钪钛钒铬锰铁钴镍铜锌 不锈钢基础知识汇总,不锈钢的分类,不锈钢不同化学成分的作用
1 不锈钢的定义
一种能在空气或化学腐蚀介质中抵抗腐蚀的高合金钢。 不锈钢表面美观,耐腐蚀性能好。 它不需要经过彩色电镀等表面处理,但可以利用不锈钢固有的表面特性,并有多种用途。 钢的一种,通常称为不锈钢。 代表性能有13铬钢、18铬镍钢等高合金钢。
从金相角度看,由于不锈钢中含有铬,因此表面形成一层很薄的铬膜。 这层薄膜隔离了侵入钢材的氧气,起到耐腐蚀的作用。
为了保持不锈钢固有的耐腐蚀性,钢中必须含有12%以上的铬。
2种不锈钢
不锈钢可按用途、化学成分和金相组织大致分类。
奥氏体钢基本上由18%铬-8%镍组成。 各元素的添加量发生变化,开发出了各种用途的钢种。
按化学成分分类:
1、CR系列:铁素体系列、马氏体系列
2、CR-NI系列:奥氏体系列、异常系列、沉淀硬化系列。
按金相组织分类:
1.奥氏体不锈钢
2.铁素体不锈钢
3.马氏体不锈钢
4.双相不锈钢
5. 沉淀硬化不锈钢
3 不锈钢的标记方法
1、钢材的编号及表示方法
1、使用国际化学元素符号和国家符号表示化学成分,并使用阿拉伯字母表示成分含量:如:中国、俄罗斯
2、用固定数字表示钢种或编号; 如:美国、日本、300系列、400系列、200系列;
3. 使用拉丁字母和序列组成序列号,仅表明用途。
2.我国的编号规则
1.使用元素符号
2.用法、汉语拼音、
平炉钢:P、沸腾钢:F、镇静钢:B、A级钢:A、T8:特殊8、
GCr15:球
组合钢、弹簧钢,如:(以千分之十表示C含量)
不锈钢及合金工具钢(C含量以千分之一表示),如:千分之一(即0.1%C),不锈钢C≤0.08%,如,超低碳C≤0.03%,如
3.国际不锈钢标签方法
美国钢铁协会使用三位数字来指定锻造不锈钢的各种标准等级。 在:
1、奥氏体不锈钢标有200和300系列号。
2、铁素体和马氏体不锈钢用400系列号表示。 例如,一些较常见的奥氏体不锈钢标记为201、304、316和310。
3、铁素体不锈钢标记为430、446,马氏体不锈钢标记为410、420、440C。
注,双相(奥氏体-铁素体),(欢迎关注材料科学与工程微信公众号)
4、不锈钢、沉淀硬化不锈钢和含铁量低于50%的高合金通常以专利名称或商标命名。
4、标准分类分级
4-1 评分:
①国家标准GB
②行业标准YB
③方标
④企业标准Q/CB
4-2 类别:
①产品标准
②包装标准
③方法标准
④基本标准
4-3 标准级别(分为三个级别):
Y级:国际先进水平
一级:国际通用水平
H级:国内先进水平
4-4国家标准
-84不锈钢棒(一级)
-84不锈钢焊盘(H级)
-84不锈钢焊盘园(一级)
-80不锈钢管(I级)
-91不锈钢焊管(Y级)
-84不锈钢冷板(I级)
-84不锈钢加热板(I级)
-91不锈钢冷区(I级)
4 不锈钢专业术语
通俗地说,不锈钢就是不易生锈的钢。 事实上,有些不锈钢既具有防锈性能,又具有耐酸性(耐腐蚀)性能。 不锈钢的不锈和耐腐蚀是由于其表面形成了一层富铬氧化膜(钝化膜)。 这种不锈性和耐腐蚀性是相对的。 试验表明,钢在大气、水等弱介质和硝酸等氧化性介质中的耐蚀性随着钢中铬水含量的增加而提高。 当铬含量达到一定百分比时,钢的耐腐蚀性能变差。 突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐腐蚀到耐腐蚀。 不锈钢的分类方法有很多种。
按室温组织结构有马氏体、奥氏体、铁素体和双相不锈钢; 按主要化学成分,基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大体系; 按用途有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等。按耐腐蚀类型可分为耐腐蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等; 按功能特点可分为无磁不锈钢。 不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等。由于不锈钢在较宽的温度范围内具有优良的耐蚀性、成形性、相容性和强韧性,因此被广泛应用于重工业、轻工业、日用品工业、建筑装饰等行业。 。 (欢迎关注材料科学与工程微信公众号)
奥氏体不锈钢:在室温下具有奥氏体结构的不锈钢。 当钢中含有约18%Cr、8%~10%Ni和约0.1%C时,将具有稳定的奥氏体组织。 奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和提高Cr、Ni含量并添加Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素而开发的高Cr-Ni系列钢。 奥氏体不锈钢无磁性,具有较高的韧性和塑性,但强度较低。 不能通过相变强化,只能通过冷加工强化。 若添加S、Ca、Se、Te等元素,则具有良好的切削加工性。 该类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,若含有Mo、Cu等元素,还可耐硫酸、磷酸、甲酸、醋酸、尿素等腐蚀。 如果该类钢中的碳含量小于0.03%或含有Ti或Ni,则其耐晶间腐蚀性能可显着提高。 高硅奥氏体不锈钢在浓硝酸中具有良好的耐蚀性。 奥氏体不锈钢由于其全面、良好的综合性能,在各行业中得到了广泛的应用。
铁素体不锈钢:使用中以铁素体结构为主的不锈钢。 铬含量在11%~30%之间,具有体心立方晶体结构。 这类钢一般不含镍,有时还含有少量Mo、Ti、Nb等元素。 该类钢具有热导率大、膨胀系数小、抗氧化性能好、耐应力腐蚀性能优良等特点。 主要用于制造耐大气钢。 、被蒸汽、水和氧化性酸腐蚀的部件。 该类钢材存在塑性差、焊后塑性和耐腐蚀性显着降低等缺点,限制了其应用。 炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可以大大减少碳、氮等间隙元素,从而使该钢种得到广泛应用。
奥氏体-铁素体双相不锈钢:是一种大约具有一半奥氏体和一半铁素体组织的不锈钢。 低C含量情况下,Cr含量为18%~28%,Ni含量为3%~10%。 有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti、N等合金元素。这类钢兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。 与铁素体相比,具有更高的塑性和韧性,无室温脆性,显着提高耐晶间腐蚀性能和焊接性能,同时保持铁含量。 实心不锈钢在475℃时脆化,具有高导热性,并具有超塑性等特性。 与奥氏体不锈钢相比,强度高,抗晶间腐蚀和氯化物应力腐蚀能力显着提高。 双相不锈钢具有优良的耐点蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
马氏体不锈钢:通过热处理可以调整机械性能的不锈钢。 通俗地讲,它是一种可硬化不锈钢。 典型牌号为Cr13型,如2Cr13、3Cr13、4Cr13等。回火后硬度较高,不同回火温度具有不同的强度和韧性组合。 主要用于汽轮机叶片、餐具、手术手持器械等。 根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两大类。 根据组织和强化机制的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢、马氏体时效不锈钢。
5不锈钢的物理、化学和机械性能
不锈钢的物理性能主要表现在以下几个方面:
1、热膨胀系数:温度变化引起的材料质量元素的变化。 膨胀系数是膨胀-温度曲线的斜率,瞬时膨胀系数是特定温度下的斜率,两个指定温度之间的平均斜率是平均热膨胀系数。 膨胀系数可以用体积或长度来表示,通常用长度来表示。
2、密度:物质的密度是该物质单位体积的质量,单位为kg/m3或1b/in3。
3、弹性模量:当对单位长度的棱柱两端施加力,可使物体长度发生单位变化时,单位面积所需的力称为弹性模量。 单位为 1b/in3 或 N/m3。
4. 电阻率:在单位长度的立方体的两个相对边之间测量的电阻,单位为Ω·m、μΩ·cm 或(已废弃)Ω/(mil.ft)。
5、磁导率:表示材料容易磁化程度的无量纲系数。 它是磁感应强度与磁场强度的比值。
6、熔化温度范围:确定合金开始凝固和结束凝固的温度。
7、比热:单位质量物质的温度改变1度所需的热量。 英制和 CGs 系统中的比热值相同,因为热量单位(Biu 或 cal)取决于将单位质量的水升高 1 度所需的热量。 SI 单位制中的比热数值与英制或 CGS 制中的比热数值不同,因为能量单位 (J) 的定义不同。 比热的单位是Btu(1b?0F)和J/(kg?k)。
8. 热导率:衡量物质导热速率的指标。 当单位截面积的材料上建立每单位长度1度的温度梯度时,导热系数定义为单位时间传导的热量。 导热系数的单位为Btu/(h?ft?0F)或w/(m?K)。
9、热扩散率:是决定物质内部温度迁移速率的性能。 它是导热率与热量和密度的乘积之比。 热扩散率的单位为Btu/(h≤ft≤0F)或w/(m≤k)。
6 不锈钢的性能和组织
目前已知的化学元素有100多种,工业常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约有20种。 对于不锈钢这个人们长期与腐蚀现象作斗争而形成的特殊钢系列来说,最常用的元素有十几种。 除构成钢的基本元素铁外,对不锈钢的性能和组织影响最大的元素有:碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素除碳、硅、氮外,都是化学元素周期表过渡族的元素。 (欢迎关注材料科学与工程微信公众号)
事实上,工业上使用的不锈钢同时含有几种甚至十几种元素。 当几种元素在不锈钢的统一体中共存时,它们的影响比单独存在时要复杂得多,因为在这种情况下,不仅要考虑各元素本身的作用,而且要注意以及他们对彼此的影响。 因此,不锈钢的组织结构是由各种元素作用的总和决定的。
一、各种元素对不锈钢性能和组织的影响和作用
1-1. 铬在不锈钢中的决定性作用:
决定不锈钢性能的元素只有一种,那就是铬。 每种不锈钢都含有一定量的铬。 迄今为止,还没有无铬不锈钢。 铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素,其根本原因在于,在钢中添加铬作为合金元素,促使其内部矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方向发展。 这一变化可以从以下几个方面来解释:
1、铬提高铁基固溶体的电极电位
2.铬吸收铁的电子使铁钝化
钝化是金属和合金因阻止阳极反应而提高耐腐蚀性的现象。 构成金属和合金钝化的理论有很多,包括薄膜理论、吸附理论和电子排列理论。
1-2. 不锈钢中碳的双重性质
碳是工业钢的主要元素之一。 钢的性能和组织很大程度上取决于钢中碳的含量和分布。 碳的影响在不锈钢中尤其显着。 碳对不锈钢组织的影响主要体现在两个方面。 一方面,碳是稳定奥氏体的元素,其作用非常大(约为镍的30倍)。 另一方面,由于碳与铬之间的亲和力非常高,与铬形成复杂的碳化物系列。 因此,从强度和耐腐蚀性的角度来看,碳在不锈钢中的作用是矛盾的。
知道了这种影响规律,我们就可以根据不同的使用要求来选择不同含碳量的不锈钢。
一般来说,目前工业上使用的不锈钢的碳含量比较低。 大多数不锈钢的含碳量在0.1~0.4%之间,耐酸钢的含碳量大多数在0.1~0.2%之间。 含碳量大于0.4%的不锈钢仅占钢种总数的一小部分。 这是因为在大多数使用条件下,不锈钢始终以耐腐蚀为主要目的。 此外,较低的碳含量也是由于某些工艺要求,例如易于焊接和冷变形。
1-3. 镍在不锈钢中的作用是与铬化合后发挥的。
镍是一种优良的耐腐蚀材料,也是合金钢中的重要合金元素。 镍是钢中奥氏体形成元素,但低碳镍钢中要获得纯奥氏体组织,镍含量必须达到24%; 而且只有当镍含量为27%时,钢的耐某些介质腐蚀性能才会发生显着变化。 所以单独镍不能构成不锈钢。 然而,当不锈钢中同时存在镍和铬时,含镍不锈钢就具有许多有价值的性能。
综合上述情况可以看出,镍作为合金元素在不锈钢中的作用是改变高铬钢的组织,从而提高不锈钢的耐蚀性和工艺性能。
1-4. 锰和氮可以替代铬镍不锈钢中的镍
虽然铬镍奥氏体钢具有许多优点,但近几十年来,由于镍基耐热合金和含镍量低于20%的热强钢的大规模开发和应用,以及镍含量20%以下的热强钢的日益发展,化学工业对不锈钢的需求有所增加。 但镍矿产储量较小,且集中在少数地区。 因此,全球镍的供需存在矛盾。 因此,在不锈钢及许多其他合金(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)领域,特别是在镍资源相对匮乏的国家,节约镍和镍的科学性用其他元素替代镍已广泛开展。 研究和生产实践中,对此,研究和应用最多的方法是在不锈钢和耐热钢中用锰和氮代替镍。
锰对奥氏体的影响与镍相似。 但更准确地说,锰的作用不是形成奥氏体,而是降低钢的临界淬火速度,增加冷却时奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,阻止高温下奥氏体的形成。 奥氏体在室温下保持。 在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大。 例如,如果钢中的锰含量从0变化到10.4%,则不会显着改变钢在空气和酸中的耐腐蚀性能。
这是因为锰对于提高铁基固溶体的电极电位作用不大,形成的氧化膜的保护作用也很低。 因此,工业上虽然有与锰合金化的奥氏体钢(如钢、钢等),但它们并不能作为不锈钢使用。 锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的一半。 即2%的氮还可以稳定钢中的奥氏体,其作用程度比镍更大。 例如,为了使含铬18%的钢在室温下获得奥氏体组织,目前工业上采用以锰、氮代替镍的低镍不锈钢和以镍元素代替的铬锰氮不锈钢,有些已成功取代经典的18-8铬镍不锈钢。
1-5。 不锈钢中添加钛或铌可防止晶间腐蚀。
1-6.钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性。
1-7。 其他元素对不锈钢性能和组织的影响
以上九个主要元素对不锈钢的性能和组织都有影响。 除了这些对不锈钢的性能和组织影响较大的元素外,不锈钢还含有一些其他元素。 有的是像普通钢一样常见的杂质元素,如硅、硫、磷等;有的是为了特定目的而添加的,如钴、硼、硒、稀土元素等。从主要性能来看就不锈钢的耐腐蚀性而言,与已经讨论的九种元素相比,这些元素是非主要方面。 即便如此,也不能完全忽视它们,因为它们也会影响不锈钢的性能和结构。 影响。
硅是形成铁素体的元素,是一般不锈钢中常见的杂质元素。
钴没有广泛用作钢中的合金元素。 这是因为其价格较高,并且在其他方面(如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)使用中发挥着更重要的作用。 一般不锈钢中作为合金元素添加的钴并不多。 钢等常用不锈钢中添加钴(含钴1.2-1.8%)。 添加钴的目的不是为了提高耐腐蚀性而是为了增加硬度,因为这种不锈钢的主要用途是制造机械切削工具、剪刀和切片用手术刀片。
硼:高铬铁素体不锈钢中添加0.005%硼,可提高在沸腾的65%醋酸中的耐蚀性。 添加微量硼(0.0006~0.0007%)可提高奥氏体不锈钢的热塑性。 少量的硼由于形成低熔点共晶而增加了奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向。 但当含有较多的硼(0.5~0.6%)时,可防止热裂纹的发生。 。 因为当含0.5~0.6%硼时,形成奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝熔点降低。 当熔池凝固温度低于半熔化区时,母材在冷却过程中产生的拉应力处于液态。 坚固的焊缝金属承受住了应力,此时不会产生裂纹。 即使近缝区域形成裂纹,也能被液固熔池金属填充。 含硼铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有特殊用途。
磷:是普通不锈钢中的杂质元素,但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像普通钢那么明显,因此含量可以允许较高,有资料表明最高可达0.06%。 以利于冶炼控制。 个别含锰奥氏体钢的磷含量可达0.06%(如钢)甚至0.08%(如钢)。 利用磷对钢的强化作用,时效硬化不锈钢也添加磷作为合金元素,如PH17-10P钢(含磷0.25%)和PH-HNM钢(含磷0.30%)。
硫和硒:杂质元素在一般不锈钢中也很常见。 但在不锈钢中添加0.2~0.4%的硫可以改善不锈钢的切削性能,硒也有同样的作用。 硫和硒提高了不锈钢的切削性能,因为它们降低了不锈钢的韧性。 例如一般18-8铬镍不锈钢的冲击值可达30公斤/平方厘米。 含硫0.31%的18-8钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)冲击值为1.8kg/cm²; 含0.22%硒的18-8钢的冲击值为-8钢(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的冲击值为3.24kg/cm2。 硫和硒都会降低不锈钢的耐腐蚀性,因此很少用作不锈钢的合金元素。
稀土元素:稀土元素用于不锈钢中,目前主要是为了改善工艺性能。 例如,在钢、钢中添加少量稀土元素,可以消除钢锭中氢引起的气泡,减少钢坯裂纹。 在奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中添加0.02~0.5%的稀土元素(铈镧合金),可显着改善锻造性能。 曾经有一种奥氏体钢含有19.5%铬、23%镍和钼、铜和锰。 由于热加工性能的原因,过去只能生产铸件。 添加稀土元素后,可轧制成各种型材。
2、按金相组织和各类不锈钢的一般特性对不锈钢进行分类
根据化学成分(主要是铬含量)和用途,不锈钢分为不锈和耐酸两大类。 行业中,不锈钢还根据钢从高温(900-1100度)加热后空冷后的基体组织类型进行分类。 这是基于我们上面讨论的碳元素和合金元素对不锈钢组织影响的特点。
工业上使用的不锈钢按其金相组织可分为三类:铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢。 这三类不锈钢的特点可以概括一下(如下表所示),但需要注意的是,并不是所有的马氏体不锈钢都不能焊接,而是受到一定的条件限制,如焊前预热和高温等。 - 焊后高温回火。 等等,这使得焊接工艺更加复杂。 实际生产中,常将1Cr13、2Cr13、2Cr13等一些马氏体不锈钢与45钢焊接。
7 不锈钢的分类、主要成分及性能比较
分类 大致成分 (%) 淬透性 耐腐蚀性 加工性 焊接性 磁性
神经网络
铁氧体系统低于0.35 16-27——不好、好还是好。
马氏体体系 1.20 或更低 11-15 - 提供自硬可可
奥氏体系:0.25以下、16以上、7以上、无 优 优 优 无
上述分类仅根据钢材的基体组织进行分类。 由于钢中稳定奥氏体和形成铁素体的元素的作用不能相互平衡,并且由于大量的铬使平衡图的S点向左移动,工业上使用的不锈钢除了三种基本元素外,除上述组织类型外,还有马氏体-铁素体、奥氏体-铁素体、奥氏体-马氏体、马氏体等过渡复合相不锈钢。 - 不锈钢,碳化物结构。
2-1. 铁素体钢
含铬14%以上的低碳铬不锈钢,含铬27%以上的任意碳含量的铬不锈钢,以及在上述成分中添加钼、钛、铌、硅、铝、钨、钒等元素的不锈钢。不锈钢的化学成分以形成铁素体的元素为主,基体组织为铁素体。 该类钢在淬火(固溶)状态的组织为铁素体,在退火和时效状态的组织中可见少量碳化物和金属间化合物。
属于这一类的有Crl7、Cr25、Cr28等。铁素体不锈钢由于铬含量较高,具有相对较好的耐腐蚀性和抗氧化性,但机械性能和工艺性能较差。 多用于应力较小的耐酸结构和作为抗氧化钢。
2-2. 铁素体-马氏体钢
这类钢在高温下呈y+a(或δ)两相状态。 当快速冷却时,发生yM转变,并且铁素体仍然保留。 常温组织为马氏体和铁素体。 由于成分和加热温度的不同,组织中铁素体的含量可以从百分之几到百分之几十不等。 0Crl3钢、lCrl3钢、含铬上限、下限碳的2Cr13钢、钢、钢以及许多在ICrl3钢的基础上发展起来的改性12%铬热强钢(此类钢也称为耐热不锈钢)许多钢种,如、、、等都属于这一类。
铁素体-马氏体钢可以进行部分淬火和强化,因此可以获得较高的力学性能。 但其机械性能和工艺性能很大程度上受组织中铁素体含量和分布形式的影响。 此类钢按成分中铬含量分为两个系列:12~14%和15~18%。 前者具有耐大气和弱腐蚀介质的能力,减震性好,线膨胀系数小; 后者的耐腐蚀性能与同铬含量的铁素体耐酸钢相当,但在一定程度上也保留了高铬铁素体钢的一些缺点。
2-3.马氏体钢
这类钢在正常淬火温度下处于y相区,但它们的y相只有在高温下才稳定。 M点一般在300℃左右,因此冷却时转变为马氏体。
这类钢包括2Cr13、3Cr13和一些改性12%铬热强钢,如钢等。马氏体不锈钢的力学性能、耐蚀性、工艺性能和物理性能与含铁素体-马氏体不锈钢相似。 12%至14%铬。 由于组织中没有游离铁素体,因此机械性能比上述钢高,但热处理时的过热敏感性较低。
2-4.马氏体碳化物钢
Fe-C合金凝固点碳含量为0.83%。 在不锈钢中,S点因铬而向左移动,含铬12%的钢和含碳量超过0.4%的钢(图11-3),含铬18%的钢和含碳量超过0.3%的钢(图3) )是过共析钢。 这类钢在正常淬火温度下加热时,二次碳化物不能完全溶解在奥氏体中,因此淬火后的组织由马氏体和碳化物组成。
属于这一类的不锈钢牌号不多,但都是一些碳含量比较高的不锈钢,如4Crl3、9Cr18、、钢等。碳含量接近上限的3Crl3钢也可能在较低温度下淬火时会发生。 组织。 由于含碳量较高,9Cr18等上述三种钢种虽然含铬较多,但其耐腐蚀性仅相当于含12~14%锗的不锈钢。 这类钢的主要用途是要求高硬度和耐磨性的零件,如切削工具、轴承、弹簧和医疗器械等。
2-5.奥氏体钢
这类钢含有较多的扩大y区和稳定奥氏体的元素。 在高温下处于y相。 冷却时,由于Ms点低于室温,因此在室温下具有奥氏体组织。 铬镍不锈钢如18-8、18-12、25-20、20-25Mo,以及用锰代替部分镍并添加氮的低镍不锈钢,如不锈钢等,均属于这一类。
奥氏体不锈钢具有前面提到的许多优点。 虽然其机械性能较低,不能像铁素体不锈钢那样通过热处理强化,但可以通过冷加工变形和加工硬化来提高其强度。 这类钢的缺点是对晶间腐蚀和应力腐蚀敏感,需要通过适当的合金添加剂和工艺措施来消除。
2-6.奥氏体-铁素体钢
由于y区的扩展和稳定奥氏体元素的作用,该类钢不足以使钢在室温或很高的温度下具有纯奥氏体组织,因此处于奥氏体-铁素体复合相状态。 由于成分和加热温度的差异,铁素体的含量也可以在很大范围内变化。
属于这一类的不锈钢有很多,如低碳18-8铬镍钢、添加钛、铌、钼的18-8铬镍钢等。 尤其是在铸钢的组织中可以看到铁素体。 此外,还包括铬大于14~15%、碳小于0.2%的铬锰不锈钢(如铬锰不锈钢),以及目前研究和应用的大多数铬锰氮不锈钢。 与纯奥氏体不锈钢相比,该类钢具有屈服强度较高、抗晶间腐蚀能力较高、对应力腐蚀敏感性较低、焊接时不易产生热裂纹、铸造流动性好等优点。 缺点是压力加工性能较差,点蚀倾向较大,易产生c相脆性,强磁场作用下磁性较弱。 所有这些优点和缺点都源于结构中的铁氧体。
2-7. 奥氏体碗-马氏体钢
该类钢的Ms点低于室温,固溶处理后成为奥氏体组织,易于成型和焊接。 通常有两种工艺可用于实现马氏体转变。 首先,经过固溶处理并在700~800度加热后,由于碳化铬的析出,奥氏体转变为亚稳定状态。 Ms点上升至室温以上,冷却时转变为马氏体; 二是固溶处理后,直接冷却到Ms和Mf点之间,使奥氏体转变为马氏体。 后一种方法可以获得更高的耐腐蚀性,但是溶液处理与低温冷却之间的间隔不长,否则由于奥氏体的衰老和稳定作用,低温冷却的加强作用将降低。 在上述处理后,钢在400至500度时陈化,以进一步增强沉淀的金属间化合物。 这种类型的钢的典型钢等级为17CR-7NI-A1,15CR-9NI-A1、17CR-5NI-MO,15CR-8NI-MO-A1等,因为实际上,除了奥斯丁岩和马氏体外,这些钢的结构上还有不同的铁氧体,所以它也称为半奥斯特尼特。 降水硬化不锈钢。
这种类型的钢是1950年代后期开发和应用的一种新型不锈钢。 它们的一般特征是高强度(C可以达到100-150)和良好的热强度。 但是,由于铬含量低,碳化物在热处理过程中会沉淀。 ,因此耐腐蚀性低于标准的奥氏体不锈钢。 还可以说,这种类型的钢的高强度是以某些腐蚀性和其他特性(例如非磁性特性)为代价的。 目前,这种类型的钢主要用于航空业,火箭和导弹生产,并用于通用机械制造。 它们尚不常见,也被归类为一系列超高强度钢。
8不锈钢耐腐蚀性
腐蚀的类型和定义
一种不锈钢在许多培养基中可以具有良好的腐蚀性,但是在另一种培养基中,由于化学稳定性低而可能腐蚀。 因此,一种不锈钢不能对所有媒体耐腐蚀。 在许多工业应用中,不锈钢可以提供令人满意的耐腐蚀性。 根据使用的经验,除了机械故障外,不锈钢的腐蚀主要表现出:不锈钢的严重腐蚀形式是局部腐蚀(即,应力腐蚀破裂,粘贴腐蚀,晶间腐蚀,腐蚀和腐蚀疲劳和缝隙,腐蚀)。 这些局部腐蚀引起的故障病例几乎占故障病例的一半以上。 实际上,可以通过合理的材料选择来避免许多故障事故。
金属的腐蚀可以根据机制分为三种类型:特殊腐蚀,化学腐蚀和电化学腐蚀。 现实生活和工程实践中的大部分金属腐蚀属于电化学腐蚀。
应力腐蚀破裂(SCC):一个一般术语,指的是由于腐蚀性环境中裂纹的传播而引起的承受应力合金的相互故障。 应力腐蚀破裂具有脆性的裂缝形态,但在延性材料中也可能发生。 发生应力腐蚀破裂的必要条件是存在拉伸应力(无论是残留应力还是施加的应力,或两者兼而有之)和特定的腐蚀性培养基。 图案的形成和扩展大致垂直于拉伸应力的方向。 引起应力腐蚀破裂的这种应力值远小于在没有腐蚀性介质的情况下材料破裂所需的应力值。 从显微镜上讲,穿过晶粒的裂纹称为透射裂纹,而沿晶界膨胀的裂纹称为晶体间裂纹。 当应力腐蚀裂纹扩展到其深度(在这里,在承受负荷的材料部分,应力达到空气中的断裂应力),材料根据正常裂纹(在延性材料中,通常通过显微镜缺陷的聚集)破裂)。 因此,由于应力腐蚀破裂而导致的零件的横截面将包含应力腐蚀开裂的特征区域以及与微脱挡群体聚集有关的“凹痕”区域。
点腐蚀:蚀腐蚀是指高度局部腐蚀,该腐蚀主要是没有腐蚀或金属材料表面上的轻微腐蚀。 常见腐蚀点的大小小于1.00mm,并且深度通常大于表面孔径。 在较轻的情况下,有浅腐蚀坑。 严重的病例甚至可能导致穿孔。
晶间腐蚀:晶间边界是具有不同晶体学取向的晶粒之间的无序互锁边界。 因此,它们是在钢或金属化合物(例如碳化物和δ相)中隔离各种溶质元件的有利条件。 地区城市。 因此,毫不奇怪的是,在某些腐蚀性介质中,晶界可能首先腐蚀。 这种类型的腐蚀称为晶间腐蚀,大多数金属和合金可能在特定的腐蚀培养基中表现出晶间腐蚀。 晶间腐蚀是一种选择性腐蚀损伤。 它与一般选择性腐蚀不同,因为腐蚀的位置是微观尺度的,但不一定在宏观尺度上定位。 (欢迎遵循材料科学和工程微信官方帐户)
缝隙腐蚀:是指金属成分间隙中的斑点状或溃疡形宏观腐蚀坑的发生。 这是局部腐蚀的一种形式。 它可能发生在溶液停滞或屏蔽表面的间隙中。 这种间隙可以在金属到金属或金属之间形成,例如它们遇到铆钉,螺栓,垫圈,阀座,宽松的表面沉积物和海洋生长。
一般腐蚀:用于描述整个合金表面上以相对均匀方式发生的腐蚀现象的术语。 当发生全面的腐蚀时,由于腐蚀,材料逐渐变薄,甚至材料由于腐蚀而失败。 不锈钢可能在浓酸和碱中显示一般腐蚀。 由于普通腐蚀而导致的故障不太关心,因为通常可以通过简单的沉浸测试或审查腐蚀文献来预测它。
均匀的腐蚀:是指与腐蚀介质接触的所有金属表面都腐蚀的现象。 根据不同的用法条件提出了不同的指数要求,以抗腐蚀,通常可以将其分为两类:
1.不锈钢是指在大气中具有耐腐蚀性和弱腐蚀性介质的钢。 如果腐蚀速率小于0.01mm/年,则被认为是“完全耐腐蚀的”; 如果腐蚀速率小于0.1mm/年,则被认为是“耐腐蚀性的”。
2.耐腐蚀的钢是指可以抵抗各种强腐蚀介质中腐蚀的钢。
9种不锈钢的抗腐蚀性
304是一种多功能不锈钢,可广泛用于制造需要良好综合特性的设备和零件(耐腐蚀性和外观性)。
301不锈钢在变形过程中显示出明显的工作硬化现象,并在需要更高强度的各种场合使用。
302不锈钢本质上是304条不锈钢的变体,具有较高的碳含量。 它可以通过冷滚动实现更高的强度。
302b是一种不锈钢,具有高硅含量,对高温氧化具有高电阻。
303和303SE分别是含有硫和硒的自由切割不锈钢。 它们用于易于切割和高表面亮度的情况。 303SE不锈钢还用于制造需要热门的零件,因为在这种条件下,这种不锈钢具有良好的热加工性。
304L是304条不锈钢的变体,碳含量较低,在需要焊接的地方使用。 较低的碳含量可最大程度地减少靠近焊接的热影响区域中碳化物的沉淀,并且在某些环境中,碳化物的沉淀可能会导致不锈钢的晶间腐蚀(焊接腐蚀)。
304N是一种含氮的不锈钢。 添加氮是为了提高钢的强度。
305和384不锈钢含有高镍,并且工作硬化速度较低,使其适合各种需要高冷的场合。
308不锈钢用于制造焊杆。
309、310、314和330不锈钢具有相对较高的镍和铬含量,以便在高温下提高钢的氧化耐药性和蠕变强度。 30s5和310s是309和310不锈钢的变体。 唯一的区别是,碳含量较低,以最大程度地减少焊缝附近的碳化物的沉淀。 330不锈钢对化石具有特别高的抵抗力和耐热性电击性。
316型和317型不锈钢含有铝,因此它们在海洋和化学工业环境中对蚀腐蚀的耐药性要比304不锈钢要好得多。 其中,316条不锈钢的变体包括低碳不锈钢316L,含氮的高强度不锈钢316N和自由切割的不锈钢316F,具有高硫含量。
321、347和348分别用钛, Plus 和稳定不锈钢。 它们适合在高温下使用的焊接组件。 348是一种不锈钢,适用于核电行业,并且对总数的塔塔勒姆和钴有一定的限制。
10个表面处理等级,特征和用途
原始:第1号表面在热卷后进行热处理和腌制。 通常用于冷滚动材料,工业水箱,化学工业设备等,厚度较厚,范围为2.0mm-8.0mm。
钝面:冷滚动,热处理和腌制后的第2D,材料柔软,表面是银色的光泽。 它用于深层冲压处理,例如汽车组件,水管等。
马特表面:冷滚动后的2B,进行热处理,腌制,然后完成滚动以使表面适中明亮。 因为表面光滑,因此易于重新磨碎,使表面更明亮,并且可以在各种应用中使用,例如餐具,建筑材料等。改善机械性能的表面处理几乎适合所有人用途。
粗砂:No.3是一个产品地面,没有100-120号磨带。 它具有更好的光泽和不连续的线条。 用于建造内部和外部装饰材料,电气产品和厨房设备等。
细沙:No.4是一个产品地面,颗粒尺寸为150-180。 它具有更好的光泽,不连续的粗线,条纹比第3号薄。 用于浴缸,建造内部和外部装饰材料,电气产品,厨房设备和食品设备等。
#320产品地面和第320号磨带。 它具有更好的光泽,不连续的粗线,条纹比第4号薄。 用于浴缸,建造内部和外部装饰材料,电气产品,厨房设备和食品设备等。
羊毛表面:HL No.4是一种具有连续磨削的磨削图案的产品,该磨削带有适当的粒径的抛光带(细分为150-320号)。 主要用于建筑装饰,电梯,建筑门,面板等。
明亮的表面:BA是通过冷滚动,明亮的退火和平滑获得的产品。 表面光泽非常好,反射率高。 像镜面。 用于家用电器,镜子,厨房设备,装饰材料等。
11产品特征和使用
:它具有良好的耐腐蚀性,耐热性,低温强度和机械性能,良好的热功能性,例如冲压和弯曲,没有热处理硬化现象以及没有磁性。 广泛用于家用产品(1级和2级餐具),橱柜,室内管道,热水器,锅炉,浴缸,汽车零件,医疗设备,建筑材料,化学品,食品工业,农业和船只零件。
:基本的钢类型的奥斯蒂尼亚,最常用的钢; 优异的耐腐蚀性和耐热性; 优秀的低温强度和机械性能; 单相倍元组织,没有热处理硬化(非磁性,使用温度196--800使用温度-196--800°C)。
:AOBA不锈钢基本上由17CR-7NI-2CU组成; 出色的表现性,尤其是细丝和抗临时效果。
:耐皮性和高温强度特别好。 它可以在恶劣的条件下使用。 它具有良好的加工性硬化症和非磁性。适用于海水设备,化学,染料,造纸,草酸,草酸生产设备,摄影,摄影,食品行业,沿海设施
:MO(2-3%)添加到钢中,因此耐腐蚀性和高温强度非常出色; 碳含量比很低。 因此,抗晶体的腐蚀优于高温。 它可用于恶劣的条件,良好的加工硬化和非磁性。适合海水设备,化学,染料,染料,造纸,草酸,草酸,肥料生产设备,摄影,摄影,食品行业,食品行业,沿海设施
:将Ti添加到304钢中,因此抗晶体的腐蚀性非常好; 高温强度和高温抗氧化剂; 高成本,可加工率差。 耐热材料,汽车,飞机排气管道,锅炉炉,管道,化学设备,热交换器。
:加工性能,焊接性能,良好的高温抗氧化剂性能以及可以承受室温至575°C的温度范围。它被广泛用于汽车排气系统。
:控制钢中的C和N含量,因此焊接,表现性和耐腐蚀性非常好; 包括11%CR,在高温和室温下具有BCC结构的铁不锈钢; 空氧化和耐腐蚀性。
:代表具有高强度和高硬度的钢种(磁性); 耐腐蚀性不佳,不适合在严重的腐蚀环境中使用; 低C量含有良好的加工性,并且可以通过热处理使表面变硬。
:代表具有高强度和高硬度的钢种(磁性); 耐腐蚀性不佳,加工能力差,耐磨性良好; 广泛用于处理刀,管嘴,阀,分数和餐具。
:低热膨胀速率,良好的形成性和氧化耐药性,适用于耐热设备,燃烧器,家用电器,两种餐具类型,厨房洗涤凹槽。 低价,良好的处理是理想的选择; 良好的腐蚀性,典型的铁系统不锈钢的非热治疗。
12不锈钢的物理特性,机械性能和耐热性
不锈钢的物理特性
比较不锈钢和碳钢的身体性能数据,碳钢的密度略高于铁和不锈钢的密度,而略低于AO的不锈钢; AO SHI不锈钢分类增加; 线膨胀系数的排序相似,最高的不锈钢不锈钢和最小的碳钢。 碳钢,铁体型和MA的不锈钢具有磁性,奥地利身体不锈钢具有磁性。 然而,当产生遗传转化时,其冷处理硬化症将产生磁性,并且热处理方法可用于消除这种s虫组织以恢复其磁性。
与碳钢相比,AO的不锈钢具有以下特性。
1.高阴速约为碳钢的5倍。
2.大线扩展系数比碳钢大40%,并且随着温度的升高,线扩展系数的值也相应地增加。
3.低热引导率约为碳钢的1/3。
不锈钢的力学
不管不锈钢板或耐热钢板,奥地利钢板的全面性能都是最好的。 它具有足够的强度以及出色的可塑性和硬度。 这就是它们被广泛使用的原因之一。 AO的不锈钢类似于绝大多数其他金属材料。 随着温度降低,其拉伸强度,屈服强度和硬度会增加。 塑性随温度降低而降低。 它的拉伸强度在温度15〜80°C的范围内增长。更重要的是,随着温度降低,其冲击韧性降低缓慢,并且没有脆皮转化温度。 因此,不锈钢可以在低温下保持足够的可塑性和韧性。
不锈钢的耐热性
热电阻是指在高温下抗氧化剂或气体耐药性中腐蚀的性能。 同时,它在高温下具有足够的强度。