不锈钢系统知识简介-4.ppt

,不锈钢系统知识简介,2009-9,什么是不锈钢？,钢-碳含量小于2.11%的铁碳（或铁基）合金。 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称。在材料科学领域中，将Cr含量大于10.5%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢。通常对在大气、水蒸气和淡水中等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐蚀的钢种称为不锈钢，对在酸碱盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称为耐酸钢。,不锈钢不锈的特性与钢中的铬含量有直接关系，随着铬含量的提高而增强。当铬含量达到10.5%以上时钢的这一特征发生突变，从易生锈到不锈，从不耐蚀到耐腐蚀，见图4-1和图4-2。而且含铬量从10.5%以后随着铬含量的不断提高，其耐锈性和耐蚀性也不断得到改善。一般不锈钢的最高铬含量为26%，更高的铬含量已没有必要。,不锈钢是如何分类的？,常用的不锈钢的分类方法主要有： 1）按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。 2）按钢的化学成分分类可分为：Cr不锈钢、Cr-Ni不锈钢、Cr-Mn-N-Ni不锈钢、超低碳不锈钢、高纯不锈钢等。 3）按钢的功能分类可分为：低温不锈钢、耐热不锈钢、耐磨不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢和超塑性不锈钢等。,不锈钢主要钢种的性能与特性,304 :由于具有较好的耐腐蚀性，强度高，寿命长，并且有良好的色泽和表面光泽度，因此作为不锈耐热钢使用最广泛，适用于食品用设备，一般化工设备，特别是装饰行业例如不锈钢围栏。其中0Cr18Ni9是0Cr19Ni9的节Cr钢种。 (304Cu2)0Cr18Ni9Cu2：属于超深冲用不锈钢冷轧板，用于器皿以及厨房用品等制品行业深冲制造的需要。例如我厂曾经供货，深冲制造军用水壶 SUS304J1与304Cu2相比，Cr与Ni含量低，生产成本低，耐腐蚀性和加工性能相当，用途相同，因此是我公司重点开发品种。,316、317系列：与0Cr18Ni9相比Mo的合金化使钢耐酸性和耐氯化物孔蚀的性能明显提高，被用于的石油、化工、化肥等工业的设备、容器、管道等部件。 301系列：该钢种在大气条件下具有较好的耐腐蚀性，冷加工后强度和硬度较高，应用于不生锈的条件下承受较高载荷的设备或构件。例如铁道车辆和传动带螺栓螺母以及弹簧件 321系列：作焊芯、抗磁仪表、医疗器械、耐酸容器、设备衬里及输送管道等设备和零件。,430：具有良好耐腐蚀性的通用钢种，用于建筑内的装饰、重油燃烧器部件、家庭用具、家用电器部件。 409：焊接性能好，用于汽车排气处理装置。例如长春一汽所生产的红旗轿车排气管使用的就是我厂生产的00Cr12Ti不锈钢。,200系列不锈钢属于300系列的替代产品，与我厂常规300系列产品相比具有以下特点： 1.性能好，200系列奥氏体不锈钢耐蚀性、强度等性能都与300系列相当，只是硬度偏高，外观表面光亮度、颜色和色泽比300系列稍差一些。 2.成本低。200系列不锈钢在冶炼中提高了锰含量并增加了氮，用这两个元素代替了镍，使其镍含量降低到2.55的水平，其成本比300系列低1520，由于价格低适用于缺乏镍资源的国家。 3.适用性高。200系列与300系列有对应的钢种，与300系列相似可以应用于很多领域。 目前缺乏镍资源已经成为影响我国不锈钢不能大幅降低成本的因素之一，因此开发低成本的200系列不锈钢已经成为现在不锈钢的发展方向之一。,410（01Cr13）：具有良好的耐腐蚀性、机械加工性，一般用途：刃具类。 420（23Cr13）：淬火状态下硬度高，耐腐蚀性良好，可用于汽轮机叶片，刃具、喷嘴、阀座、阀门等。 405（0Cr13Al）：高温冷却下不产生显著硬化，用于汽轮机材料、淬火用部件、复合钢材等。,加工方法及用途,主要国家常用不锈钢标准牌号对照表,不锈钢中各种元素的作用,目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。 实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。,1.铬在不锈钢中的决定作用 决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明： 铬使铁基固溶体的电极电位提高 铬吸收铁的电子使铁钝化 钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。,2. 碳在不锈钢中的两重性 碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。 总的来讲，目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的，大多数不锈钢的含碳量在0.10.4之间，耐酸钢则以含碳0.10.2的居多。含碳量大于0.4的不锈钢仅占钢号总数的一小部分，这是因为在大多数使用条件下，不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。此外，较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求，如易于焊接及冷变形等。,3. 镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的 ： 镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24；而只有含镍2