不銹鋼緊固件知識解讀

1、一、不銹鋼的特性:1、不銹鋼定義：不銹鋼通常指具有抵抗空氣、水、酸、堿鹽或其它介質(zhì)腐蝕能力的鋼 根據(jù)合金成份的不同，分別側(cè)重不銹性和耐酸性，有些鋼雖然具有不銹性，但不一定耐酸, 耐酸鋼通常具有不銹性。所有的不銹鋼沒有一種能夠應(yīng)付所有的腐蝕環(huán)境，都可以不生銹。“不銹鋼”是一種錯誤的名稱，因為沒有一種能夠應(yīng)付所有腐蝕環(huán)境，都可以不生銹的，不 銹鋼的真正含義只是“難生銹”而已。2、不銹鋼的分類:(1) 按組織結(jié)構(gòu)：馬氏體不銹鋼，鐵表體不銹鋼，奧氏體不銹鋼，雙相不銹鋼;(2) 按鋼中主要化學(xué)成份：鉻不銹鋼鎳不銹鋼，鉻鎳鉬不銹鋼，超低碳不銹鋼。(用于生產(chǎn)緊固件主要使用 300系奧氏體不銹鋼，此類不銹鋼的

2、主要化學(xué)成份是18%各加8%鎳 即一般所稱的18-8不銹鋼，屬鉻鎳不銹鋼系列)(3) 奧氏體不銹鋼的特性：正常狀態(tài)下無磁性，冷作加工后略有磁性；在各種溫度,可使均可保持其奧斯田組織， 不發(fā)生相變，所以不能用熱處理使其硬化；但施予冷作加工, 其硬化，并增加強度。主要有以下幾種鋼種：302HQ (0Cr18Ni9Cu3 )、SUS304(0Cr18Ni9)、304M304J3(302HC)、316(0Cr17Ni12Mo2)、316L(0Cr17Ni14Mo2)。其化學(xué)成份為:鋼種化學(xué)成份 Chemical Composition(%)CradeCSiMnPSNiCrMoCuMaxMaxMaxMa

3、xMaxSUSXM0.01.02.000.00.038.5-117-13.0-7304500.594.0(302HQ)SUS300.01.02.000.00.038.0-117-1480451.09304J30.01.02.000.00.038.0-117-11.0-(HC)80450.593.0304M0.01.02.000.00.038.5-118-2604500.00SUS310.01.02.000.00.0310-1416-12.0-63045083.0SUS310.01.02.000.00.0312-1516-12.0-6L3045083.0其鋼種特性介紹如下:302HQ低碳，低氮，

4、低硫，極低之加工硬化率，極佳之冷間加工性，適用于形狀復(fù)雜, 成型難度高之用途。304：加工硬化率適中，適于一般的冷加工及伸抽，冷加工性能較好。304M:中等的加工硬化率，適于一般的冷間加工及伸抽。304HC添加銅取代鎳，降低鋼材之加工硬化率，且可維持較低之導(dǎo)磁性。SUS316加鉬，更佳的耐蝕性及耐孔蝕性。SUS316L低碳，較316更佳的耐蝕性及更佳的冷加工性。二、奧氏體鋼螺栓、螺釘和螺柱機械性能類另y組別級性能等螺紋直徑度抗拉強min N/m力規(guī)定非比例伸長應(yīng)min N/m rf斷后伸長量min伽奧氏A1、A250WM395002100.6d體A3、A470WM247004500.4d80W

5、M248001 6000.3dA5螺紋破壞扭矩性能等級507080M1.60.150.20.24M20.30.40.48M2.50.60.90.96M31.11.61.8M42.73.84.3M55.57.88.8M69.31315M8233237M10466574M1280110130M162102901330ISO 3506 & GB/T 3098.6 )三、奧氏體不銹鋼高溫下的機械性能和低溫下的適用性（奧氏體鋼螺栓和螺釘?shù)钠茐呐ぞ豈1.6-M16（粗牙螺紋）如果螺栓，螺釘或螺柱經(jīng)過計算認(rèn)為是合適的，則相匹配的螺母也會符合要求。（以下數(shù)據(jù)僅是指導(dǎo)性的）1.高溫下的機械性能：高溫下的

6、屈服點b2和規(guī)定非比例伸長應(yīng)力b po.2的數(shù)值與在室 溫下的數(shù)值之比（用 表示），見表1 :1受溫度影響的o2和巾0.2鋼組(t2 和叩0.2 %2.低溫下的適用性:低溫下不銹鋼螺栓，螺釘和螺柱的適用性，見表2 :表2低溫下不銹鋼螺栓， 螺釘和螺柱的適用性（僅對奧氏體鋼）鋼組持續(xù)工作狀態(tài)下，工作溫度的較低極限A2-200 CA4螺栓和螺釘60 C螺柱-200 C鑒于合金元素Mo降低奧氏體的穩(wěn)定性，如果在緊固件的制造過程中高度變形,該臨界溫度可調(diào)整到較高數(shù)值。四、奧氏體不銹鋼的磁性所有奧氏體不銹鋼緊固件，通常是無磁的；經(jīng)過加工后，有些磁性可能是明顯的。各種材料被磁化能力的特性，也適用于不銹鋼，

7、只有在真空狀態(tài)下才有可能完全無r而言。如果對接近于1,磁，磁場中材料的磁導(dǎo)率的測量是相對于材料在真空中的磁導(dǎo)率卩 則該材料具有低的磁性導(dǎo)率。例如:A2：jir 1.8A4：ir 1.015A4L：l 1.005F1 ：磁性的強弱與鋼材的合金成分密切相關(guān)：磁性公式： MD30=551-462*(C+N)-9.2*Si-8.1*Mn-13.7*Cr-29*(Ni+C)18.5*Mo 此值愈小磁性愈小。五、產(chǎn)品使用注意事項 由于不銹鋼與碳鋼具有本質(zhì)差別。不銹鋼具有較好的延展性，使用不當(dāng)則易導(dǎo)致螺絲與螺帽配合后無法旋開。即俗稱“鎖死”或“咬死”。改善鎖死主要可從以下幾個方面改善：1 正確選擇產(chǎn)品：1

8、）在使用之前先確認(rèn)產(chǎn)品的機械性能是否能滿足使用要求。（如螺栓的抗拉強度和螺帽的安全負(fù)荷）。2）螺栓的長度選擇應(yīng)恰當(dāng) , 以旋緊后露出螺帽 1-2 個牙距為準(zhǔn)。2減少磨擦系數(shù)：1 ）螺紋必須保持清潔。2）使用前必須添加潤滑劑（如：40#機油，黃油）3正確的操作方法：1 ）螺帽必須垂直于螺絲的軸線進行旋合，切勿傾斜。2）在旋緊過程中，施力必須均勻，用力不可超過安全扭力值。（附安全扭力矩表） 3）盡可能選用扭力扳手或套筒扳手，避免使用活動扳手或電動扳手。(4)在高溫狀態(tài)下使用時必須冷卻，且使用時不要快速旋轉(zhuǎn)，以免溫度急速上升而導(dǎo) 致鎖死。(如電動扳手等)。4.安全扭力矩矩參考表:(1)使用設(shè)備：扭力

9、扳手，臺虎鉗，相匹配的套筒。(2)螺絲與螺帽性能等級：A2-70 , 304材質(zhì)，抗拉力強度：700N/mm 2,降伏強度：450N/(3)作業(yè)模式：把螺絲頭部垂直夾于臺虎鉗上，中間夾一塊工件，一個平墊和一個彈墊，再套上螺帽均勻施力，當(dāng)作用于螺由上的力大于以下數(shù)值時，螺帽可能無法再順利旋出, 所以在旋轉(zhuǎn)時，應(yīng)使用小于以下力矩，才可避免產(chǎn)品鎖死。(4)以下數(shù)據(jù)僅供參考:單位：牛頓規(guī)格M20-2.5M18-2.5M16-2.0M14-2.0M12-1.75安全扭矩22018015010055規(guī)格M10-1.5M8-1.25M6-1.0安全扭矩40209奧氏體型不銹鋼常用的牌號為302、303、30

10、4、305四個牌號，即所謂的“ 18-8 ”型奧氏體不銹鋼這四個牌號。不論是抗腐蝕性，還是其機械性能都相類似。選用的出發(fā)點是緊固件的生產(chǎn)工藝 方法，而方法又取決于緊固件的尺寸和形狀，同時還取決于生產(chǎn)的數(shù)量。302型用于采用機械加工的螺釘和自攻螺栓。303型為了改善切削加工性能，303型不銹鋼中添加有少量的硫，用于采用棒料加工螺母。304 型適用于采用熱鐓工藝加工緊固件時，例如較長規(guī)格的螺栓，大直徑的螺栓，它們均可能超出了冷鐓工藝的范圍。305型適用于采用冷鐓工藝加工緊固件時，例如冷成形螺母、六角螺栓。309型和310型，它們的含 Cr量和含Ni量都比18-8型不銹鋼高，適用于高溫下工作的緊固件

11、。316和317 型,它們均含有合金元素 Mo因此它們的高溫強度和耐蝕性能均比 18-8型不銹鋼高。321型和347型，321型含有較穩(wěn)定合金元素 Ti , 347型含有Nb,從而提高了材料的抗晶間腐蝕性能。適用于焊后不退火或在4201013 C服役的緊固件。鐵素體型不銹鋼430 型普通鉻鋼，它的耐腐蝕性能和耐熱性能比 410型好，有磁性，但它不能夠熱處理強化，適用于對而耐腐蝕和耐熱性能稍高的、強度要求一般的不銹鋼緊固件。四、馬氏體不銹鋼410型和416型可以熱處理強化，硬度在3545HRC機加工性能良好,用于一般用途的耐熱耐腐蝕緊固件。 416型含硫量稍高，是易切削不銹鋼。420型，含硫量仝

12、0.15%,機械性能提高，可以熱處理強化，最大硬度值53 58HRC，用于要求較高強度的緊固件。五、 沉淀硬化不銹鋼17-4PH, PH15-7M0它們可以得到比通常的18-8型不銹鋼更高的強度,因而被用于高強度、耐腐蝕不銹鋼緊固件。A-286, 一種非標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼，比常用的18-8型不銹鋼有更高的耐腐蝕性能，以及在溫度650 700 Co增高時仍具有良好的機械性能。用做高強度、耐熱、耐腐蝕緊固件，可使用到緊固件用不銹鋼成分03.0 .0.033210834708430.12410.15416.1542017-4PH.07P H15L7Mo095.012.09.09.013.020.017.19

13、.017.19.0018.00513.5014.00.1514.0.0.0.0.016.11.12.12.15.0.0.0.0.25.25.0.03.05.06.517.516.0.0.0.07.7518.0A-2824.13.08 0.0.0045.03.045.03.03.03.15.03.03.03.034.0TiNb.045.04.04.04.04.04.04.04o3Ti0Cr18Ni9Ti1Cr18Ni11N0 00 00 0Cu3.05.04Nb1Cr171Cr132Cr13Ni22Cr130Cr17Ni4CuA10.75 1.5Mo1.01.50Cr17Ni7AI1、 奧氏體不

14、銹鋼的磁性(ISO3506 , GB/T3098.6 )所有奧氏體不銹鋼緊固件，通常是無磁的；經(jīng)冷加工后，有些磁性可能是明顯的。各種材料被磁化能力的特性，也適用于不銹鋼。只有在真空狀態(tài)下才有可能完全無磁。磁場中材料的磁導(dǎo)率的測量是相對于材料在真空中的磁導(dǎo)率jir而言，如果卩接近于1，則該材料具有低的磁導(dǎo)率。例如： A2 i r 1A4 i r 1.01A4L i r 1.0051 i r 5磁性的強弱與鋼材的合金成分密切相關(guān):磁性公式：MD30=551-462*(C+N)-9.2*Si-8.1*M n-13.7*Cr-29*(Ni+Cu)-18.5*mo此值愈小磁性愈小。2、緊固件的鎖死現(xiàn)象緊

15、固件使用者經(jīng)常會反映：為何不銹鋼緊固件有時會有鎖死的問題，而在使用碳鋼緊固件時并不常發(fā)生類似現(xiàn)象，是不是不銹鋼緊固件材質(zhì)較軟、碳鋼緊固件相對來說比較硬的原因呢？沒錯！不銹鋼與碳鋼具有本質(zhì)上的差別。不銹鋼具有良好的延展性， 但其硬度與碳鋼有一定差距。奧氏體不銹鋼牌號316頭標(biāo)與A4-80的硬度實際上只能達(dá)到相當(dāng)于碳鋼硬度等級的8.8級。然而，這種說法只能說是對了一半。鎖死(Thread Galling )常發(fā)生在不銹鋼、鋁合金及鈦合金制的緊固件上，這幾類的金屬合金本身有防銹性， 會在表面受損傷時，在金屬表面產(chǎn)生一層薄薄的氧化層(以奧氏體不銹鋼而言，就是氧化鉻)來防止進一步更深入的銹蝕。當(dāng)不銹鋼緊

16、固件被鎖緊時,牙紋間所產(chǎn)生的壓力與熱力會破壞并抹去其間的氧化鉻層，使得金屬牙紋直接發(fā)生阻塞/剪切，進而發(fā)生黏著的現(xiàn)象。當(dāng)黏著的現(xiàn)象持續(xù)發(fā)生時（通常不超過一圈完整牙徑），將使得不銹鋼緊固件完全鎖死，再也無法卸下或鎖上。 通常這一系列的阻塞 7剪切7黏著7鎖死的一連串動作就發(fā)生在短短的幾秒鐘，因此，了解不銹鋼制品的特性并遵循正確操作手續(xù)都是防止不銹鋼緊固件鎖死的第一步。不銹鋼緊固件鎖死的原因一般有：1）牙紋粗糙或有異物沾粘。如有焊點及其它金屬屑夾在牙紋間，常會導(dǎo)致鎖死；2）用力太過或上鎖速度過快盡可能選用扭力扳手或套筒扳手,避免使用活動扳手或電動扳手。因為電動扳手常導(dǎo)致上鎖速度過快，溫度急速上升而

17、鎖死;3）施力方向角度錯誤。螺帽必須垂直于螺絲的軸線進行旋合，切勿傾斜;4）未使用墊圈。墊圈的使用能有效防止上鎖過緊的問題。要防止不銹鋼緊固件的鎖死，通常采用以下手段:1）減緩上鎖的速度。一般來說，減緩上鎖的速度能大幅度減少鎖死的機會，因為熱能常發(fā)生在上鎖的時候，當(dāng)熱能增加時鎖死 的機會也將增加；2）可使用黃油、二硫化鉬、石墨、云母或滑石粉來潤滑內(nèi)外牙紋，以減 少鎖死發(fā)生；3）扣停Coati ng也是一種有效的潤滑方式，經(jīng)過扣停處理的螺帽，將如同在 螺帽與螺絲之間多了一層潤滑膜。破壞扭矩Tm（N.m）螺紋性能等級507080M1.60.150.200.24M20.300.400.48M2.50

18、.600.900.96M31.101.601.80M42.703.804.303、奧氏體不銹鋼螺栓和螺釘?shù)钠茐呐ぞ兀ù盅缆菁y）M1.6M16M55.507.808.80M69.3013.0015.00M823.0032.0037.00M1046.0065.0074.00M1280.00110.00130.00M16210.00290.00330.00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)元素約二十多最常用種。對于人們在與腐蝕現(xiàn)象作長期斗爭的實踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說, 的元素有十幾種，除了組成鋼的基本元素鐵以外，對不銹鋼的性能與組

19、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渡族的元素。實際上工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼都是同時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統(tǒng)一體中時，它們的影響要比單獨存在時復(fù)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，因此不銹鋼的組織決定于各種元 素影響的總和。1).各種元素對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，還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性

20、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)部的矛盾運動向有利于抵 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明: 鉻使鐵基固溶體的電極電位提高鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化鈍化是由于陽極反應(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。碳在不銹鋼中對組織的影響主要表現(xiàn)在兩方面，30 倍），另一方面由于碳一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，并且作用的程度很大（約為鎳

21、的 和鉻的親和力很大，與鉻形成系列復(fù)雜的碳化物。所以，從強度與耐腐燭性能兩方面來 看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。認(rèn)識了這一影響的規(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0Crl34Cr13 這五個鋼號的標(biāo)準(zhǔn)含鉻量規(guī)定為 1214，就是把碳要與鉻形成碳化鉻的因素考慮進去以后才決定的，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。0Cr132Crl3 鋼的耐就這五個鋼號來說由于含碳量不同，強度與耐腐蝕性能也是有區(qū)別的， 腐蝕性較好但強度低于 3Crl3 和 4Cr13 鋼，多用于制

22、造結(jié)構(gòu)零件， 后兩個鋼號由于含碳較高188而可獲得高的強度多用于制造彈簧、刀具等要求高強度及耐磨的零件。又如為了克服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，我們可9Cr18 和 9Cr17MoVCol鋼，含碳以在增加鋼的含碳量的同時適當(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大多數(shù)不銹鋼的含碳量在量雖高達(dá) 0.850.95 ，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?？偟膩碇v， 目前工業(yè)中獲得應(yīng)用的不銹鋼

23、的含碳量都是比較低的，0.10.4 之間，耐酸鋼則以含碳 0.10.2 的居多。 含碳量大于 0.4 的不銹鋼僅占鋼號總此外，較數(shù)的一小部分， 這是因為在大多數(shù)使用條件下，不銹鋼總是以耐腐蝕為主要目的。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。 所以鎳不能單獨構(gòu)成不銹鋼。 但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時，含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能

24、。基于上面的情況可知， 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)點雖然很多，但近幾十年來由于鎳基耐熱合金與含鎳20以下的熱強鋼的大量發(fā)展與應(yīng)用， 以及化學(xué)工業(yè)日益發(fā)展對不銹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(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、熱強鋼等）中，特別是鎳的資源比較缺乏的國家， 廣泛地開展了節(jié)鎳和以其他元素代鎳的科學(xué)研究與生產(chǎn)實踐，在這方面研究和應(yīng)用比較多的是以錳和氮

25、來代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。錳對于奧氏體的作用與鎳相似。 但說得確切一些， 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 104%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(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼（如 40Mn 18Cr4,50Mn18Cr4WN ZGMn 13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

26、為鎳的二分之一，2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. 其他元素對不銹鋼的性能和組織的影響以上主要的九種元素對不銹鋼的性能和組織的影響，除這些元素對不銹鋼性能與組織影響耐腐蝕性能而在于提高硬度，因為這種不銹鋼的主要用途是制造切片機械刃具、剪刀及手術(shù)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

27、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)來說， 這些元素相對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，因為它們對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，這是因為鈷的價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，目的并不在于提高硼：高鉻鐵素體不銹鋼腐蝕性

28、能提高。加微量的硼（刀片等。Crl7Mo2Ti 鋼中加 0005%硼，可使在沸騰的 65%醋酸中的耐0.00060.0007 %）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共晶體，使奧氏體鋼焊接時產(chǎn)生熱裂紋的傾向增大，但含有較多的硼0506%）時，反而可防止熱裂紋的產(chǎn)生。因為當(dāng)含有0506%的硼時，形成奧 氏體硼化物兩相組織， 使焊縫的熔點降低。 熔池的凝固溫度低于半溶化區(qū)時， 母材在冷卻 時產(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。

29、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)006%，以利于冶煉控制。個別的含錳的 奧氏體鋼的含磷量可達(dá) 006（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銹鋼的合金元素，PH17 10P鋼（含0. 25% 磷）乃PH HNM鋼（含0. 30磷）等。0 20 4 的硫，可提硫和硒：在一般不銹鋼中也是常有雜質(zhì)元素。但向不銹鋼中加 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， 是因為它們降 低不銹鋼的韌性，例

30、如一般 18 8 鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達(dá) 30 公斤 /厘米 2。含 031%硫 的 18 8 鋼（ 0084 C、1815 Cr、9 25 Ni ）的沖擊值為 18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Crl7Ti 鋼和與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能，所以實際應(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00205%的

31、稀土元素（鈰鑭合金），可顯著 改善鍛造性能。曾有一種含 1 9 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） 按金相組織對不銹鋼的分類及各類不銹鋼的一般特點按化學(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。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型對不銹鋼進行分類，這是基于我們上面所討論的碳及合金元素對不銹鋼組織影響的特點決定的。工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼按金相組織可分為三大類：鐵素體不銹鋼， 馬氏體不銹鋼， 奧氏體不銹鋼?？梢园堰@三類不銹鋼的特點歸納 （如下表 ），但需要說明的是馬氏體不銹

32、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。不銹鋼的耐蝕性能腐蝕的種類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，一種不銹鋼不可能對所有介質(zhì)都耐蝕。在眾多的工業(yè)用途中，晶間不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。 根據(jù)使用的經(jīng)驗來看， 除機械失效外， 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)力腐蝕開裂、點腐蝕、 腐蝕、 腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕） 。這

33、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(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕三種。生活實際、工程實際中 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)境中由于烈紋的擴展而互生失效的 一種通用術(shù)語。 應(yīng)力腐蝕開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。 型紋的形成和擴展大致與拉應(yīng)力方向垂直。 這個導(dǎo)致應(yīng)力腐蝕開裂在微觀上， 穿過晶粒的應(yīng)力值，

34、 要比沒有腐蝕介質(zhì)存在時材料斷裂所需要的應(yīng)力值小得多。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(dāng)應(yīng)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(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，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由于應(yīng)力腐蝕開裂而失效的零件的斷面， 將包含有應(yīng)力腐蝕開裂的特征區(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發(fā)生高度的局部腐蝕，常見蝕點的尺寸小于 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

35、晶粒間紊亂錯合的界城,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5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。 這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕, 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、松動的

36、表面沉積物以及海生物 相接燭之處形成。當(dāng)發(fā)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(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術(shù)語。生全面腐蝕時, 村料由于腐蝕而逐漸變薄, 甚至材料腐蝕失效。 不銹鋼在強酸和強堿中可能因為, 這種腐蝕通?？梢酝ǔ尸F(xiàn)全面腐蝕。 全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔(dān)心, 過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預(yù)測它。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)不同的使用情況對耐蝕提出不同的指標(biāo)要求，一般可分為兩大類：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”

37、耐蝕”的。2. 耐蝕鋼 指在各種強烈腐蝕介質(zhì)中能耐蝕的鋼。2. 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)備和機件。301 不銹鋼在形變時呈現(xiàn)出明顯的加工硬化現(xiàn)象，被用于要求較高強度的各種場合。302 不銹鋼實質(zhì)上就是含碳量更高的 304 不銹鋼的變種， 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合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機件，因為在這類條件下，這種不銹鋼具有良好的可熱加

38、工性。304L 是碳含量較低的 304 不銹鋼的變種， 用于需要焊接的場合。 較低的碳含量使得在 *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度。305 和 384 不銹鋼含有較高的鎳，其加工硬化率低，適用于對冷成型性要求高的各種場合。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304的是使焊縫附近所析出的碳化

39、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)境中的抗點腐蝕能力大大地優(yōu)于不銹鋼。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 是一種適用于核動力工業(yè)的不銹鋼，對鉭和鉆的合量有著一定的限不銹鋼的物理化學(xué)機械特性不銹鋼的物理性能主要用以下幾方面來表示：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， 瞬時膨脹系數(shù)是特定溫度

40、下的斜率， 兩個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度表示，通常是用長度表示。.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 。.彈性模量：當(dāng)施加力于單位長度棱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/m3o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Q?m卩商cm或（已廢的)Q /(circular mil.ft)來表示。 磁導(dǎo)率：無量綱系數(shù)，表示物質(zhì)易被磁化的程度，是磁感應(yīng)強度與磁場強度之比。 熔化溫度范圍：確定合金開始凝固和凝固完了的溫度。 比熱： 單位質(zhì)量的

41、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，因為熱量的單位（Biu或cal）取決于單位質(zhì)量的水升高1度聽需的熱量。國際單位 制中比熱的數(shù)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)。1 度的溫度 .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)上建立單位長度上的梯度時，那么熱導(dǎo)率定義為單位時間傳導(dǎo)的熱量，熱導(dǎo)率的單位為Btu/(h ?ft ?0F)或w/(m ?K)。熱擴散率： 是確定物質(zhì)內(nèi)部溫度前遷速率的一種性能，是熱導(dǎo)率對比熱和密度乘積的比值，馬氏體不銹鋼：熱擴散率單位以B

42、tu/(h ?ft ?0F)或w/(m?k)表示通過熱處理可以調(diào)整其力學(xué)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，主要用于蒸汽輪機葉片、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。 根據(jù)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%、Ni 8%10%、C約0.1%時，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)