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说说不锈钢
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不锈钢的定义

在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢,不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种,通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢,18-铬镍钢等高合金钢。

从金相学角度分析,因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜,这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。

为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有12%以上的铬。

不锈钢的种类

  不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。
  以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成,各元素的加入量变化的不同,而开发各种用途的钢种。

1. 以化学成分分类:
   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,析出硬化系列。

2. 以金相组织的分类:
   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.不锈钢的表面类别

  现在不锈钢的发展,已使不锈钢的耐蚀性、外观、加工性、强度等特性远远超过其它材料,而且,不锈钢的许多表面处理法,可以取得丰富多彩的颜色及形状,这为不锈钢的发展作出很大的贡献。

  不锈钢制造过程中的表面处理法以及机械研磨表面处理法
表面 特征 制造法概要 用途
NO.1 银白色,无光泽 热轧到规定厚度,再经退火和除鳞的一种粗糙、无光表面 不需要有表面光泽的用途
NO.2D 银白色 冷轧后进行热处理和酸洗,有时在毛面辊进行最终的一道轻轧的一种无光表面加工 2D产品用于对表面要求不严的用途,一般用材,深冲用材
NO.2B 光泽强于NO.2D NO.2D处理后,经过抛光辊进行最终一道轻度冷轧,以取得适当光泽。这是最常用的表面加工,该加工也可作为抛光的第一步。 一般用材
BA 光亮如镜 无标准,但通常是光亮退火的表面加工,表面反射性很高。 建筑材料,厨房用具
NO.3 粗研磨 将NO.2D和NO.2B材,用100~200#(单位)的砥粒研磨带,进行研磨 建筑材料,厨房用具
NO.4 中间研磨 将NO.2D和NO.2B材,用150~180#砥粒研磨带进行研磨而获得的抛光表面,这是通用的,有镜面反射的带有可见‘晶粒'的光亮表面 同上
NO.240 细研磨 将NO.2D和NO.2B材,用240#砥粒研磨带进行研削 厨房用具
NO.320 极细研磨 将NO.2D和NO.2B材,用320#砥粒研磨带进行研削 同上
NO.400 光泽接近于BA 将NO.2B材,用400#抛光轮进行研削 一般用材,建筑用材,厨房用具
HL 发纹研磨 适当粒子大小的研磨材料进行发纹研削(150~240#)其砥粒很多 楼房,建筑用材
NO.7 接近于镜面研磨 用600#回转抛光轮进行研磨 美术用,装饰用
NO.8 镜面研磨 镜子用抛光轮进行研磨 反光镜,装饰用

4.不锈钢的缺陷类别

分类 个数 典型缺陷 共同缺陷
原料缺陷 28 金属球痕,大理石纹,纵向发裂 划伤,异物压入,污染,折痕,卷取不良
冷轧缺陷 30 辊印,辊表面粗糙,辊振动痕,鱼尾纹,微细皱纹,浪型缺陷,垫纸压入
退火酸洗 32 过酸洗,退火酸洗,欠酸洗,欠退火,点蚀,锈,刷辊痕,橡胶残留,白斑,酸洗液残留,炉内停止
精整缺陷 30 脱脂不良,研磨不匀,条纹,毛边

5.钢的分类方法

  5-1 按化学成分分类:
   ◆碳素钢
   ◆合金钢:低合金钢:合金元素≤5% 高合金钢:合金元素≥10% 中合金钢:合金元素
5%—10%
   注:不锈钢为高合金钢。

  5-2 按质量分类:

① 普通钢

② 优质钢

③ 高级优质(A)

④ 特级优质钢(E)

  5-3 按冶炼方法分类:

◆平炉钢

◆转炉钢

◆电炉钢

  5-4 按用途分类:

① C素结构钢 如:45#

② 合金结构钢 如:40Cr

③ C素工具钢 如:T8

④ 合金工具钢 如:3Cr2W8V

⑤ 弹簧钢 如:60Si2Mn

⑥ 轴承钢 如:GCr15

⑦ 不锈钢耐热钢

⑧ 高速钢 如:W18Cr4V

  5-5 按金相组织分类:

① 按退火状态分:

◆ 亚共析钢

◆ 共析钢

◆ 过共析钢

◆ 莱氏体钢

② 按退火状态:以不锈钢为例

◆奥氏型:0Cr18Ni9(304) 又称:18-8型

◆马氏体:1Cr13 2 2Cr13 3Cr13 又称:Cr13型

◆铁素体:1Cr17 Cr25Ti

◆双相不锈钢(铁素体、奥示体双相):如:3RE60

◆沉垫固溶硬化不锈钢:0Cr17Ni7A1 用于导弹核工业

0不锈钢的特性

1.一般特性

◆ 表面美观以及使用可能性多样化

◆ 耐腐蚀性能好,比普通钢长久耐用

◆ 耐腐蚀性好

◆ 强度高,因而薄板使用的可能性大

◆ 耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾

◆ 常温加工,即容易塑性加工

◆ 因为不必表面处理,所以简便、维护简单

◆ 清洁,光洁度高

◆ 焊接性能好

2、品质特性

  2-1不锈钢的品质特性

项目 基本组织
代表钢种 STS304 STS430 STS410
热处理 固融化热处理 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 建筑物内外装饰,厨房用具,化学刻度,航空机器 建筑材料,汽车零件,加用电器,厨房器具,饭盒等 钎、刀机器零部件,医院用具,手术用具
耐腐蚀性 高 高 中
强度 高 中 高
加工性 高 中 高
磁性 非磁 上磁性 上磁性
焊接性 高 中 低

  2-2不锈钢的品质特性要求 用途 对象产品 加工工艺 要求品质特性
表面质量 BQ性 材质 形状 厚度公差 焊接性 耐腐蚀性
浅加工类 刀、叉等 落料→横延→切头→成型→抛光→清洗→包装 要求高不得有麻点等缺陷 好 一般材 一般 -5% 不要求 好
深加工类 二类餐具、保温杯等 落料→涂油→成型→(有时几次)切边→卷边→清洗→复底→抛光→焊手柄→包装 要求高不得有划伤折痕等缺陷 好 DDQ 要求高 -3~-5% 好 好
PIPE 装饰管等 窄带→挤成压成型→对焊→打磨焊缝→切管→磨口→抛光→包装 要求高不得有折痕等缺陷 一般 一般材 好 -8% 好 一般
厨具 冷柜等的外壁 落料→折边→电焊→打磨 要求高不得有折痕等缺陷 一般 一般材 一般 -8% 好 一般
容器 热水器饮水机内胆 窄带→卷筒→焊接→切管→焊底→打磨焊缝→包装 一般 一般 一般材 一般 -10% 好 一般

※各产品由于用途的不同,其加工工艺和原料的品质要求也不同。

  2-3品质要求特性微细项目

(1)材质:

①DDQ(deep drawing quality)材:是指用于深拉(冲)用途的材料,也就是大家所说的的软料,这种材料的主要特点是延伸率较高(≧53%),硬度较低(≦170%),内部晶粒等级在7.0~8.0之间,深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业,其产品的加工比(BLANKING SIZE/制品直径)一般都比较高,它们的加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品,当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话,在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象,影响成品合格率,当然也就加大了厂家的成本;

②一般材主要用于除了DDQ用途外的材料,这种材料的特点是延伸率相对较低(≧45%),而硬度相对较高(≦180),内部晶粒度等级在8.0~9.0间,与DDQ用材比较,它的深冲性能相对稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与DDQ材相比有一个优点,就是BQ性相对较好,这主要是由于它的硬度稍高的缘故。

(2)表面品质:

不锈钢薄板是一种价格非常高的材料,客户对它的表面质量要求也非常高。但不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷,如划伤、麻点、折痕、污染等,从而其表面质量,象划伤、折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现,而麻点这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的,因为抛光时很难抛掉它。我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率,来确定其表质量等级,从而来确定产品等级。

(3)厚度公差:

一般来说不锈钢制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二类餐具和保温杯等,厚度公差一般要求较高,为-3~5%,而一类餐具厚度公差一般要求-5%,钢管类要求-10%,宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%,经销商对厚度公差的要求一般在-4%~6%间。同时产品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较高,而内销企业对厚度公差要求相对较低(大多出于成本方面考虑),部分客户甚至要求-15%。

(4)焊接性:

产品用途的不同对焊接性能的要求也是各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求,甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,象二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。

(5)耐腐蚀性:

绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,象一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验:用NACL水溶液加温到沸腾,一段时间后倒掉溶液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意:产品抛光时,因砂布或砂纸中含有Fe的成分,会导致测试时表面出现锈斑)

(6)抛光性能(BQ性):

目前不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序,只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能很好。影响抛光性能的因素主要有以下几点:

①原料表面缺陷。如划伤、麻点、过酸洗等。

②原料材质问题。硬度太低,抛光时就不易抛亮(BQ性不好),而且硬度太低,在深拉伸时表面易出现桔皮现象,从而影响BQ性。硬度高的BQ性相对就好。

③经过深拉伸的制品,变形量极大的区域表面也会出小的黑点和RIDGING,从而影响BQ性。

  3.各种不锈钢的特性和用途

钢号 特性 用途
奥 氏 体
钢 301
17Cr-7Ni-低碳
与304钢相比,Cr、Ni含量少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。 列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网
301L
17Cr-7Ni-0.1N-低碳 是在301钢基础上,降低C含量,改善焊口的抗晶界腐蚀性;通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足,保证钢的强度。 铁道车辆构架及外部装饰材料
304
18Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃~800℃)。 家庭用品(1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品),医疗器具,建材,化学,食品工业,农业,船舶部件
304L
18Cr-8Ni-低碳 作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304刚相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶界腐蚀能力优秀;在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,使用温度-196℃~800℃。 应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器,建材耐热零件及热处理有困难的零件
304Cu
13Cr-7.7Ni-2Cu 因添加Cu其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂纹性好,故可进行复杂形状的产品成形;其耐腐蚀性与304相同。 保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。
304N1
18Cr-8Ni-N 在304钢的基础上,减少了S、Mn含量,添加N元素,防止塑性降低,提高强度,减少钢材厚度。 构件、路灯、贮水罐、水管
304N2
18Cr-8Ni-N 与304相比,添加了N、Nb,为结构件用的高强度钢。 构件、路灯、贮水罐
316
18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo,故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛酷的条件下使用;加工硬化性优(无磁性)。 海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母
316L
18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳 作为316钢种的低C系列,除与316钢有相同的特性外,其抗晶界腐蚀性优。 316钢的用途中,对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。
321
18Cr-9Ni-Ti 在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀;适合于在430℃-900℃温度下使用。 航空器、排气管、锅炉汽包



钢 409L
11.3Cr-0.17Ti-低C、N 因添加了Ti元素,故其高温耐蚀性及高温强度较好。 汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。
410L
13Cr-低C 在410钢的基础上,降低了含C量,其加工性,抗焊接变形,耐高温氧化性优秀。 机械构造用件,发动机排气管,锅炉燃烧室,燃烧器。
430
16Cr 作为铁素体钢的代表钢种,热膨胀率抵,成形性及耐氧化性优。 耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网
430J1L
18-Cr0.5Cu-Nb-低C.N 在430钢中,添加了Cu、Nb等元素;其耐蚀性、成形性、焊接性及耐高温氧化性良好。 建筑外部装饰材料,汽车零件,冷热水供给设备。
436L
18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N 耐热性、耐磨蚀性良好,因含有Nb、Zr元素,故其加工性,焊接性优秀。 洗衣机、汽车排气管、电子产品、3层底的锅。
马 氏 体 钢 410
13Cr-低碳 作为马氏体钢的代表钢,虽然强度高,但不适合于苛酷的腐蚀环境下使用;其加工性好,依热处理面硬化(有磁性)。 刀刃、机械零件、石油精练装置、螺栓、螺母、泵杆、1类餐具(刀叉)。
420J1
13Cr-0.2C 淬火后硬度高,耐蚀性好(有磁性)。 餐具(刀)、涡轮机叶片。
420J2
13Cr-0.3C 淬火后,比420J1钢硬度升高(有磁性)。 刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具(剪刀、刀)。

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