① 不銹鋼的種類分幾種
不銹鋼分類按成分可分為Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)、耐熱鉻合金鋼(500系列)及析出硬化系(600系列)。
1、200系列:鉻-錳-鎳
2、201,202等:以錳代鎳,耐腐蝕性比較差,國內廣泛用作300系列的廉價替代品
3、300系列:鉻-鎳 奧氏體不銹鋼
4、301:延展性好,用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於304不銹鋼。
5、302:耐腐蝕性同304,由於含碳相對要高因而強度更好。
6、303:通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。
7、304:通用型號;即18/8不銹鋼。產品如:耐蝕容器、餐具、傢俱、欄桿、醫療器材。標准成分是 18 % 鉻加 8 % 鎳。為無磁性、無法藉由熱處理方法來改變其金相組織結構的不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。
8、304 L:與 304 相同特性,但低碳故更耐蝕、易熱處理,但機械性較差 適用焊接及不易熱處理之產品。
9、304 N:與 304 相同特性,是一種含氮的不銹鋼,加氮是為了提高鋼的強度。
10、309:較之304有更好的耐溫性,耐溫高達980℃。
11、309 S:具多量鉻、鎳,故耐熱、抗氧化性佳,產品如:熱交換器、鍋爐零組件、噴射引擎。
12、310:高溫耐氧化性能優秀,最高使用溫度1200℃。
13、316:繼304之後,第二個得到最廣泛應用的鋼種,主要用於食品工業、鍾表飾品、制葯行業和外科手術器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之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則通常用於核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別。
14、316 L:低碳故更耐蝕、易熱處理,產品如:化學加工設備、核能發電機、冷凍劑儲糟。
15、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。
16、347:添加安定化元素鈮,適於焊接 航空器具零件及化學設備。
17、400系列:鐵素體和馬氏體不銹鋼,無錳,一定程度上可替代304不銹鋼
18、408:耐熱性好,弱抗腐蝕性,11%的Cr,8%的Ni。
19、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)。
20、410:馬氏體(高強度鉻鋼),耐磨性好,抗腐蝕性較差。
21、416:添加了硫改善了材料的加工性能。
22、420:「刃具級」馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用於外科手術刀具,可以做的非常光亮。
23、430:鐵素體不銹鋼,裝飾用,例如用於汽車飾品。良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性要差。
24、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,屬於最硬的不銹鋼之列。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)。
25、500系列:耐熱鉻合金鋼。
26、600系列:馬氏體沉澱硬化不銹鋼。
在建築應用領域,不銹鋼的表面加工之所以重要是有許多原因的。 腐蝕環境要求光滑的表面是因為表面光滑不容易積垢。污垢的沉積會使不銹鋼生銹甚至造成腐蝕。
在寬敞的大廳中,不銹鋼是電梯裝飾板最常用的材料,表面的手印雖然可以擦掉,但影響美觀,所以最好選用合適的表面防止留下手印。
衛生條件對許多行業是很重要的,例如,食品加工、餐飲、釀造和化工等,在這些應用領域,表面必須便於每天清洗,而且經常要用化學清洗劑。
不銹鋼是這方面的最佳材料,在公共場所,不銹鋼的表面經常會被胡寫亂畫,但是,它的一個重要特性是可以將它們清洗掉,這是不銹鋼優於鋁的一個顯著特點。鋁的表面容易留下痕跡,往往很難去掉。清理不銹鋼表面時應順著不銹鋼的紋路清理,因為有些表面加工的紋路是單向性的。
不銹鋼最適用於醫院或其它衛生條件至關重要的領域,如:食品加工、餐飲、釀造和化工,這不僅是因為它便於每天清洗,有時還要使用化學清洗劑,而且還因為它不易滋生細菌。試驗表明在這方面的性能與玻璃和陶瓷相同。
② 關於模具鋼的牌號
關鍵字:模具鋼牌號
根據《鋼鐵產品牌號表示方法》GB221-2000的規定,我國鋼鐵產品牌號一般採用漢語拼音字母、國際化學元素符號及阿拉伯數字結合起來表示。
1碳素結構鋼的具體牌號
Q195-Q195F、Q195b、Q195
Q215-Q215AF、Q215Ab、Q215A、Q215BF、Q215Bb、Q215B
Q235-Q235AF、Q235Ab、Q235A、Q235BF、Q235Bb、Q235B、Q235C、Q235D
Q255-Q255A、Q255B
Q275-Q275
對上述各牌號,要在供應工作中准確識別與使用。
2低合金高強度結構鋼
GB/T221-2000新牌號表示方法將低合金高強度結構鋼分為通用鋼和專用鋼兩類,新牌號表示方法與GB/T1591-94《低合金高強度結構鋼》,GB700-88《碳素結構鋼》相同,並與碳素結構鋼的牌號組成工程用鋼的系列。低合金高強度結構鋼按脫氧方法分為鎮靜鋼和特殊鎮靜鋼,但在牌號中沒有表示脫氧方法的符號。
1)通用低合金高強度結構鋼牌號組成
Q295-Q295A、Q295B
Q345-Q345A、Q345B、Q345C、Q345D、Q345E
Q390-Q390A、Q390B、Q390C、Q390D、Q390E
Q420-Q420A、Q420B、Q420C、Q420D、Q420E
Q460-Q460C、Q460D、Q460E
2)專用低合金高強度結構鋼牌號
專用低合金高強度結構鋼一般採用代表屈服點的拼音字母「Q」、屈服點數值(單位為MPa),並在尾部加按產品用途的拼音第一個字母表示。如:壓力容器用鋼牌號表示為「Q345R」;焊接氣瓶用鋼牌號表示為「Q295HP」;鍋爐用鋼牌號表示為「Q390g」;橋梁用鋼牌號表示為「Q420q」等。
3)優質碳素結構鋼的基本牌號有:
08F、10F、15F、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、15Mn、20Mn、25Mn、30Mn、35Mn、40Mn、45Mn、50Mn、60Mn、65Mn、70Mn共31個。
4易切削結構鋼
易切削結構鋼分加硫易切削鋼、加硫磷易切削鋼、加鉛易切削鋼、加鈣易切削鋼、加硫碳錳易切削鋼等。牌號用規定的符號和阿拉伯數字表示。即以「易」的漢語拼音首位字母「Y」打頭,其後用兩位阿拉伯數字表示碳含量的萬分數。
具體牌號有:Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca共9個牌號。
5合金結構鋼
其牌號是按鋼的碳含量、所含合金元素的種類及數量來表示。這種表示(編制)方法,可以從牌號上直接看出鋼的大致化學成分及質量等級,比較直觀簡明。
具體牌號有:
20Mn2、30Mn2、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、20MnV、27MnSi、35MnSi、42MnSi、20SiMn 2Mo、25SiMn2MoV、37SiMn2MoV、40B、45B、50B、40MnB、45MnB、20MnMoB、15MnVB、20MnV B、40MnVB、20MnTiB、25MnTiBRE、15Cr、15CrA、20Cr、30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、50Cr、38CrSi、12CrMo、15CrMo、20CrMo、30CrMo、30CrMoA、35CrMo、42CrMo、12CrMoV、35CrMo V、12Cr1MoV、25Cr2MoVA、25Cr2Mo1VA、38CrMoAl、40CrV、50CrVA、15CrMn、20CrMn、40C rMn、20CrMnSi、25CrMnSi、30CrMnSi、30CrMnSiA、35CrMnSiA、20CrMnMo、40CrMnMo、20CrMnTi、40CrMnTi、20CrNi、40CrNi、45CrNi、50CrNi、12CrNi2、12CrNi3、20CrNi3、30CrNi3、37CrNi3、12Cr2Ni4、20Cr2Ni4、20CrNiMo、40CrNiMoA、18CrNiMnMoA、45CrNi MoVA、18Cr2Ni4WA、25Cr2Ni4WA共77個。
6彈簧鋼
彈簧鋼是用以製造彈簧或其他彈性元件的鋼種。分為優質碳素彈簧鋼、合金彈簧鋼二類。
具體牌號有:65、70、85、65Mn、55Si2Mn、55Si2MnB、55SiMnVB、60Si2Mn、60Si2MnA、60 Su2CrA、60Si2CrVA、55CrMnA、60CrMnA、60CrMnMoA、50CrVA、60CrMnBA、30W4Cr2VA共17個牌號。
7保證淬透性結構鋼
其牌號是在優質碳素結構鋼和合金結構鋼的牌號後加「H」(英文「可淬透的」Hardenabi lity第一個字母)表示。有:45H、20CrH、40CrH、45CrH、40MnBH、45MnBH、20MnMoBH、20M nVBH、22MnVBH、20MnTiBH、20CrMnMoH、20CrMnTiH、20CrNi3H、12Cr2Ni4H、20CrNiMoH共1 5個牌號。
8焊接結構用耐候鋼
耐候鋼是抗大氣腐蝕用的低合金高強度結構鋼,按GB221-2000《鋼鐵產品牌號表示方法》的規定,其牌號表示方法與低合金高強度結構鋼相同,但在牌號尾部加「耐候」二字的漢語拼音字母「NH」,如Q340NH。
具體牌號有:16CuCr、12MnCuCr、15MnCuCr、15MnCuCr-QT(QT是英文Quenching&Temperi ng的縮寫,表示進行淬火加回火的熱處理)共4個牌號。
9高耐候性結構鋼
牌號表示方法與合金結構鋼相同,具體牌號有09CrPCrNi-A、09CuPCrNi-B、09CuP共3個牌號。
10滾動軸承鋼
滾動軸承鋼簡稱軸承鋼或滾珠鋼,是用來製造各種滾動軸承的套圈和滾動體的鋼種。
在牌號頭部加「滾」的漢語拼音首位字母「G」表示軸承鋼。
具體牌號有:GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn共5個牌號。
11無鉻軸承鋼
牌號表示方法與鉻軸承鋼相同,有:GSiMnV、GSiMnVXt、GSiMnMoV、GSiMnMoVXt、GMnM oV、GMnMoVXt共6個牌號。
12滲碳軸承鋼
具體牌號有:G20CrMo、G20CrNiMo、G20CrNi2Mo、G20Cr2Ni4、G10CrNi3Mo、G20Cr2Mn2Mo等6個。
13碳素工具鋼
碳素工具鋼的牌號採用「碳」的漢語拼音首位字母「T」打頭,其後用一位或兩位數字表示碳含量的千分數。較高含錳量的碳素工具鋼在數字後標出錳的元素符號Mn,高級優質鋼牌號尾部加「A」。
基本牌號有:T7、T8、T8Mn、T9、T10、T11、T12、T13共8個。
14合金工具鋼
合金工具鋼簡稱合工鋼,它是在碳素工具鋼的基礎上加入合金元素而形成的鋼種。
具體牌號有:9SiCr、8MnSi、Cr06、Cr2、9Cr2、W、4CrW2Si、5CrW2Si、6CrW2Si、Cr12、C12Mo1V1、Cr12MoV、Cr5Mo1V、9Mn2V、CrWMn、9CrWMn、Cr4W2MoV、6Cr4W3Mo2VNb、6W6M o5Cr4V、5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V、5Cr4Mo3SiMnVA1、3Cr3Mo3W2V、5Cr4W5Mo2V、8Cr3、4CrMnSiMoV、4Cr3Mo3SiV、4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、7Mn15Cr2A13V2WMo、3C r2Mo共33個牌號。
15高速工具鋼
高速工具鋼簡稱高工鋼或高速鋼,俗稱「鋒鋼」或「風鋼」,是一種適於高速切削的高碳、高合金工具鋼。
具體牌號有:W18Cr4V、W18Cr4VCo5、W18Cr4V2Co8、W12Cr4V5Co5、W6Mo5Cr4V2、CW6Mo5 Cr4V2、W6Mo5Cr4V3、CW6Mo5Cr4V3、W2Mo9Cr4V2、W6Mo5Cr4V2Co5、W7Mo4Cr4V2Co5、W2Mo9C r4VCo8、W9Mo3Cr4V、W6Mo5Cr4V2Al共14個牌號。
16不銹鋼
不銹鋼是不銹耐酸鋼的簡稱,包括不銹鋼和耐酸鋼。
鉻(Cr)是不銹鋼獲得耐蝕性的最基本元素,一般含鉻量均在13%以上,有的高達30%左右。鎳(Ni)也是不銹鋼的主要合金元素,含量多的可達20%左右。
具體牌號有:1Cr17Mn6Ni5N、1Cr18Mn8Ni5N、1Cr18Mn10Ni5Mo3N、1Cr17Ni7、1Cr18Ni9、Y1 Cr18Ni9、Y1Cr18Ni9Se、0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr19Ni9N、0Cr19Ni19NbN、00Cr18Ni10N、1Cr18Ni12、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20、0Cr17Ni12Mo2、Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2、0Cr17Ni12Mo2N、00Cr17Ni13Mo2N、0Cr18Ni12Mo2Cu2、00Cr18Ni14Mo2Cu2、0Cr19Ni13Mo3、00Cr19Ni13Mo3、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni16Mo5、1Cr 18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb、0Cr18Ni9Cu3、0Cr18Ni13Si4、0Cr26Ni5Mo2、1Cr18 Ni11Si4AlTi、00Cr18Ni5Mo3Si2、0Cr13Al、00Cr12、1Cr17、Y1Cr17、1Cr17Mo、00Cr30Mo2、00Cr27Mo、1Cr12、1Cr13、0Cr13、3Cr13、Y3Cr13、3Cr13Mo、4Cr13、1Cr17Ni2、7Cr17、8Cr17、9Cr18、11Cr17、Y11Cr17、9Cr18Mo、9Cr18MoV、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0 Cr15Ni7Mo2Al、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr17Ni7Al、0Cr15Ni7Mo2Al共64個牌號。
17耐熱鋼
耐熱鋼是指在高溫下有良好的化學穩定性和較高強度,能較好適應高溫條件工作的合金鋼。耐熱鋼牌號表示方法與不銹鋼完全相同。
具體牌號有:5Cr21Mn9Ni4N、2Cr21Ni12N、2Cr23Ni13、2Cr23Ni20、1Cr15Ni35、0Cr15 Ni25 Ti2MoAlVB、0Cr18Ni9、0Cr23Ni13、0Cr25Ni20、0Cr17Ni12Mo2、4Cr14Ni14W2Mo、3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N、0Cr19Ni13Mo3、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni10Ti、0Cr18Ni11Nb、0Cr18Ni13Si4、1Cr20Ni14Si2、1Cr25Ni20Si2、2Cr25N、0Cr13Al、00Cr12、1Cr17、1Cr5 Mo、4Cr9Si2、4Cr10Si2Mo、8Cr20Si2Ni、1Cr11MoV、1Cr12Mo、2Cr12MoVNbN、1Cr12WMoV、2Cr12NiMoWV、1Cr13、1Cr13Mo、2Cr13、1Cr17Ni2、1Cr11Ni2W2MoV、0Cr17Ni4Cu4Nb、0Cr1 7Ni7Al共40個牌號。
③ 不銹鋼有哪幾種型號它們之間有什麼區別
不銹鋼分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼及沉澱硬化不銹鋼等。
一、鐵素體不銹鋼
含鉻15%~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於其他種類不銹鋼,屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。
鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,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。
這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點,用於硝酸及食品工廠設備,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。
二、奧氏體不銹鋼
含鉻大於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。這類鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁或弱磁性,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好,用來製作耐酸設備。
三、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點,並具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。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。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
四、馬氏體不銹鋼
強度高,但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等,因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。
五、承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶
壓力容器專用不銹鋼,其分類和代號、尺寸、外形及允許偏差、技術要求、試驗方法、檢驗規則、包裝、標志及產品質量證明書等有明確要求。常用牌號有06Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2數字代號為:S30408、S31603等。主要用於食品機械、制葯機械等衛生級設備。
④ 不銹鋼材質有哪些種類
不銹鋼材質有以下幾種:
型號 301-延展性好,用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於304不銹鋼。
型號 302-耐腐蝕性同304,由於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-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,主要用於食品工業和外科手術器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之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則通常用於核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別
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 416-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。也用於外科手術刀具,可以做的非常光亮。
型號 430-鐵素體不銹鋼,裝飾用,例如用於汽車飾品。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,屬於最硬的不銹鋼之列。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-沉澱硬化不銹鋼。
型號 630-最常用的沉澱硬化不銹鋼型號,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。,鉻18-20。
⑤ 不銹鋼 種類
不銹鋼可以按用途、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。
1. 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。
2. 以金相組織的分類:
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. 沉澱硬化不銹鋼
3.不銹鋼的表面類別
現在不銹鋼的發展,已使不銹鋼的耐蝕性、外觀、加工性、強度等特性遠遠超過其它材料,而且,不銹鋼的許多表面處理法,可以取得豐富多彩的顏色及形狀,這為不銹鋼的發展作出很大的貢獻。
不銹鋼製造過程中的表面處理法以及機械研磨表面處理法
表面 特徵 製造法概要 用途
NO.1 銀白色,無光澤 熱軋到規定厚度,再經退火和除鱗的一種粗糙、無光表面 不需要有表面光澤的用途
NO.2D 銀白色 冷軋後進行熱處理和酸洗,有時在毛面輥進行最終的一道輕軋的一種無光表面加工 2D產品用於對表面要求不嚴的用途,一般用材,深沖用材
NO.2B 光澤強於NO.2D NO.2D處理後,經過拋光輥進行最終一道輕度冷軋,以取得適當光澤。這是最常用的表面加工,該加工也可作為拋光的第一步。 一般用材
BA 光亮如鏡 無標准,但通常是光亮退火的表面加工,表面反射性很高。 建築材料,廚房用具
NO.3 粗研磨 將NO.2D和NO.2B材,用100~200#(單位)的砥粒研磨帶,進行研磨 建築材料,廚房用具
NO.4 中間研磨 將NO.2D和NO.2B材,用150~180#砥粒研磨帶進行研磨而獲得的拋光表面,這是通用的,有鏡面反射的帶有可見『晶粒』的光亮表面 同上
NO.240 細研磨 將NO.2D和NO.2B材,用240#砥粒研磨帶進行研削 廚房用具
NO.320 極細研磨 將NO.2D和NO.2B材,用320#砥粒研磨帶進行研削 同上
NO.400 光澤接近於BA 將NO.2B材,用400#拋光輪進行研削 一般用材,建築用材,廚房用具
HL 發紋研磨 適當粒子大小的研磨材料進行發紋研削(150~240#)其砥粒很多 樓房,建築用材
NO.7 接近於鏡面研磨 用600#回轉拋光輪進行研磨 美術用,裝飾用
NO.8 鏡面研磨 鏡子用拋光輪進行研磨 反光鏡,裝飾用
4.不銹鋼的缺陷類別
分類 個數 典型缺陷 共同缺陷
原料缺陷 28 金屬球痕,大理石紋,縱向發裂 劃傷,異物壓入,污染,摺痕,卷取不良
冷軋缺陷 30 輥印,輥表面粗糙,輥振動痕,魚尾紋,微細皺紋,浪型缺陷,墊紙壓入
退火酸洗 32 過酸洗,退火酸洗,欠酸洗,欠退火,點蝕,銹,刷輥痕,橡膠殘留,白斑,酸洗液殘留,爐內停止
精整缺陷 30 脫脂不良,研磨不勻,條紋,毛邊
5.鋼的分類方法
5-1按化學成分分類:
◆碳素鋼
◆合金鋼:低合金鋼:合金元素≤5% 高合金鋼:合金元素≥10% 中合金鋼:合金元素
5%—10%
註:不銹鋼為高合金鋼。
5-2按質量分類:
① 普通鋼
② 優質鋼
③ 高級優質(A)
④ 特級優質鋼(E)
5-3按冶煉方法分類:
◆平爐鋼
◆轉爐鋼
◆電爐鋼
5-4按用途分類:
① C素結構鋼 如:45#
② 合金結構鋼 如:40Cr
③ C素工具鋼 如:T8
④ 合金工具鋼 如:3Cr2W8V
⑤ 彈簧鋼 如:60Si2Mn
⑥ 軸承鋼 如:GCr15
⑦ 不銹鋼耐熱鋼
⑧ 高速鋼 如:W18Cr4V
5-5按金相組織分類:
① 按退火狀態分:
◆ 亞共析鋼
◆ 共析鋼
◆ 過共析鋼
◆ 萊氏體鋼
② 按退火狀態:以不銹鋼為例
◆奧氏型:0Cr18Ni9(304)又稱:18-8型
◆馬氏體:1Cr13 2 2Cr13 3Cr13 又稱:Cr13型
◆鐵素體:1Cr17 Cr25Ti
◆雙相不銹鋼(鐵素體、奧示體雙相):如:3RE60
◆沉墊固溶硬化不銹鋼:0Cr17Ni7A1 用於導彈核工業
⑥ 關於不銹鋼的代號
不銹鋼定義
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,不銹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,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用於多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。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,因為不銹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:
不銹鋼可以按用途、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. 奧氏體不銹鋼
②. 鐵素體不銹鋼
③. 馬氏體不銹鋼
④. 雙相不銹鋼
⑤. 沉澱硬化不銹鋼
不銹鋼的標識方法
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
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准級的可鍛不銹鋼的。其中:
①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數字標示,
②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、 304、 316以及310為標記,
③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),
④不銹鋼、沉澱硬化不銹鋼以及含鐵量低於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國家標准GB
②行業標准YB
③地方標准
④企業標准Q/CB
4-2 分類:
①產品標准
②包裝標准
③方法標准
④基礎標准
4-3 標准水平(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)
GB12771-91 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)
不銹鋼專業名詞
通俗地說,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實際上一部分不銹鋼,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於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,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統;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,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由於不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、兼容性以及在很寬溫度范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築裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。
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%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹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。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由於奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。
鐵素體不銹鋼:在使用狀態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、焊後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佔一半的不銹鋼。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。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
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。粹火後硬度較高,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)沉澱硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
不銹鋼的物理化學機械特性
不銹鋼的物理性能主要用以下幾方面來表示:
①.熱膨脹系數:因溫度變化而引起物質量度元素的變化。膨脹系數是膨脹-溫度曲線的斜率,瞬時膨脹系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系數。膨脹系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:當施加力於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/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:無量綱系數,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.熔化溫度范圍: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)取決於單位質量的水升高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。
不銹鋼的性能與組織
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斗爭的實踐而形成的不銹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,都是化學元素周期表中位於過渡族的元素。
實際上工業上應用的不銹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銹鋼這一個統一體中時,它們的影響要比單獨存在時復雜得多,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於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壞的方面發展。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. 碳在不銹鋼中的兩重性
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於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—系列復雜的碳化物。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銹鋼。
例如工業中應用最廣泛的,也是最起碼的不銹鋼——0Crl3~4Cr13這五個鋼號的標准含鉻量規定為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,後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、量具與刃具有不銹鋼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,所以仍保證了耐腐蝕的要求。
總的來講,目前工業中獲得應用的不銹鋼的含碳量都是比較低的,大多數不銹鋼的含碳量在0.1~0.4%之間,耐酸鋼則以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大於0.4%的不銹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,不銹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. 鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合後才發揮出來的
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銹鋼。但是鎳與鉻同時存在於不銹鋼中時,含鎳的不銹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銹鋼中的作用,在於它使高鉻鋼的組織發生變化,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
鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多,但近幾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地區,因此在世界范圍內出現了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不銹鋼與許多其它合金領域(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,廣泛地開展了節鎳和以其它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銹鋼與耐熱鋼中的鎳。
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),但它們不能作為不銹鋼使用。 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銹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.其它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較大的元素以外,不銹鋼中還含有一些其它的元素。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。從不銹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,因為它們對不銹鋼的性能與組織同樣也發生影響。
硅是形成鐵素體的元素,在一般不銹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,目的並不在於提高耐腐蝕性能而在於提高硬度,因為這種不銹鋼的主要用途是製造切片機械刃具、剪刀及手術刀片等。
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銹鋼在原子能工業中有著特殊的用途。
磷:在一般不銹鋼中都是雜質元素,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,是因為它們降低不銹鋼的韌性,例如一般18-8鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達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,所以實際應用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素應用於不銹鋼,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,由於熱加工工藝性能在過去只能生產鑄件,加稀土元素後則可軋製成各種型材。
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。工業上還按自高溫(900-1100度)加熱空氣冷卻後鋼的基體組織的類型對不銹鋼進行分類,這是基於我們上面所討論的碳及合金元素對不銹鋼組織影響的特點決定的。
工業上應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。可以把這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,如焊前應預熱焊後應作高溫回火等,而使焊接工藝比較復雜。實際生產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、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,工業中應用的不銹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
含鉻大於14%的低碳鉻不銹鋼,含鉻大幹27%的任何含碳量的鉻不銹鋼,以及在上述成分基礎上再添加有鉬、鈦、鈮、硅、鋁、、鎢、釩等元素的不銹鋼,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。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,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幾至幾十的范圍內變化。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銹鋼)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系數;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。馬氏體不銹鋼的機械性能、耐腐蝕性能、工藝性能與物理性能,均和含鉻12~14%的鐵素體-馬氏體不銹鋼相近。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%,在不銹鋼中由於鉻使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於奧氏體,因此淬火後的組織為馬氏體和碳化物組成。
屬於這一類的不銹鋼牌號不多,卻是一些含碳比較高的不銹鋼,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%鍺的不銹鋼相當。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等鉻鎳不銹鋼,以錳代替部分鎳並加氮的低鎳不銹鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬於這一類。
奧氏體不銹鋼具有前已述及的許多優點,雖然機械性能也比較低,和鐵素體不銹鋼—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范圍內變化。
屬於這一類的不銹鋼很多,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到鐵素體,此外含鉻大於14~15%而碳低於0.2%的鉻錳不銹鋼(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已獲得應用的大多數鉻錳氮不銹鋼等。與純奧氏體不銹鋼比較,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。後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-馬氏體時效不銹鋼,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銹鋼。
這類鋼是50年代後期發展和應用的新型不銹鋼,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銹鋼要低一些。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它性能(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,一種不銹鋼不可能對所有介質都耐蝕。 在眾多的工業用途中,不銹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,不銹鋼的腐蝕主要表現在:不銹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