不銹鋼的牌號、特性和用途

1、stainless steel耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼。又稱不銹耐酸鋼。實際應用中,常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異,前者不一定耐化學介質腐蝕,而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素,當鋼中含鉻量達到12%左右時,鉻與腐蝕介質中的氧作用,在鋼表面形成一層很薄的氧化膜(自鈍化膜,可阻止鋼的基體進一步腐蝕。除鉻外,常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等,以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼通常按基體組織分為:鐵素體不銹鋼。

2、含鉻12%30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。奧氏體不銹鋼。含鉻大于18%,還含有8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。奧氏體- 鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點,并具有超塑性。馬氏體不銹鋼。強度高,但塑性和可焊性較差。不銹鋼是具有60年發(fā)展歷程的現代材料自本世紀初發(fā)明不銹鋼以來,不銹鋼就把現代材料的形象和建筑應用中的卓越聲譽集于一身,使其競爭對手羨慕不已。只要鋼種選擇的正確,加工適當,保養(yǎng)合適,不銹鋼不會產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良

3、好的耐腐蝕性,所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可滿足建筑師和結構設計人員的需要。在建筑、大樓和結構的行業(yè)中,不銹鋼成功的關鍵是其具有良好的耐腐蝕性能。不銹鋼牌號分組200 系列鉻-鎳-錳奧氏體不銹鋼300 系列鉻-鎳奧氏體不銹鋼型號301延展性好,用于成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好?？鼓バ院推趶姸葍?yōu)于304不銹鋼。型號302耐腐蝕性同304,由于含碳相對要高因而強度更好。型號303通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。型號304通用型號;即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。型號309

4、較之304有更好的耐溫性。型號316繼304之後,第二個得到最廣泛應用的鋼種,主要用于食品工業(yè)和外科手術器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別。1型號321除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風險之外其他性能類似304。400 系列鐵素體和馬氏體不銹鋼型號408耐熱性好,弱抗腐蝕性,11%的Cr,8%的Ni。型號409最廉價的型號(英美,通常用作汽車排氣管,屬鐵素體不銹鋼(鉻鋼。型號410馬氏體(高強度鉻鋼,耐磨性好,抗腐蝕性較差。型號41

5、6添加了硫改善了材料的加工性能。型號420“刃具級”馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術刀具,可以做的非常光亮。型號430鐵素體不銹鋼,裝飾用,例如用于汽車飾品。良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性要差。型號440高強度刃具鋼,含碳稍高,經過適當的熱處理後可以獲得較高屈服強度,硬度可以達到58HRC,屬于最硬的不銹鋼之列。最常見的應用例子就是“剃須刀片”。常用型號有三種:440A、440B、440C,另外還有440F(易加工型。500 系列耐熱鉻合金鋼。600 系列馬氏體沉淀硬化不銹鋼。型號630最常用的沉淀硬化不銹鋼型號,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。不銹鋼為什么耐

6、腐蝕?所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應,在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進行氧化,使銹蝕不斷擴大,最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬(例如,鋅,鎳和鉻進行電鍍來保證碳鋼表面,但是,正如人們所知道的那樣,這種保護僅是一種薄膜。如果保護層被破壞,下面的鋼便開始銹蝕。不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻,但是因為鉻是鋼的組成部分之一,所以保護方法不盡相同。在鉻的添加量達到10.5%時,鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加,但鉻含量更高時,盡管仍可提高耐腐蝕性,但不明顯。原因是用鉻對鋼進行合金化處理時,把表面氧化物的類型改變成了類似于純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護表面

7、,防止進一步地氧化。這種氧化層極薄,透過它可以看到鋼表面的自然光澤,使不銹鋼具有獨特的表面。而且,如果損壞了表層,所暴露出的鋼表面會和大氣反應進行自我修理,重新形成這種"鈍化膜",繼續(xù)起保護作用。因此,所有的不銹鋼都具有一種共同的特性,即鉻含量均在10.5%以上。不銹鋼的類型"不銹鋼"一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼,而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼,所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途,然后再確定正確的鋼種。有關不銹鋼的進一步詳細情況可參見由NiDI編制的"不銹鋼指南"軟盤。幸而和建筑構造應用領域有

8、關的鋼種通常只有六種。它們都含有1722%的鉻,較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性,特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。耐大氣腐蝕經驗表明,大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說明,建議把地域分成四類,即:鄉(xiāng)村,城市,工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)。鄉(xiāng)村是基本上無污染的區(qū)域。該區(qū)人口密度低,只有無污染的工業(yè)。城市為典型的居住、商業(yè)和輕工業(yè)區(qū),該區(qū)內有輕度污染,例如交通污染。工業(yè)區(qū)為重工業(yè)造成大氣污染的區(qū)域。污染可能是由于燃油所形成的氣體,例如硫和氮的氧化物,或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體?？諝庵袘矣蔚念w粒,像鋼鐵生產過程中產生的灰塵或氧化鐵的沉積也會使腐蝕增加。沿海地區(qū)通常指的是距海邊一英里以內的區(qū)域

9、。但是,海洋大氣可以向內陸縱深蔓延,在海島上更是如此,盛行風來自海洋,而且氣候惡劣。例如,英國氣候條件就是如此,所以整個國家都屬于沿海區(qū)域。如果風中夾雜著海洋霧氣,特別是由于蒸發(fā)造成鹽沉積集聚,再加上雨水少,不經常被雨水沖刷,沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業(yè)污染的話,腐蝕性就更大。美國、英國、法國、意大利、瑞典和澳大利亞所進行的研究工作已經確定了這些區(qū)域對各種不銹鋼耐大氣腐蝕的影響。有關內容在NiIDI出版的建筑師便覽中作了簡單介紹,該書中的表可以幫助設計人員為各種區(qū)域選擇成本效益最好的不銹鋼。在進行選擇時,重要的是確定是否還有當地的因素影響使用現場環(huán)境。例如,不銹鋼用在工廠煙囪的下方,

10、用在空調排氣擋板附近或廢鋼場附近,會存在非一般的條件。維修及清理和其它曝露于大氣中的材料一樣,不銹鋼也會臟。今后的講座將分析影響維修及清理成本的設計因素。但是,在雨水沖刷,人工沖洗和已臟表面之間還存在著一種相互關系。通過把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水沖刷的效果。人工沖洗的效果是通過人工用海綿沾上肥皂水每隔六個月擦洗每塊板條的右邊來確定的。結果發(fā)現,與放在有棚的地方和不被沖洗的地方的板條相比,通過雨水沖刷和人工擦洗去除表面的灰塵和淤積對表面情況有良好的作用。而且還發(fā)現,表面加工的狀況也有影響,表面平滑的板條比表面粗糙的板條效果要好。因此洗刷的間隔時間受多種因素影響,主要的影

11、響因素是所要求的審美標準。雖然許多不銹鋼幕墻僅僅是在擦玻璃時才進行沖洗,但是,一般來講,用于外部的不銹鋼每年洗刷兩次。典型用途大多數的使用要求是長期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時,主要考慮的是所要求的審美標準、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。然而,其它應用越來越多的只是尋求結構的完整性或不透水性。例如,工業(yè)建筑的屋頂和側墻。在這些應用中,物主的建造成本可能比審美更為重要,表面不很干凈也可以。在干燥的室內環(huán)境中使用430不銹鋼效果相當好。但是,在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀,就需經常進行清洗。在污染嚴重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū),表面會非常臟,甚至產生銹蝕。但要獲得戶外環(huán)境中

12、的審美效果,就需采用含鎳不銹鋼。所以,304不銹鋼廣泛用于幕墻、側墻、屋頂及其它建筑用途,但在侵蝕性嚴重的工業(yè)或海洋大氣中,最好采用316不銹鋼?，F在,人們已充分認識到了在結構應用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設計準則中包括了304和316不銹鋼。因為"雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體,所以,歐洲準則中也包括了這種鋼。產品形狀實際上,不銹鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產制造的,而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼制成的,也用中厚板生產特殊產品,例如,生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊

13、管或無縫鋼管及其它形式的產品,包括型材、棒材、線材和鑄件。表面狀態(tài)正如后面將談到的,為了滿足建筑師們美學的要求,已開發(fā)出了多種不同的商用表面加工。例如,表面可以是高反射的或者無光澤的;可以是光面的、拋光的或壓花的;可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案,以滿足設計人員對外觀的各種要求。保持表面狀態(tài)是容易的。只需偶爾進行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好,也可以容易地去除表面的涂寫污染或類似的其它表面污染。設計六十多年以來,建筑師們一直選用不銹鋼來建造成本效益好的永久性建筑物?，F有的許多建筑物充分說明了這種選擇的正確性。有些是非常具有觀賞性的,如紐約市的Chrysler大廈。但在

14、許多其它應用中,不銹鋼所起的作用不是那么引人注目,可是在建筑物的美學和性能方面卻起著重要作用。例如,由于不銹鋼比其它相同厚度的金屬材料更具有耐磨性和耐壓痕性,所以在人口流動量大的地方修建人行道時,它是設計人員的首選材料。不銹鋼用作建造新的建筑物和用來修復歷史名勝古跡的結構材料已有70多年了。早期的設計是按照基本原則進行計算的。今天,設計規(guī)范,例如,美國土木工程師學會的標準ANSI/ASCE-8-90"冷成型不銹鋼結構件設計規(guī)范"和NiDI與Euro Inox聯合出版的"結構不銹鋼設計手冊"已簡化了使用壽命長,完整性好的建筑用結構件的設計。未來展望由于不銹

15、鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能,它在金屬中可以說是獨一無二的,而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應用中性能更好,一直在改進現有的類型,而且,為了滿足高級建筑應用的嚴格要求,正在開發(fā)新的不銹鋼。由于生產效率不斷提高,質量不斷改進,不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的材料之一。不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身,所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建筑材料之一。不銹鋼的標識方法鋼的編號和表示方法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;用拉丁字母和順

16、序組成序號,只表示用途。我國的編號規(guī)則采用元素符號用途、漢語拼音,平爐鋼:P、沸騰鋼:F、鎮(zhèn)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C0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C0.03% 如0Cr17Ni13Mo國際不銹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銹鋼的。其中:奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數字標示,鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數字表示。例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼是以201、

17、304、316以及310為標記,鐵素體不銹鋼是以430和446為標記,馬氏體不銹鋼是以410、420以及440C為標記,雙相(奧氏體-鐵素體,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利名稱或商標命名。4.標準的分類和分級4-1分級:國家標準GB行業(yè)標準YB地方標準企業(yè)標準Q/CB4-2 分類:產品標準包裝標準方法標準基礎標準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 不銹棒材(I級GB4241-84 不銹焊接盤園(H級GB4356-84 不銹焊接盤園(I級GB1270-80 不銹管材(I級GB12771-9

18、1 不銹焊管(Y級GB3280-84 不銹冷板(I級GB4237-84 不銹熱板(I級GB4239-91 不銹冷帶(I級不銹鋼不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼,它是由不銹鋼和耐酸鋼兩大部分組成的,簡言之,能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不銹鋼,而能抵抗化學介質腐蝕的鋼叫耐酸鋼。一般說來,含硌量Wcr大于12%的鋼就具有了不銹鋼的特點不銹鋼按熱處理后的顯微組織又可分為五大類:即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼及沉淀碳化不銹鋼文字不銹鋼設備制作過程中會出現表現損傷,缺陷以及一些影響表面的物質,如:粉塵、浮鐵粉或嵌入的鐵,熱回火色和其它氧化層、銹斑、研磨毛刺、焊接引弧斑痕、焊接飛濺、焊劑、焊接

19、缺陷、油和油脂、殘余粘合劑和油漆、粉筆和標記筆印等。絕大多數都是因為忽略了它們的有害影響而不重視或做得不好。但是,它們對氧化保護膜有著潛在的危害。保護膜一旦被損壞,被減薄或用其它方法使之改變,下面的不銹鋼就會開始腐蝕。腐蝕一般不是遍及整個表面,而是在缺陷處或其周圍。這種局總腐蝕通常會為點蝕或縫隙腐蝕,這兩種腐蝕會向深度和廣度發(fā)展,而大部分表面不受侵蝕。下面談一下造成這些問題的各種原因。不銹鋼表面損傷和夾帶外來物的清洗1、粉塵制作經常是在有粉塵的場地進行,空氣中常帶有許多粉塵,它們不斷地落在設備表面。它們可以用水或堿性溶液去除掉。不過,有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進行清理。2、浮鐵粉或嵌入的鐵

20、在任何表面上,游離鐵都會生銹并使不銹鋼產生腐蝕。因此,必須清除。浮粉一般可隨粉塵一起清除掉。有些粘著力很強,必須按嵌入的鐵處理。除粉塵外,表面鐵的來源很多,其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼,低合金鋼或鑄鐵件上使用過的砂子、玻璃珠或其它磨料進行噴丸處理,或在不銹鋼部件及設備附近對前面提到的非不銹鋼制品進行修磨。在下料或吊過過程中如果不對不銹鋼采取保護措施,鋼絲繩、吊具和工作臺面上的鐵很容易嵌入或玷污表面。訂貨要求和制作后檢查可以防止并發(fā)現游離鐵的存在,ASTM標準A3803規(guī)定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼微粒的鐵銹試驗法。當要求絕對不能有鐵存在的時候,應該使用這種檢驗方法。如果結果令人滿意

21、,應用干凈的純水或硝酸對表面進行洗滌,直到深藍色完全消失。正如標準A3803指出的如果鐵銹試驗溶液不能全部清除干凈,不推薦在設備的工藝表面,即用來生產人類消費品的直接接觸表面采用這種試驗方法。比較簡單的試驗方法是在水中暴露1224小時,檢查是否有銹斑。這種試驗靈敏性差,而且耗時。這些都是檢測試驗,不是清理方法。如果發(fā)現有鐵存在,必須用后面介紹的化學和電化學的方法進行清理。3、劃痕為了防止工藝潤滑劑或生成物和/或污物積留,必須對劃痕和其它粗糙表面進行機械清理。4、熱回火色和其它氧化層如果在焊接或修磨過程中不銹鋼在空氣中被加熱到一定的高溫,焊縫兩側、焊縫的下表面和底部都會出現鉻氧化物熱回火色。熱回

22、火色比氧化保護膜薄,而且明顯可見。顏色決定于厚度,可呈見彩虹色、藍色、紫色到淡黃色和棕色。較厚的氧化物一般為黑色。它是由于在高溫或長時間在較高度下停留所致。當出現任何一種這類氧化層時,金屬表面的鉻含量都會降低,造成這些區(qū)域的耐腐蝕性降低。在這種情況下,不僅要消除熱回火色和其它氧化層,還應對它們下面的貧鉻金屬層進行清理。5、銹斑制作前或制作過程中有時會看到不銹鋼產品或設備上生銹,這說明表面受到嚴重污染。設備投入使用前必須把銹清除掉,徹底清理過的表面應通過鐵試驗和/或水試驗進行檢驗。6、粗糙的研磨和機加工研磨和機加工都會造成表面粗糙,留有凹槽,重疊和毛刺等缺陷。每種缺陷也可能使金屬表面損傷到一定深

23、度,以至于受損傷的金屬表面無法通過酸洗,電拋光或噴丸等方法清理掉。粗糙表面能夠成為發(fā)生腐蝕和沉積生成物的發(fā)源地,重焊前清理焊縫缺陷或清除多余的焊縫加強高都不能用粗磨進行研磨。對后一種情況,應再用細磨料研磨。7、焊接引弧斑痕焊工在金屬表面引弧時,會造成表面粗糙缺陷。保護膜受損,留下潛在的腐蝕源。焊工應在已經焊好的焊道上或在焊縫接頭的側邊引弧。然后將引弧痕跡熔入焊縫中。8、焊接飛濺焊接飛濺與焊接工藝有很大關系。例如:GTAM(氣體保護鎢極電弧焊或TIG(惰性氣體保護鎢極焊沒有飛濺。但是,采用GMAW(氣體保護金屬電弧焊和FCAW(帶焊劑芯的電弧焊兩種焊接工藝時如果焊接參數使用不當會造成大量飛濺。出

24、現這種情況時,必須調整參數。如果要解決焊接飛濺的問題,焊接前應在接頭的每一邊涂上防濺劑,這樣可以消除飛濺物的附著力。焊完后可以很容易地將這種防濺劑及各種飛濺物清理掉,可不損傷表面或帶來輕微損傷。9、焊劑利用焊劑進行焊接的工藝有手工焊,帶焊劑芯電弧焊和埋弧焊,這些焊接工藝都會在表面留下細小的焊劑顆粒,普通的清理方法無法將它們清除掉。這此顆粒將是縫隙腐蝕的腐蝕源,必須采用機械清理方法去除這些殘留焊劑。10、焊接缺陷焊接缺陷如:咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋不僅降低接頭的牢固性,而且還會成為縫隙腐蝕的腐蝕源。改善這種結果進行清理操作時,它們還會夾帶固體顆粒。這些缺陷可通過重新焊接或修磨后重焊進行修補。

25、11、油和油脂有機物質如:油,油脂甚至指印都會成為局部腐蝕的腐蝕源。由于這些物質能起屏障作用,它們會影響化學和電化學清理效果,因而必須徹底清理掉。ASTM A380有一種簡單的斷水(WATERBREAK試驗檢測有機污染物。試驗時,從垂直表面的頂部澆下水,在向下流的過程中水會沿著有機物質的周圍分開。熔劑和/或酸性化學清洗劑可清除油跡和油脂。12、殘余粘合劑撕掉膠帶和保護紙時,粘合劑總有一部分殘留在不銹鋼表面。如果粘全劑還沒硬,可以用有機熔劑去除。但是,當曝露在光和/或空氣中時,粘全劑變硬,形成縫隙腐蝕的腐蝕源。然后需要用細磨料進行機械清理。13、油漆、粉筆和標記筆印這些污染物的影響與油和油脂的影

26、響相似。建議用干凈的刷子和干凈的水或堿性清洗劑進行洗滌,也可以使用高壓水或蒸汽沖洗。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,這類鋼具導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優(yōu)良等特點,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。爐外精煉技術(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泛應用。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1

27、8%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銹鋼的特點,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銹鋼的475脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,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。馬氏體不銹鋼通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。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,主要用于

28、蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,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效不銹鋼等。不銹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;線膨脹系數大小的排序也類似,奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最小;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。奧氏體型不銹鋼與碳

29、鋼相比,具有下列特點:1高的電陰率,約為碳鋼的5倍。2大的線膨脹系數,比碳鋼大40%,并隨著溫度的升高,線膨脹系數的數值也相應地提高。3低的熱導率,約為碳鋼的1/3。不銹鋼的力學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,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,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1580 °C范圍內增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其沖擊韌度減少緩慢,并不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑

30、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腐蝕的性能即熱穩(wěn)定性,同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。碳的影響:碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體區(qū)的元素.碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍,碳是一種間隙元素,通過固溶強化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強度.碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液中的耐應力腐蝕的性能.但是,在奧氏體不銹鋼中,碳常常被視為有害元素,這主要是由于在不銹鋼和耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經450850加熱,碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導致局部鉻的貧化,使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下

31、降.因此,60年代以來新發(fā)展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道隨著碳含量降低,鋼的晶間腐蝕敏感性降低,當碳含量低于0.02%才具有最明顯的效果,一些實驗珠光還指出,碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點腐蝕分傾向.由于碳的有害作用,不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過和中應按要求控制盡量低的碳含量,而且在隨后的熱,冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳,且免鉻的碳化物析出.鉻的影響:鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質作用下,鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩(wěn)定鈍態(tài)的結果.1鉻對組織的影響:在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成并穩(wěn)

32、定鐵體的元素,縮小奧氏體區(qū),隨著鋼中含量增加,奧氏體不銹鋼中可出現鐵素體(組織,研究表明,在鉻鎳奧氏體不銹鋼中,當碳含量為0.1%,鉻含量為18%時,為獲得穩(wěn)定的單一奧氏體組織,所需鎳含量最低,約為8%,就這一點而言,常用的18Cr8Ni型鉻鎳奧氏體不銹鋼是含鉻,鎳量配比最為適宜的一種.有奧氏體不銹鋼中,隨著鉻含量的增加,一些金屬間相(比如相的形成傾向增大,當鋼中含有鉬時,鉻含含量會增加還會相等的形成,如前所述, 相的析出不僅顯著降低鋼的塑性和韌性,而且在一些條件下還降低鋼的耐蝕性,奧氏體不銹鋼中鉻含量的提高可使馬氏體轉烴溫度(Ms下降,從而提高奧氏體基體的穩(wěn)定性.因此高鉻(比如超過20%奧氏

33、體不銹鋼即使經過冷加工和低溫處理也很難獲得馬氏體組織.鉻是強碳化物形成元素,在奧氏體不銹鋼中也不例外,奧氏體不銹鋼中常見的鉻碳化物有Cr23C6;當鋼中含有鉬或鉻時,還可見到期Cr6C等碳化物,它們的形成在某些條件下對鋼的性能會產生重要影響.2鉻對性能的影響:一般來主,只要奧氏體不銹鋼保持完全奧氏體組織而沒有鐵素體等的形成,僅提高鋼中鉻含量不會對力學性能有顯著影響,鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是耐蝕性,主要表現為:鉻提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的性能;在鎳以及鉬和銅復合作用下,鉻提高鋼耐一些還原性介質,有機酸,尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐局部腐蝕,比如晶間腐蝕.點腐蝕,縫隙腐蝕以

34、及某此條件下應力體育館的性能.對奧氏體不銹鋼晶間體育館敏感性影響最大的因素是鋼中碳含量,其他元素對晶間體育館的作用主要視其對碳化物的溶解和沉淀行為的影響而定,在奧氏體不銹鋼中,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益,鉻非常有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕性能,當鋼中同時有鉬或鉬及氮存在時,鉻的這種有效性大加強,雖然根據研究鉬的耐點體育館及縫隙腐蝕的能力為鉻的話倍左右,氮為鉻的30倍,但是大量研究,奧氏體不銹鋼中如果沒有鉻或者鉻含量較低,鉬及氮的耐點腐蝕與縫隙腐蝕作用便會喪失或不夠顯著.鉻對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能的作用,隨實驗介質條件及

35、實際使用環(huán)境而異,在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用一般是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質,高溫高壓水以及點腐蝕為起源的應力腐蝕條件下,提高鋼中鉻含量則對耐應力腐蝕有利,同時,鉻還可防止奧氏體不銹鋼及合金中由于鎳含量提高而容易出現的晶間型應力腐蝕的傾向,對開苛性(NqOH應力腐蝕,鉻的作用也是有益的鉻除對負數氏體不銹鋼耐蝕性有重要影響外,還能顯著提高該類鋼的抗氧化,抗硫化和抗融鹽腐蝕等性能. 鎳是奧氏體不銹鋼中的主要合金元素,其主要作用是一百萬并穩(wěn)定奧氏體,使鋼獲得完全奧氏體組織,從而使鋼具有良好的強度和塑性,韌性的配合,并具有優(yōu)良的冷,熱加工性和冷形成性以及焊接,低溫與無磁等性能,同時提高奧

36、氏體不銹鋼的熱力學穩(wěn)定性,使之不僅比相同鉻,鉬含量的鐵素體,馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,而且于表面膜穩(wěn)定性的提高,從而使鋼還具有更加優(yōu)異的耐一些還原性介質的性能.1鎳對組織的影響鎳是強烈一百萬并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體相區(qū)的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需的最低鎳含量約為8%,這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本分,奧氏體不銹鋼中,隨著鎳含量的增加,殘余的鐵素體可完全消除,并顯著降低相形成的傾向;同時馬氏體轉烴溫度降低,甚至可不出現M相變,但是鎳含量的增加會降低碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度,從而使碳化物析出傾向增強.2鎳對性能的影

37、響鎳對奧氏體不銹鋼特別是對鉻鎳負數氏體不銹鋼力學性能的影響主要是由鎳對奧氏體穩(wěn)定性的影響來決定,在鋼中可能發(fā)生馬氏體轉變的鎳含量范圍內,隨著鎳含量的增加,鋼的強度降低頁塑性提高,具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性(包括極低溫韌性非常優(yōu)良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對于具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼,鎳的加入可進一步改善其韌性.鎳還可顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由于奧氏體穩(wěn)定性增大,減少以至消除了冷加工過程中的馬氏體轉變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不銹鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不銹鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強度,提高

38、塑性的作用,決定了鎳含量的提高有利于奧氏體不銹的冷加工成形性能,提高鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗奧氏體不銹鋼中的鐵素體,從而提高其熱加工性能,但是,鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮奧氏體不銹鋼的熱加工性能,從而顯著提高鋼的成材率在奧氏體不銹鋼中,鎳的加入以及隨著鎳含量的提高,導致鋼的熱力學穩(wěn)定性增加,因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質的性能進一步得到改善.值得指出,鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質穿晶型應力腐蝕的唯一重要元素.在各種酸介質中鎳對奧氏體不銹鋼

39、耐蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導致鋼和合金的晶間型應力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作用會由于鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高,其產生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至于對奧氏體不銹鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用并不顯著,此外,鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結構和性能降低,并且鎳含量越高越有害,這主要是由于鋼中晶界處一百萬低熔點硫化鎳所致.一般來說,簡單的鉻鎳(及鉻錳氮奧氏體不銹鋼僅用于要求不銹性和耐氧化性介質(比如硝酸等的使用條件下,鉬作為奧氏體不

40、銹鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用范圍進一步擴大,鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質(比H2SO4,H3PO4,以及一些有機酸和尿素環(huán)境的耐蝕性,并提高鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕等性能.1鉬對組織的影響鉬和鉻都是形成和穩(wěn)定鐵素體并擴大鐵素體相區(qū)的元素,鉬形成鐵素體的能力與鉻相當.鉬還促進奧氏體不銹鋼中金屬間相,比如相,相,和Laves相等的沉淀,對鋼的耐蝕性和力學性能都會產生不利影響,告別是導致塑性,韌性下降,為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織,隨著鋼中鉬含量的增加,奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等的含量也要相應提高,以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡.2鉬對性能的影響鉬對奧氏體不銹鋼的氧

41、化作用不顯著,因此當鉻鎳奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織且無金屬間析出時,鉬的加入對其室溫力學性能影響不大,但是,隨著鉬含量的增加,鋼的高溫強度提高,比如持久,蠕變等性能均獲較大改善,因此含鉬不銹鋼也常在高溫下應用,然而,鉬的加入使鋼的高溫變形抗力增大,加之鋼中常常存在少量鐵素體因而含鉬不銹鋼的熱衷加工性比不含鉬鋼為差,而且鉬含量越高,熱加工性能越壞,另外,含鉬奧氏體不銹鋼中容易一百萬(相沉淀,這將顯著惡化鋼的塑性和韌性,因此在含鉬奧氏體不銹鋼的生產,設備制造和應用過程中,要注意防止鋼中金屬間相的形成.鉬在奧氏體不銹鋼中的主要作用是提高鋼的耐還原性介質的腐蝕性能和耐點腐蝕,耐縫隙腐蝕等的性能.

42、分 別為鉬對鉻鎳奧氏體不銹鋼在硝酸,硫酸,醋酸,磷酸和尿素等介質中耐蝕性的影響,可以看出,除在氧化性介 質 HNO3 中處,鉬的作用都是有益的,因此含鉬的奧氏體不銹鋼一般不用天耐硝酸的腐蝕,除非硝酸中含 F-,Cl-等離子, 雖然鉬作用為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質,面點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實 驗已指出,鉬的耐蝕作用僅相當鋼中含有較高量的鉻時才有效,鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時,鉬 形成酸鹽后的緩蝕作用也已為實驗所證實. 在耐高濃氯化物溶液的應力腐蝕方面,雖然鉬作為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質,耐點腐蝕及縫隙 腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實驗已指出,

43、鉬的作用僅當鋼中含有較高量的鉻時才有效,鉬主要是強化鋼 中鉻的耐蝕作用,與此同時,鉬形成鉬酸鹽后的緩沖作用也已為實驗所證實. 在耐高濃氯化物沉淪的應力腐蝕方面,雖然一此實驗指同.3#以下的鉬對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能有 害,但是由于常見鉻鎳奧氏體不銹鋼多在含有微量氯化物及飽和氧的水介質中使用,其應力腐蝕又以點腐蝕 為起源,因此含鉬的鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼由于耐點腐蝕性能較高,所以在實際應用中常常比不含鉬鋼具有更 好的耐氯化物應力腐蝕性能. 不銹鋼的特性和用途 序列 類別 牌號 特性和用途 1 奧氏體形 1Cr17Mn6Ni5N 節(jié)鎳鋼種，代替牌號 1Cr17Ni7，冷加工后具有磁性。鐵道車輛用

44、。 2 1Cr18Mn8Ni5N 節(jié)鎳鋼種，代替牌號 1Cr18Ni9 3 1Cr17Ni7 經冷加工有高的強度。鐵道車輛，傳送帶，螺栓螺母 4 1Cr18Ni9 經冷加工有高的強度，但伸長率比 1Cr17Ni7 稍差。建筑用裝飾部件。 5 Y1Cr18Ni9 提高切削、耐燒蝕性。最適用于自動車床。螺栓螺母 6 Y1Cr18Ni9Se 提高切削、耐燒蝕性。最適用于自動車床。鉚釘、螺釘 7 0Cr19Ni9 作為不銹耐熱鋼使用最廣泛，食品用設備，一般化工設備，原子能工業(yè)用 8 00Cr19Ni11 比 0Cr19Ni9 碳含量更低的鋼，耐晶間腐蝕性優(yōu)越，為焊接后不進行熱處理部件類 9 0Cr19

45、Ni9N 在牌號 0Cr19Ni9 上加 N，強度提高，塑性不降低。使材料的厚度減少。作為結構用強度部 件 10 0Cr19Ni10NbN 在牌號 0Cr19Ni9 上加 N 和 Nb，具有與 0Cr19Ni9N 相同的特性和用途 11 00Cr18Ni10N 在牌號 00Cr19Ni11 上加 N，具有以上牌號同樣特性，用途與 0Cr19Ni9N 相同，但耐晶 間腐蝕性更好 12 1Cr18Ni12 與 0Cr19Ni9 相比，加工硬化性。旋壓加工，特殊拉撥，冷鐓用 13 0Cr23Ni13 耐腐蝕性，耐熱性均比 0Cr19Ni9 好 14 0Cr25Ni20 搞氧化性比 0Cr23Ni13

46、 好。實際上多作為耐熱鋼使用 15 0Cr17Ni12Mo2 在海水和其他各種介質中，耐腐蝕性比 0Cr19Ni9 好。主要作耐點蝕材料 16 0Cr18Ni12Mo2Ti 用于抗硫酸、磷酸、蟻酸、醋酸的設備，有良好耐晶間腐蝕性 17 00Cr17Ni14Mo2 為 0Cr17Ni12Mo2 的超低碳鋼，比 0Cr17Ni12Mo2 耐晶間腐蝕性好 18 0Cr17Ni12Mo2N 在牌號 0Cr17Ni12Mo2 中加入 N，提高強度，不降低塑性，使材料厚度減薄。作耐腐 蝕性較好的強度較高的部件 19 00Cr17Ni13Mo2N 在牌號 00Cr17Ni14Mo2 中加入 N， 具有以上牌號同樣特性， 用途與 0Cr17Ni12Mo2 相同，但耐晶腐蝕性更好 20 0Cr18Ni12Mo2Cu2 耐腐蝕性、耐點腐蝕性比 0Cr17Ni12Mo2 好。用于耐硫酸材料 21 00Cr18Ni14Mo2Cu2 為 0Cr18Ni12Mo2Cu2 的超低碳鋼，比 0Cr18Ni12Mo2Cu2 耐晶間腐蝕性好 22 0C19Ni13Mo3 耐點腐蝕性比 0Cr17Ni12Mo2 好。作染色設備材料等 23 00Cr19N