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周口展誠不銹鋼制品有限公司
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不銹鋼知識大全

發布時間:2022-02-26人氣:201

第一章 不銹鋼的定義

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,使用于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。

 不銹鋼的發展歷史                                                     

中華名族是世界上最早冶鐵煉鋼的國家,我們的祖先遠在三千年前就掌握了一些冶鐵、煉鋼、鑄鍛和熱處理的技藝,比歐洲各國要早1700多年,對世界文明與人類進步作出過重要的貢獻。

鋼鐵對于現代化的工農業生產、交通運輸、國防乃至人民生活來說,已成為最基本、最重要的材料。當前,盡管各種新型的無機材料和有機合成材料已得到很大發展。但從生產成本、廣泛的適用性能等方面來看,它們還遠遠不能取代鋼鐵。因此鋼鐵的生產能力仍不失為衡量一個國家國力的重要標志之一。鋼鐵材料之所以得到如此廣泛的應用是因為鐵礦礦藏集中,貯藏量大,開采、冶煉比較經濟,鋼鐵半成品冷、熱變形能力強。制成品具有優良的力學性能(強度,塑性及抗沖擊能力)和加工性能(切削,焊接、冷變形等)。但是與硅酸材料、高分子合成材料及某些有色金屬相比,它的最大的缺點是:在大氣或酸、堿、鹽等各種介質條件下,易于因腐蝕而失重損耗,乃至完全破壞。

 不銹鋼的種類

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%-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: Cr系列:鐵素體系列、馬氏體系列 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沉淀硬化不銹鋼

 不銹鋼鋼種的發展

19101914年誕生的組織分別為馬氏體、鐵素體和奧氏體的不銹鋼,從化學成分來看,主要屬Fe-Cr Fe-Cr-Ni兩大體系。從第一次世界大戰結束到第二次世界大戰結束的近三十年中(即1919年至1945年)。隨著各種工業的發展,不銹鋼為適應工作條件而發生了分化,即在原來兩大體系三種組織狀態的基礎上,通過增減碳含量和添加多種其它的合金元素而衍生出了許多新型的不銹鋼。從二次大站結束直至目前為止的三十多年中,主要為適應抗海水或鹽類腐燭,吸收Y射線及中子、獲得超高強度、節約鎳等需要而發展了抗點蝕不銹鋼、原子能工業用不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼和錳氮代鎳不銹鋼。

近年來.為了解決奧氏體不銹鋼的晶間腐燭和應力腐蝕問題,又分別發展了超低碳不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼。目前,已投入市場的不銹鋼的品種已達到230種以上,經常使用的也有近50種,其中約有80%是奧氏體不銹鋼(18--8鎳)的衍生物,而其余20%則是由13鉻鋼演變而成的。關于不銹鋼鋼種的最主要的研究和發展是集中在兩個方面: 

 第一個方面是改善鋼的耐腐蝕性,其中對18-8鋼晶間腐燭問題的研究,不僅發展了鋼種,提出了解決這個間題的工藝方法。還促進了有關不銹鋼的鈍化和腐蝕機理的研究。 

 第二個方面是發展高強度不銹鋼(即沉淀硬化不銹鋼),這種鋼是二次大戰后隨著航空、航天和火箭技術的進展而發展起來的。其中半奧氏體沉淀硬化不銹鋼具有優異的工藝性能(17-7PH類),固溶處理后極易加工成形,且隨后的強化熱處理(時效處理)溫度不高變形很小,在美國這種鋼多用于航空結構,并已大量生產,各國也都有類似鋼種投入使用

 不銹鋼的特性 

 1.一般特性

    表面美觀以及使用可能性多樣化

    耐腐蝕性能好,比普通鋼長久耐用

    耐腐蝕性好

    強度高,因而薄板使用的可能性大

    耐高溫氧化及強度高,因此能夠抗火災

    常溫加工,即容易塑性加工

    因為不必表面處理,所以簡便、維護簡單

    清潔,光潔度高

    焊接性能好

 2.不銹鋼的品質特性及其要求

 2.1不銹鋼的品質特性:

項目

基本組織

代表鋼種

STS304

STS430

STS410

熱處理

固融化熱處理

退火

退火后急冷

硬度性

加工硬化性

微量硬化性

小量硬化性

主要用途

建筑物內外裝飾,廚房用具,化學刻度,航空機器

建筑材料,汽車零件,加用電器,廚房器具,飯盒等

釬、刀機器零部件,醫院用具,手術用具

耐腐蝕性

強度

加工性

磁性

非磁

上磁性

上磁性

焊接性

 2.2不銹鋼的品質特性及其要求

各產品由于用途的不同,其加工工藝和原料的品質要求也不同

(1)材質:

 DDQdeep drawing quality)材:是指用于深拉(沖)用途的材料,也就是大家所說的的軟料,這種材料的主要特點是延伸率較高(≧53%),硬度較低(≦170%),內部晶粒等級在7.0~8.0之間,深沖性能極佳。目前許多生產保溫瓶、鍋類的企業,其產品的加工比(BLANKING SIZE/制品直徑)一般都比較高,它們的加工比分別達3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于這些要求較高加工比的產品,當然加工比超過2.0的產品一般都需經過幾道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面達不到的話,在加工深拉制品時產品極易產生裂紋、拉穿的現象,影響成品合格率,當然也就加大了廠家的成本;

 ②一般材:主要用于除了DDQ用途外的材料,這種材料的特點是延伸率相對較低(≧45%),而硬度相對較高(≦180),內部晶粒度等級在8.0~9.0間,與DDQ用材比較,它的深沖性能相對稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一類餐具的勺、匙、叉、電器用具、鋼管用途等。但它與DDQ材相比有一個優點,就是BQ性相對較好,這主要是由于它的硬度稍高的緣故。

(2)表面品質:

不銹鋼薄板是一種價格非常高的材料,客戶對它的表面質量要求也非常高。但不銹薄板在生產過程中不可避免會出現各種缺陷,如劃傷、麻點、折痕、污染等,從而其表面質量,象劃傷、折痕等這些缺陷不管是高級材還是低級都不允許出現,而麻點這種缺陷在勺、匙、叉、制作時也是決不允許的,因為拋光時很難拋掉它。我們根據表面各種缺陷出現的程度和頻率,來確定其表質量等級,從而來確定產品等級。 (見表:)

用途

對象產品

加工工藝

要求品質特性


表面質量

BQ

材質

形狀

厚度公差

焊接性

耐腐蝕性

淺加工類

刀、叉等

落料→橫延→切頭→成型→拋光→清洗→包裝

要求高不得有麻點等缺陷

一般材

一般

-5%

不要求

深加工類

二類餐具、保溫杯等

落料→涂油→成型→(有時幾次)切邊→卷邊→清洗→復底→拋光→焊手柄→包裝

要求高不得有劃傷折痕等缺陷

DDQ

要求高

-3~-5%

PIPE

裝飾管等

窄帶→擠成壓成型→對焊→打磨焊縫→切管→磨口→拋光→包裝

要求高不得有折痕等缺陷

一般

一般材

-8%

一般

廚具

冷柜等的外壁

落料→折邊→電焊→打磨

要求高不得有折痕等缺陷

一般

一般材

一般

-8%

一般

容器

熱水器飲水機內膽

窄帶→卷筒→焊接→切管→焊底→打磨焊縫→包裝

一般

一般

一般材

一般

-10%

一般

 (3)厚度公差:

一般來說不銹鋼制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二類餐具和保溫杯等,厚度公差一般要求較高,為-3~5%,而一類餐具厚度公差一般要求-5%,鋼管類要求-10%,賓館用冷柜用材厚度公差要求為-8%,經銷商對厚度公差的要求一般在-4%~6%間。同時產品內外銷的不同也會導致客戶對原料厚度公差要求的不同。一般出口產品客戶的厚度公差要求較高,而內銷企業對厚度公差要求相對較低(大多出于成本方面考慮),部分客戶甚至要求-15%。

(4)焊接性:

產品用途的不同對焊接性能的要求也各不相同。一類餐具對焊接性能一般不做要求,甚至包括部分鍋類企業。但是絕大多數產品都需要原料焊接性能好,象二類餐具、保溫杯、鋼管、熱水器、飲水機等。

(5)耐腐蝕性:

絕大多數不銹鋼制品要求耐腐蝕性能好,象一、二類餐具、廚具、熱水器、飲水機等,有些國外商人對產品還做耐腐蝕性能試驗:用NACL水溶液加溫到沸騰,一段時間后倒掉溶液,洗凈烘干,稱重量損失,來確定受腐蝕程度(注意:產品拋光時,因砂布或砂紙中含有Fe的成分,會導致測試時表面出現銹斑)

(6)拋光性能(BQ性):

目前不銹鋼制品在生產時一般都經過拋光這一工序,只有少數制品如熱水器、飲水機內膽等不需要拋光。因此這就要求原料的拋光性能很好。影響拋光性能的因素主要有以下幾點:

①原料表面缺陷。如劃傷、麻點、過酸洗等。

②原料材質問題。硬度太低,拋光時就不易拋亮(BQ性不好),而且硬度太低,在深拉伸時表面易出現桔皮現象,從而影響BQ性。硬度高的BQ性相對就好。

③經過深拉伸的制品,變形量極大的區域表面也會出小的黑點和RIDGING,從而影響BQ性。

 各種不銹鋼的特性和用途

鋼號

特性

用途

301        17Cr-7Ni-碳

304鋼相比,Cr、Ni含量少,冷加工時抗拉強度和硬度增高,無磁性,但冷加工后有磁性。

列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、彈簧、篩網

301L   17Cr-7Ni-0.1N-低碳

是在301鋼基礎上,降低C含量,改善焊口的抗晶界腐蝕性;通過添加N元素來彌補含C量降低引起的強度不足,保證鋼的強度。

鐵道車輛構架及外部裝飾材料

304         18Cr-8Ni

作為一種用途廣泛的鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性,低溫強度和機械特性;沖壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象(無磁性,便用溫茺-196℃~800℃)。

家庭用品(1、2類餐具、櫥柜、室內管線、熱水器、鍋爐、浴缸),汽車配件(風擋雨刷、消聲器、模制品),醫療器具,建材,化學,食品工業,農業,船舶部件

304L        18Cr-8Ni-低碳

作為低C的304鋼,在一般狀態下,其耐蝕性與304剛相似,但在焊接后或者消除應力后,其抗晶界腐蝕能力優秀;在未進行熱處理的情況下,亦能保持良好的耐蝕性,使用溫度-196℃~800℃。

應用于抗晶界腐蝕性要求高的化學、煤炭、石油產業的野外露天機器,建材耐熱零件及熱處理有困難的零件。

304Cu  13Cr-7.7Ni-2Cu

因添加Cu其型性,特別是拔絲性和抗時效裂紋性好,故可進行復雜形狀的產品成形;其耐腐蝕性與304相同。

保溫瓶、廚房洗滌槽、鍋、壺、保溫飯盒、門把手、紡織加工機器。

304N1     18Cr-8Ni-N

304鋼的基礎上,減少了S、Mn含量,添加N元素,防止塑性降低,提高強度,減少鋼材厚度。

構件、路燈、貯水罐、水管

304N2     18Cr-8Ni-N

304相比,添加了N、Nb,為結構件用的高強度鋼。

構件、路燈、貯水罐

316  18Cr-12Ni-2.5Mo

因添加Mo,故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好,可在苛酷的條件下使用;加工硬化性優(無磁性)。

海水里用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料等生產設備;照像、食品工業、沿海地區設施、繩索、CD桿、螺栓、螺母

316L  18Cr-12Ni-2.5Mo低碳

作為316鋼種的低C系列,除與316鋼有相同的特性外,其抗晶界腐蝕性優。

316鋼的用途中,對抗晶界腐蝕性有特別要求的產品

321       18Cr-9Ni-Ti

304鋼中添加Ti元素來防止晶界腐蝕;適合于在430℃~900℃溫度下使用。

航空器、排氣管、鍋爐汽包

409L  11.3Cr-0.17Ti-低C、N

因添加了Ti元素,故其高溫耐蝕性及高溫強度較好。

汽車排氣管、熱交換機、集裝箱等在焊接后不熱處理的產品。

410L          13Cr-低C

410鋼的基礎上,降低了含C量,其加工性,抗焊接變形,耐高溫氧化性優秀。

機械構造用件,發動機排氣管,鍋爐燃燒室,燃燒器。

430    16Cr

作為鐵素體鋼的代表鋼種,熱膨脹率低,成形性及耐氧化性優。

耐熱器具、燃燒器、家電產品2類餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、 CD桿、篩網

430J1L 18-Cr0.5Cu-Nb-低C、N

430鋼中,添加了Cu、Nb等元素;其耐蝕性、成形性、焊接性及耐高溫氧化性良好。

建筑外部裝飾材料,汽車零件,冷熱水供給設備。

436L 18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N

耐熱性、耐磨蝕性良好,因含有Nb、Zr元素,故其加工性,焊接性優秀。

洗衣機、汽車排氣管、電子產品、3層底的鍋。

410

13Cr-低碳     

作為馬氏體鋼的代表鋼,雖然強度高,但不適合于苛酷的腐蝕環境下使用;其加工性好,依熱處理面硬化(有磁性)。

刀刃、機械零件、石油精練置、螺栓、螺母、泵桿、1類餐具(刀叉)。

420J1

13Cr-0.2C

淬火后硬度高,耐蝕性好(有磁性)。

餐具(刀)、渦輪機葉片

420J2

13Cr-0.3C

淬火后,比420J1鋼硬度升高(有磁性)。

刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具(剪刀、刃)。



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