不銹鋼的專業知識
1970-01-01
不銹鋼的專業知識2012-07-25830
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不銹鋼專業知識介紹
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。
不銹鋼的標識方法
1、鋼的編號和標識方法
(1)用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成分,用阿拉伯字母來表示成分含量的有:中國 、***;
(2)用固定位數數字來表示鋼類系列或數字:如 美國 日本200系,300系,400系;
(3)用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
2、我國的編號規則
(1)我國國家標準中規定的不銹鋼,其牌號的化學元素,采用國際符號表示。如C表示碳;Mn表示錳;Cr表示鉻;Ni表示鎳;
(2)不銹鋼的含碳大都是很低,一般在鋼號中以千分之幾表示,不銹鋼的主要合金元素以百分之幾表示例如0cr18Ni9表示C小于0.08%,含鉻平均值為18%,含鎳平均值為9%.
3、美國標準不銹鋼號編制方法
2××----鉻錳鎳氮奧氏體型不銹鋼如202
3××----鎳鉻奧氏體型不銹鋼 如304
4××----高鉻馬氏體型和低碳高鉻鐵素體型不銹鋼如403,430
5××----低鉻馬氏體型不銹鋼
6××----高溫高強度不銹鋼
三位數字后加L,表示超低碳不銹鋼如304L,含碳量≤0.03%;三位數字后加S,表示低碳不銹鋼,如309S筆309含碳量低,前者含碳≤0.08%,后者含碳≤0.20%;三位數字后加F,表示易切削不銹鋼。
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%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. 沉淀硬化不銹鋼
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。
不銹鋼制造過程中的表面處理法以及機械研磨表面處理法
表面
特征
制造法概要
用途
***
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
冷軋后進行熱處理和酸洗,有時在毛面輥進行***終的一道輕軋的一種無光表面加工
2D產品用于對表面要求不嚴的用途,一般用材,深沖用材
NO.2B
光澤強于NO.2D
NO.2D處理后,經過拋光輥進行***終一道輕度冷軋,以取得適當光澤。這是***常用的表面加工,該加工也可作為拋光的***步。
一般用材
BA
光亮如鏡
無標準,但通常是光亮退火的表面加工,表面反射性很高。
建筑材料,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
建筑材料,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
光澤接近于BA
將NO.2B材,用400#拋光輪進行研削
一般用材,建筑用材,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,建筑用材
NO.7
接近于鏡面研磨
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,折痕,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%
注:不銹鋼為高合金鋼。
5-2 按質量分類:
① 普通鋼
② 優質鋼
③ ***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 用于導彈核工業
不銹鋼特性
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、品質特性
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
高
高
中
強度
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不銹鋼的品質特性要求
用途
對象產品
加工工藝
要求品質特性
表面質量
BQ性
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
好
一般材
一般
-5%
不要求
好
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
好
DDQ
要求高
-3~-5%
好
好
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
好
-8%
好
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%
好
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%
好
一般
※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。
2-3品質要求特性微細項目
(1)材質:
①DDQ(deep 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(?R53%),硬度較低(?Q170%),內部晶粒等級在7.0~8.0之間,深沖性能***。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(?R45%),而硬度相對較高(?Q180),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***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。
(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是各不相同。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。
3.各種不銹鋼的特性和用途
鋼號
特性
用途
奧 氏 體
鋼
301
17Cr-7Ni-低碳
與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、螺母、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,使用溫度-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***;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其成型性,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
在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
與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
在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
鐵
素
體
鋼
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
在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***。
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,熱膨脹率抵,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
在430