爭(zhēng)的實(shí)踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來(lái)說(shuō),最常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對(duì)不銹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(xué)元素周期表中位于過(guò)渡族的元素。實(shí)際上工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼都是同時(shí)存在幾種以至十幾種元素的,當(dāng)幾種元素共存于不銹鋼這一個(gè)統(tǒng)一體中時(shí),它們的影響要比單獨(dú)存在時(shí)復(fù)雜得多,因?yàn)樵谶@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,因此不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。
1.各種元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響和作用
1-1.鉻在不銹鋼中的決定作用:決定不銹鋼性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止,還沒(méi)有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以后,促使其內(nèi)部的矛盾運(yùn)動(dòng)向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。這種變化可以從以下方面得到說(shuō)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于陽(yáng)極反應(yīng)被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現(xiàn)象。構(gòu)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.碳在不銹鋼中的兩重性碳是工業(yè)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,在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對(duì)組織的影響主要表現(xiàn)在兩方面,一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素,并且作用的程度很大(約為鎳的30倍),另一方面由于碳和鉻的親和力很大,與鉻形成—系列復(fù)雜的碳化物。所以,從強(qiáng)度與耐腐燭性能兩方面來(lái)看,碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。認(rèn)識(shí)了這一影響的規(guī)律,我們就可以從不同的使用要求出發(fā),選擇不同含碳量的不銹鋼。例如工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的,也是最起碼的不銹鋼——0Crl3~4Cr13這五個(gè)鋼號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)含鉻量規(guī)定為12~14%,就是把碳要與鉻形成碳化鉻的因素考慮進(jìn)去以后才決定的,目的即在于使碳與鉻結(jié)合成碳化鉻以后,固溶體中的含鉻量不致低于11.7%這一最低限度的含鉻量。就這五個(gè)鋼號(hào)來(lái)說(shuō)由于含碳量不同,強(qiáng)度與耐腐蝕性能也是有區(qū)別的,0Cr13~2Crl3鋼的耐腐蝕性較好但強(qiáng)度低于3Crl3和4Cr13鋼,多用于制造結(jié)構(gòu)零件,后兩個(gè)鋼號(hào)由于含碳較高而可獲得高的強(qiáng)度多用于制造彈簧、刀具等要求高強(qiáng)度及耐磨的零件。又如為了克服18-8鉻鎳不銹鋼的晶間腐蝕,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(dāng)高硬度與耐磨性成為主要要求時(shí),我們可以在增加鋼的含碳量的同時(shí)適當(dāng)?shù)靥岣吆t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(yè)上用作軸承、量具與刃具有不銹鋼9Cr18和9Cr17MoVCo鋼,含碳量雖高達(dá)0.85~0.95%,由于它們的含鉻量也相應(yīng)地提高了,所以仍保證了耐腐蝕的要求??偟膩?lái)講,目前工業(yè)中獲得應(yīng)用的不銹鋼的含碳量都是比較低的,大多數(shù)不銹鋼的含碳量在0.1~0.4%之間,耐酸鋼則以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大于0.4%的不銹鋼僅占鋼號(hào)總數(shù)的一小部分,這是因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)使用條件下,不銹鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外,較低的含碳量也是出于某些工藝上的要求,如易于焊接及冷變形等。
1-3.鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合后才發(fā)揮出來(lái)的鎳是優(yōu)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(dá)到24%;而只有含鎳27%時(shí)才使鋼在某些介質(zhì)
中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨(dú)構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時(shí)存在于不銹鋼中時(shí),含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能?;谏厦娴那闆r可知,鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用,在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化,從而使不銹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銹鋼中鎳
鉻鎳奧氏體鋼的優(yōu)點(diǎn)雖然很多,但近幾十年來(lái)由于鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強(qiáng)鋼的大量發(fā)展與應(yīng)用,以及化學(xué)工業(yè)日益發(fā)展對(duì)不銹鋼的需要量越來(lái)越大,而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數(shù)地區(qū),因此在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不銹鋼與許多其他合金領(lǐng)域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、熱強(qiáng)鋼等)中,特別是鎳的資源比較缺乏的國(guó)家,廣泛地開(kāi)展了節(jié)鎳和以其他元素代鎳的科學(xué)研究與生產(chǎn)實(shí)踐,在這方面研究和應(yīng)用比較多的是以錳和氮來(lái)代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。錳對(duì)于奧氏體的作用與鎳相似。但說(shuō)得確切一些,錳的作用不在于形成奧氏體,而是在于它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時(shí)增加奧氏體的穩(wěn)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(fā)生明顯的改變。這是因?yàn)殄i對(duì)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(hù)作用也很低,所以工業(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不銹鋼使用。錳在鋼中穩(wěn)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(wěn)定奧氏 體,并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銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在工業(yè)中獲得應(yīng)用,有的已成功地代替了經(jīng)典的18-8鉻鎳不銹鋼。
1-5.不銹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銹鋼的耐腐蝕性能。
1-7.其他元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響
以上主要的九種元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響,除這些元素對(duì)不銹鋼性能與組織影響 較大的元素以外,不銹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(zhì)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。從不銹鋼的耐腐蝕性能這一主要性質(zhì)來(lái)說(shuō),這些元素相對(duì)于已討論的九種元素,都是非主要方面的,雖然如此,但也不能完全忽略,因?yàn)樗鼈儗?duì)不銹鋼的性能與組織同樣也發(fā)生影響。硅是形成鐵素體的元素,在一般不銹鋼中為常存雜質(zhì)元素。鈷作為合金元素在鋼中應(yīng)用不多,這是因?yàn)殁挼膬r(jià)格高及其在其它方面(如高速鋼、硬質(zhì) 合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等)有著更重要的用途。在一般不銹鋼中加鈷作合金元素的也不多,常用不銹鋼如9Crl7MoVCo鋼(含1.2-1.8%鈷)加鈷,目的并不在于提高耐腐蝕性能而在于提高硬度,因?yàn)檫@種不銹鋼的主要用途是制造切片機(jī)械刃具、剪刀及手術(shù)刀片等。
硼:高鉻鐵素體不銹鋼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%)可使奧氏體不銹鋼的熱態(tài)塑性改善。少量的硼由于形成低熔點(diǎn)共晶體,使奧氏體鋼焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋的傾向增大,但含有較多的硼(0.5~0.6%)時(shí),反而可防止熱裂紋的產(chǎn)生。因?yàn)楫?dāng)含有0.5~0.6%的硼時(shí),形成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點(diǎn)降低。熔池的凝固溫度低于半溶化區(qū)時(shí),母材在冷卻時(shí)產(chǎn)生的張應(yīng)力,由處于液態(tài).固態(tài)的焊縫金屬承受,此時(shí)是不致引起裂縫的,即使在近縫區(qū)形成了裂紋,也可以為處于液態(tài)-固態(tài)的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業(yè)中有著特殊的用途。
磷:在一般不銹鋼中都是雜質(zhì)元素,但其在奧氏體不銹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(dá)0.06%,以利于冶煉控制。個(gè)別的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達(dá)0.06%(如2Crl3NiMn9鋼)以至0.08%(如Cr14Mnl4Ni鋼)。利用磷對(duì)鋼的強(qiáng)化作用,也有加磷作為時(shí)效硬化不銹鋼的合金元素,PH17-10P鋼(含0.25% 磷)乃PH-HNM鋼(含0.30磷)等。
硫和硒:在一般不銹鋼中也是常有雜質(zhì)元素。但向不銹鋼中加0.2~0.4%的硫,可提高不銹鋼的切削性能,硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不銹鋼的切削性能,是因?yàn)樗鼈兘档筒讳P鋼的韌性,例如一般18-8鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達(dá)30公斤/厘米2。含0.31%硫的18-8鋼(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的沖擊值為1.8公斤/平方厘米;含0。22%硒的18-8鋼(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的沖擊值為3.24公斤/平方厘米。硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能,所以實(shí)際應(yīng)用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少.稀土元素:稀土元素應(yīng)用于不銹鋼,目前主要在于改善工藝性能方面。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-鐵素體不銹鋼中加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,由于熱加工工藝性能在過(guò)去只能生產(chǎn)鑄件,加稀土元素后則可軋制成各種型材。
2.按金相組織對(duì)不銹鋼的分類(lèi)及各類(lèi)不銹鋼的一般特點(diǎn)按化學(xué)成分(主要是含鉻量)及用途,不銹鋼分為不銹與耐酸兩大類(lèi)。工業(yè)上還按自高溫(900-1100度)加熱空氣冷卻后鋼的基體組織的類(lèi)型對(duì)不銹鋼進(jìn)行分類(lèi),這是基于我們上面
所討論的碳及合金元素對(duì)不銹鋼組織影響的特點(diǎn)決定的。工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼按金相組織可分為三大類(lèi):鐵素體不銹鋼,馬氏體不銹鋼,奧氏體不銹鋼??梢园堰@三類(lèi)不銹鋼的特點(diǎn)歸納(如下表),但需要說(shuō)明的是馬氏體不銹鋼并不是都不可焊接,只是受某些條件的限制,如焊前應(yīng)預(yù)熱焊后應(yīng)作高溫回火等,而使焊接工藝比較復(fù)雜。 實(shí)際生產(chǎn)中一些馬氏體不銹鋼如1Cr13,2Cr13以及2Cr13與45鋼焊接還是比較多的。不銹鋼的分類(lèi)、主要成分及性能比較分類(lèi)大概成分(%)淬火性耐蝕性加工性可焊接性磁性
CCrNi
鐵素體系0.35以下16-27-無(wú)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(wú)優(yōu)優(yōu)優(yōu)無(wú)
以上分類(lèi)僅是按鋼的基體組織分的,由于鋼中穩(wěn)定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能 互相平衡,以及由于大量的鉻使平衡圖S點(diǎn)左移,工業(yè)中應(yīng)用的不銹鋼的組織除了上面講的三 種基本類(lèi)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(guò)渡型的復(fù)相不銹鋼,以及具有馬氏體-碳化物組織的不銹鋼。
2-1.鐵素體鋼
含鉻大于14%的低碳鉻不銹鋼,含鉻大干27%的任何含碳量的鉻不銹鋼,以及在上述成分基礎(chǔ)上再添加有鉬、鈦、鈮、硅、鋁、、鎢、釩等元素的不銹鋼,化學(xué)成分中形成鐵素體的元素占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),基體組織為鐵素。這類(lèi)鋼在淬火(固溶)狀態(tài)下的組織為鐵素體,退火及時(shí)效狀態(tài)的組織中則可見(jiàn)到少量碳化物及金屬間化合物。屬于這一類(lèi)的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因?yàn)楹?nbsp; 鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機(jī)械性能與工藝性能較差,多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。
2-2.鐵素休-馬氏體鋼
這類(lèi)鋼在高溫時(shí)為y+a(或δ)兩相狀態(tài),快冷時(shí)發(fā)生y-M轉(zhuǎn)變,鐵素體仍被保留,常溫 組織為馬氏體和鐵素體,由于成分及加熱溫度的不同,組織中的鐵素體量可在百分之幾至幾十 的范圍內(nèi)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(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的許多改型12%鉻熱強(qiáng)鋼(這類(lèi)鋼也叫做耐熱不銹鋼)中的許多鋼號(hào),如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均屬干這一
類(lèi)。
鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強(qiáng)化,故可獲得較高的機(jī)械性能。但它們的機(jī)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(tài)的影響。這類(lèi)鋼按成分中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個(gè)系列。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質(zhì)的能力,并且具有良好的減震性及較小的線膨脹系數(shù);后者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當(dāng),但在一定程度上也保留著高鉻鐵素體鋼的某些缺點(diǎn)。
2-3.馬氏體鋼
這類(lèi)鋼在正常淬火溫度下處在y相區(qū),但它們的y相僅在高溫時(shí)穩(wěn)定,M點(diǎn)一般在3OO℃左右,故冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。
這類(lèi)鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12%鉻熱強(qiáng)鋼,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不銹鋼的機(jī)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-馬氏體不銹鋼相近。由于組織中沒(méi)有游離的鐵素體,機(jī)械性能比上述鋼要高,但熱處理時(shí)的過(guò)熱敏感性較低。
2-4.馬氏體—碳化物鋼
Fe-C合金的并析點(diǎn)的含碳為0.83%,在不銹鋼中由于鉻使S點(diǎn)左移,含12%鉻和大于0.4%碳的鋼(圖11-3),以及含18%鉻和大于0.3%碳的鋼(圖卜)3)均屬于過(guò)共析鋼。這類(lèi)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。
屬于這一類(lèi)的不銹鋼牌號(hào)不多,卻是一些含碳比較高的不銹鋼,如4Crl3、9Cr18、9Crl8 MoV、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(xiàn)這樣的組織。由于含碳量高,上述9Cr18等三個(gè)鋼號(hào)中雖含有較多的鉻,但其耐腐蝕性能僅與含12~ 4%鍺的不銹鋼相當(dāng)。這類(lèi)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(yī)療器械等。
2-5.奧氏體鋼
這類(lèi)鋼含有較多擴(kuò)大y區(qū)和穩(wěn)定奧氏體的元素,在高溫時(shí)為均為y相,冷卻時(shí)由于Ms點(diǎn)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等鉻鎳不銹鋼,以錳代替部分鎳并加氮的低鎳不銹鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬于這一類(lèi)。奧氏體不銹鋼具有前已述及的許多優(yōu)點(diǎn),雖然機(jī)械性能也比較低,和鐵素體不銹鋼—樣不能熱處理強(qiáng)化,但可以通過(guò)冷加工變形的方法,利用加工硬化作用提高它們的強(qiáng)度。這類(lèi)鋼的缺點(diǎn)是對(duì)晶間腐蝕及應(yīng)力腐蝕比較敏感,需通過(guò)適當(dāng)?shù)睾辖鹛砑觿┘肮に嚧胧┫?nbsp;
2-6.奧氏體-鐵素體鋼
這類(lèi)鋼因擴(kuò)大y區(qū)和穩(wěn)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(fù)相狀態(tài),其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的范圍內(nèi)變化。屬于這一類(lèi)的不銹鋼很多,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(jiàn)到鐵素體,此外含鉻大于14~15%而碳低于0.2%的鉻錳不銹鋼(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已獲得應(yīng)用的大多數(shù)鉻錳氮不銹鋼等。與純奧氏體不銹
鋼比較,這類(lèi)鋼的優(yōu)點(diǎn)很多,如屈服強(qiáng)度較高,抗晶間腐蝕的能力較高,應(yīng)力腐蝕的敏感性低,焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋的傾向小,鑄造流動(dòng)性好等等。缺點(diǎn)是壓力加工性能較差,點(diǎn)腐蝕傾向較大,易產(chǎn)生c相脆性,在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下表現(xiàn)出弱磁性等。所有這些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)均來(lái)源于組織中的鐵素體。
2-7.奧氏缽-馬氏體鋼
這類(lèi)鋼的Ms點(diǎn)低于室溫,固溶處理以后為奧氏體組織,易于成形和焊接。通??捎脙煞N工藝方法使之發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變。一是固溶處理以后經(jīng)700~800度加熱,奧氏體因析出碳化鉻而轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)定狀態(tài),Ms點(diǎn)升高至室溫以上,冷卻時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體;二是固溶處理以后直接冷卻至Ms與Mf點(diǎn)之間,使奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。后一方法可獲得較高的耐腐蝕性能,但固溶處理以后至深冷的間隔時(shí)間不宜過(guò)久,否則會(huì)因奧氏體的陳化穩(wěn)定作用而使深冷的強(qiáng)化效應(yīng)降低。經(jīng)上述處理以后鋼再經(jīng)400~500度時(shí)效,使析出金屬間化合物進(jìn)—步強(qiáng)化。這類(lèi)鋼的典型鋼號(hào)有17Cr一7Ni一A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。這類(lèi)鋼也稱(chēng)為奧氏體-馬氏體時(shí)效不銹鋼,并因?yàn)閷?shí)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(shù)量的鐵素體,故也稱(chēng)為半奧氏體沉淀硬化不銹鋼。這類(lèi)鋼是50年代后期發(fā)展和應(yīng)用的新型不銹鋼,它們總的特點(diǎn)是強(qiáng)度高(C可達(dá)100一150)及熱強(qiáng)性好,但由于含鉻量較低并在熱處理時(shí)有碳化鉻析出,因此耐腐蝕性能比標(biāo)準(zhǔn)的奧氏體不銹鋼要低一些。也可以說(shuō)這類(lèi)鋼的高強(qiáng)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(lèi)鋼主要用于航空工業(yè)及火箭導(dǎo)彈生產(chǎn)方面,一般機(jī)械制造中應(yīng)用尚不普遍,并且在分類(lèi)上也有把它們納為超高強(qiáng)度鋼的一個(gè)系列。 不銹鋼的耐蝕性能腐蝕的種類(lèi)和定義一種不銹鋼可在許多介質(zhì)中具有良好的耐蝕性,但在另外某種介質(zhì)中,卻可能因化學(xué)穩(wěn)定性低而發(fā)生腐蝕。所以說(shuō),一種不銹鋼不可能對(duì)所有介質(zhì)都耐蝕。在眾多的工業(yè)用途中,不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據(jù)使用的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,除機(jī)械失效外,不銹鋼的腐蝕主要表現(xiàn)在:不銹鋼的一種嚴(yán)重的腐蝕形式是局部腐蝕(亦即應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂、點(diǎn)腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導(dǎo)致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實(shí)上,很多失效事故是可以通過(guò)合理的選材而予以避免的。 金屬的腐蝕,按機(jī)理可分為特理腐蝕、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕三種。生活實(shí)際、工程實(shí)際中的金屬腐蝕,絕大多數(shù)都屬于電化學(xué)腐蝕。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC):是指承受應(yīng)力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴(kuò)展而互生失效
的一種通用術(shù)語(yǔ)。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的必要條件是要有拉應(yīng)力(不論是殘余應(yīng)力還是外加應(yīng)力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質(zhì)存在。型紋的形成和擴(kuò)展大致與拉應(yīng)力方向垂直。這個(gè)導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的應(yīng)力值,要比沒(méi)有腐蝕介質(zhì)存在時(shí)材料斷裂所需要的應(yīng)力值小得多。在微觀上,穿過(guò)晶粒的裂紋稱(chēng)為穿晶裂紋,而沿晶界擴(kuò)圖的裂紋稱(chēng)為沿晶裂紋,當(dāng)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂擴(kuò)展至其一深度時(shí)(此處,承受載荷的材料斷面上的應(yīng)力達(dá)到它在空氣中的斷裂應(yīng)力),則材料就按正常的裂紋(在韌性材料中,通常是通過(guò)顯微缺陷的聚合)而斷開(kāi)。因此,由于應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂而失效的零件的斷面,將包含有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相聯(lián)系的“韌窩”區(qū)域。點(diǎn)腐蝕:點(diǎn)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發(fā)生高度的局部腐
蝕,常見(jiàn)蝕點(diǎn)的尺寸小于1.00mm,深度往往大于表面孔徑,輕者有較淺的蝕坑,嚴(yán)重的甚至形成穿孔。晶間腐蝕:晶粒間界是結(jié)晶學(xué)取向不同的晶粒間紊亂錯(cuò)合的界城,因而,它們是鋼中各種溶質(zhì)元素偏析或金屬化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利區(qū)城。因此,在某些腐蝕介質(zhì)中,晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類(lèi)型的腐蝕被稱(chēng)為晶間腐蝕,大多數(shù)的金屬和合金在特定的腐蝕介質(zhì)中都可能呈現(xiàn)晶間腐蝕。晶間腐蝕是一種有選擇性的腐蝕破壞,它
與一般選擇性腐蝕不同之處在于,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(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點(diǎn)狀或潰瘍形的宏觀蝕坑,是局部腐蝕的一種形式,它可能發(fā)全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內(nèi)。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、松動(dòng)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(lái)描述在整個(gè)合金表面上以比較均勺的方式所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術(shù)語(yǔ)。當(dāng)發(fā)生全面腐蝕時(shí),村料由于腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中可能呈現(xiàn)全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問(wèn)題并不怎么令人擔(dān)心,因?yàn)?,這種腐蝕通常可以通過(guò)簡(jiǎn)單的浸泡試驗(yàn)或查閱腐蝕方面的文獻(xiàn)資料而預(yù)測(cè)它。
均勻腐蝕:是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。根據(jù)不同的使用情況對(duì)耐蝕提出不同的指標(biāo)要求,一般可分為兩大類(lèi):
1.不銹鋼指在大氣及弱腐蝕介質(zhì)中耐蝕的鋼。腐蝕速率小于0.01mm/年的,認(rèn)為是'完全耐蝕';腐蝕速率小于0.1mm/年的,認(rèn)為是'耐蝕'的。
2.耐蝕鋼指在各種強(qiáng)烈腐蝕介質(zhì)中能耐蝕的鋼。各種不銹鋼的耐腐蝕性能
304是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設(shè)備和機(jī)件。
301不銹鋼在形變時(shí)呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象,被用于要求較高強(qiáng)度的各種場(chǎng)合。
302不銹鋼實(shí)質(zhì)上就是含碳量更高的304不銹鋼的變種,通過(guò)冷軋可使其獲得較高的強(qiáng)度。
302B是一種含硅量較高的不銹鋼,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銹鋼,用于主要要求易切削和表而光浩度高的場(chǎng)合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機(jī)件,因?yàn)樵谶@類(lèi)條件下,這種不銹鋼具有良好的可熱加工性。
304L是碳含量較低的304不銹鋼的變種,用于需要焊接的場(chǎng)合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
304N是一種含氮的不銹鋼,加氮是為了提高鋼的強(qiáng)度。
305和384不銹鋼含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用于對(duì)冷成型性要求高的各種場(chǎng)合。
308不銹鋼用于制作焊條。
309、310、314及330不銹鋼的鎳、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(qiáng)度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種,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不銹鋼有著特別高的抗?jié)B碳能力和抗熱震性.
316和317型不銹鋼含有鋁,因而在海洋和化學(xué)工業(yè)環(huán)境中的抗點(diǎn)腐蝕能力大大地優(yōu)于304不銹鋼。其中,316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強(qiáng)度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。321、347及348是分別以鈦,鈮加鉭、鈮穩(wěn)定化的不銹鋼,適宜作高溫下使用的焊接構(gòu)件。348是一種適用于核動(dòng)力工業(yè)的不銹鋼,對(duì)鉭和鉆的合量有著一定的限制。
表面加工等級(jí)、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。一般用于冷軋材料,工業(yè)用槽罐、化學(xué)工業(yè)裝置等,厚度較厚由2.0MM-8.0MM。
鈍面:NO.2D冷軋后經(jīng)熱處理、酸洗者,其材質(zhì)柔軟,表面呈銀白色光澤,用於深沖壓加工,如汽車(chē)構(gòu)件、水管等。
霧面:NO.2B冷軋后經(jīng)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,用途廣泛,如餐具、建材等。采用改善機(jī)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(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度,具有不連續(xù)的粗紋。用于建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品及廚房設(shè)備等。
細(xì)砂:NO.4用粒度150-180號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度,具有不連續(xù)的粗紋,條紋比NO.3細(xì)。用于浴池、建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品、廚房設(shè)備及食品設(shè)備等。
#320用320號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度,具有不連續(xù)的粗紋,條紋比NO.4細(xì)。用于浴池、建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品、廚房設(shè)備及食品設(shè)備等。
毛絲面HAIRLINE:HLNO.4經(jīng)適當(dāng)粒度拋光砂帶的連續(xù)研磨生成研磨花紋的產(chǎn)品(細(xì)分150-320號(hào))。主要用于建筑裝飾,電梯,建筑物的門(mén)、面板等。
亮面:BA經(jīng)冷軋后施以光亮退火,并經(jīng)過(guò)平整得到的產(chǎn)品。表面光澤度極好,有很高的反射率。如同鏡面的表面。用于家電產(chǎn)品、鏡子、廚房設(shè)備、裝飾材料等。
產(chǎn)品特性及用途
SUS304:具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度和機(jī)械性能,沖壓彎曲等熱加工性好,無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象,無(wú)磁性。廣泛用于家庭用品(1、2類(lèi)餐具)、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸、汽車(chē)配件、醫(yī)療器具、建材、化學(xué)、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、船舶部件。
SUS304L:奧氏體基本鋼種,用途最為廣泛;耐蝕性和耐熱性?xún)?yōu)良;低溫強(qiáng)度和機(jī)械性能優(yōu)良;單相奧氏體組織,無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象(無(wú)磁性,使用溫度-196--800℃)。
SUS304Cu:以17Cr-7Ni-2Cu為基本組成的奧氏不銹鋼;成形性?xún)?yōu)良,特別是拔絲和抗時(shí)效裂紋性好;--耐腐蝕性與304相同。
SUS316:耐蝕性和高溫強(qiáng)度特別好,可在苛刻的條件下使用,加工硬化性好,無(wú)磁性。適于海水用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料生產(chǎn)設(shè)備、照相、食品工業(yè)、沿海設(shè)施
SUS316L:鋼中添加Mo(2-3%),故耐蝕性和高溫強(qiáng)度優(yōu)良;SUS316L含碳量比SUS316低,因此,抗晶間腐蝕性比SUS316優(yōu)良;高溫蠕變強(qiáng)度高??稍诳量痰臈l件使用,加工硬化性好,無(wú)磁性。適于海水用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料生產(chǎn)設(shè)備、照相、食品工業(yè)、沿海設(shè)施
SUS321:在304鋼中添加Ti,故抗晶間腐蝕性?xún)?yōu)良;高溫強(qiáng)度和高溫抗氧性?xún)?yōu)良;成本高,加工性比SUS304差。耐熱材料、汽車(chē)、飛行器排氣管管路,鍋爐爐蓋、管道,化學(xué)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,能夠承受的溫度范圍從室溫
直到575℃。廣泛用于汽車(chē)尾氣排氣系統(tǒng)。
SUS409L:控制鋼中的C和N含量,故焊接性、成形性和耐蝕性?xún)?yōu)良;含11%Cr,高溫和常溫下為具有BCC結(jié)構(gòu)的鐵素體不銹鋼;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(qiáng)度高,硬度高(有磁性);抗腐蝕性差,不適合于嚴(yán)重腐蝕環(huán)境下使用;含C量低,加工性好,通過(guò)熱處理可使表面硬化。
SUS420J2:馬氏體代表鋼種,強(qiáng)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(jìn)行熱處理改善機(jī)械性能。廣泛用于加工刀具、管嘴、閥門(mén)、板尺、餐具。
SUS430:熱膨脹率低,成型型及耐氧化性好適用于耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、2類(lèi)餐具、廚房洗滌槽。價(jià)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銹鋼。
不銹鋼的物理性能、力學(xué)性能和耐熱性能
不銹鋼的物理性能
不銹鋼和碳鋼的物理性能數(shù)據(jù)對(duì)比,碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼,而略低于奧氏體型不銹鋼;電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增;線膨脹系數(shù)大小的排序也類(lèi)似,奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最??;碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性,奧氏體型不銹鋼無(wú)磁性,但其冷加工硬化生成成氏體相變時(shí)將會(huì)產(chǎn)生磁性,可用熱處理方法來(lái)消除這種馬氏體組織而恢復(fù)其無(wú)磁性。 奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比,具有下列特點(diǎn);
1.高的電陰率,約為碳鋼的5倍。
2.大的線膨脹系數(shù),比碳鋼大40%,并隨著溫度的升高,線膨脹系數(shù)的數(shù)值也相應(yīng)地提高。
3.低的熱導(dǎo)率,約為碳鋼的1/3。
不銹鋼的力學(xué)性;
不論不銹鋼板還是耐熱鋼板,奧氏體型的鋼板的綜合性能最好,既有足夠的強(qiáng)度,又有極好的塑性同時(shí)硬度也不高,這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數(shù)的其它金屬材料相似,其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)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(qiáng)度在溫度15~80°C范圍內(nèi)增長(zhǎng)是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其沖擊韌度減少緩慢,并不存在脆性轉(zhuǎn)變溫度。所以不銹鋼在低溫時(shí)能保持足夠的塑性和韌性。
不銹鋼的耐熱性能
耐熱性能是指高溫下,既有抗氧化或耐氣體介質(zhì)腐蝕的性能即熱穩(wěn)定性,同時(shí)在高溫時(shí)雙有足夠的強(qiáng)度即熱強(qiáng)性。
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