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不锈钢基础知识教育资料,1.不锈钢概要2.不锈钢的制造工程3.不锈钢的用途4.不锈钢钢种别特性,12.2FDIC质量保证部,1.不锈钢概要,什么是不锈钢?不锈钢的发展原因不锈钢的历史不锈钢的分类不锈钢分类上的特征显微结构不锈钢的规格钢种开发系统图全世界不锈钢钢种别占有比钢种别材质实质钢种别PREN数值表观状态别特性表观处理状态别特性,3,什么是不锈钢?,Steel（钢）,价格低廉，使用在产业材,建筑材等多样用途皮膜厚，多孔状，所以氧很容易渗透在一般大气环境里容易生锈，不可能根本的防腐蚀,（锈）,（碳钢）,4,StainlessSteel（不锈钢）,保护膜,Steel（钢）+10.5%以上铬,钢素体不锈钢,表观美观，耐腐蚀性强，可以不经过涂装、涂色使用皮膜薄而致密，所以外部氧很难渗透酸、高温、放射性等恶劣的环境里，皮膜遭破坏时有可能生锈,5,不锈钢的发展原因,6,不锈钢的历史,1820年M.Faraday(英)研究13%Cr低合金钢1899年P.Heroult(法)开发电炉19081910年W.Borchers(德)发现Fe-Cr的不动态现象及获得Stainless钢的专利19091912年E.Mauler(德,Krupp)开发18-8不锈钢19131916年H.Brearley(英)开发SUS42019131914年W.R.Whitsey(英)开发SUS4301931年E.Houdreuot(德)开发添加Ti稳定化钢1940年E.T.Chelius开发氧气炼钢法1948年Hilty的优先脱碳理论1967年Witten(德)开发VOD法1968年UCC(美)开发AOD法1968年Supper铁素体(C+NX,不锈钢系统别特性,10,金属组织别特性比较,:位于(体心)的原子,:位于(体心)的原子,:位于(面心)的原子,11,面心立方点阵Structure:FaceCenteredCubic,体心立方点阵Structure:BodyCenteredCubic,12,显微结构,奥氏体,铁素体,双相钢,phase,phase,13,不锈钢的规格,:没有特定的规律，但考虑钢种开发顺序,添加成分的高低而标记,:标出成分或用途的特性化,14,Fe-Cr-Ni系(300系),双相系,钢种开发系统图,15,Fe-Cr系(400系),16,全世界不锈钢的钢种别占有比,基本3个钢种(304/430/409L)占有世界不锈钢市场的82%,ByNickelInstitute,17,钢种别材质实质(参考用),18,20,25,30,35,40,304,316,317LN,317LNM,904,2304,2205,2205+,6Mo,2507+,双相钢,AUSTENITIC,434,446,FERRITIC,15,409,430,444,PREN,PREN=%Cr+3.3x%Mo+16x%N(PittingResistanceEquivalentNumber),WATER,SEAWATERENV.,SEAWATER20C,2XX,201-202,200AUST.,钢种别PREN数值,(评价不锈钢耐蚀性的几个指数中对于Pitting(公式腐蚀)材料的抵抗性以合金成分作为指数化的数值.这个值越大耐蚀性良好.),19,表观状态别特性,20,表观处理状态别特性,21,镀金(GoldPlating)制品,蚀刻制品,2.不锈钢的制造工程,制造工程流程炼钢制造工程电炉作业AOD作业VOD作业连铸作业热轧及退火酸洗工程SteckelMill（可逆式炉卷轧机）热轧及退火酸洗设备冷轧工程冷轧设备设备规格产品生产范围冷轧连连轧设备概要,23,制造工程流程图,24,炼钢制造工程,和一般碳素钢比较,精练方法比较,Scrap,Ni,Cr,Otheralloys,电炉,精练炉,精练炉,连铸,25,电炉作业(EAF,ElectricArcFurnace),电炉作业,-主原料及合金铁投炉后，利用通过3相交流的ARC的热量，使之溶解，用辅助热源吹入氧气，利用C,Si氧化热。,使用原料,-不锈钢Scrap,碳钢Scrap,-Fe-Cr(H,C)Fe-Ni,Mo,Cu等,设备特征,-3相AC电炉,-电炉Enclosure(粉尘,噪音最小化),26,电炉,27,AOD作业(精练炉,ArgonOxygenDecarburization),AOD作业,-N,Ar等惰性气体和氧气一起投炉，随着炉内CO压力减少，碳也减少，但必须增加惰性气体的的量。,Gas稀释脱碳法,-向炉内吹氧时，Cr起氧化反应，Cr氧化物和钢种中的碳反应，达到脱碳的效果。随着Cr氧化物的减少，为了达到脱碳的效果，必须减少CO的压力.,2Cr+3O(Cr2O3)-(1),(Cr2O3)+3C2Cr+3CO-(2),28,精练炉,29,VOD作业(真空精练炉,VacuumOxygenDecarburization),oVOD,-AOD比较困难的是到低C,N的领域，还要保持脱碳效果的问题。可以脱脂的真空精练设备，适用于高附加值的400系钢(高Cr铁素体,极低的C,N钢)制造的真空精练设备,o400系-极低C,N钢的特性,-因Cr增加及不含有Ni，所以碳,氮溶解度增大=脱碳,脱脂困难,-为了确保耐蚀性及焊接性对C+N的要求非常低(200ppm以下),30,VOD,31,连铸作业(ContinuousCasting),Dummybartopfeeding,Torchcuttingmachine,Tundish,Caster,Ladle,32,连铸(铸片轧机),33,热轧及退火酸洗工程,退火酸洗钢种别经由工程,*1)Ferrite系凝固后冷却过程中如果有相变态是semi-ferrite,没有像变态是fully-ferrite.2)400系不锈钢“低温退火处理”是Ac1变态点以下施行的热处理。,加热炉,压延,罩式退火炉,钢卷准备机组,退火酸洗,研磨,34,SteckelMill（可逆式炉卷轧机）,SLAB,加热炉(1250),Descaler,粗轧(2032mm),精压延(2.012.7mm),宽度轧机,CoilingFurnace,CropShear,Laminar流程,PinchRoll,卷取机,卷取卷,APLCPL,35,加热炉,压延,冷却,卷取,36,SteckelMill,37,退火酸洗设备,38,冷轧工程,冷轧压延,冷轧退火酸洗,调质压延,形象矫正,表面研磨,光亮退火,39,冷轧设备,ZRM,ZRM,APL,40,设备规格,41,产品生产范围,规格及单重,钢种,表面规格:1D,2D,2B,HL,#3,#4,42,冷轧连连轧设备概要,冷轧退火酸洗,冷轧,Leveller,Skinpass,热轧退火酸洗,Slitter,Coldrolling,Annealing,Pickling,Finishing,Annealing,Pickling,一般流程:HAPL冷轧总共以6阶段构成,lHAPLl冷轧l,连连轧流程:以1阶段统合,43,流程介绍,DRAP(DirectRollingAnnealingandPickling):J&L(美国),97.5,25万吨/年,Rolling(Z-HiMill2Std),BlackCoil,(ShotBlaster&pickle),SPM,TLL,退火,酸洗,酸洗,LC2iLine(LigneContinueIntegreeInox):Arcelor(法国),99.3,25万吨/年,BlackCoil,BlackcoilScale去除冷轧(2Stand)退火+酸洗精整冷扎制品,Blackcoil无退火酸洗冷轧(2StandMill)退火+酸洗精整冷轧制品,44,RAP5Line(RollingAnnealing&Pickling5Line):Outokumpu(芬兰),02.10,75万吨/年,1stRound:Blackcoil冷轧退火+酸洗HR薄制品(45万吨)2ndRound:WhiteCoil冷轧退火+酸洗精整冷扎制品(35万吨),RAPLine(RollingAnnealing&PicklingLine):LISCO(中国),04.12,35万吨/年,WhiteCoil,Rolling(Z-HiMill3Std),SPM,TLL,退火酸洗,Whitecoil冷轧退火+酸洗精整冷扎制品(35万吨),45,流程特性,Base10日91%,79%2日96%,制造成本制造工期成材率,高级材(2B全用途)0.2mmt8万吨/1ZRM,中,低级材(排气,产业材,Pipe)1.0mmt30万吨/1流程,品质(用途)生产厚度单位生产量,一般工程,连连轧工程,通过大量生产中、低级材、低成本产品，强化成本竞争力,(冷扎制品制造成本100$/吨节俭),3.不锈钢的用途,多样的制品形态和表面建筑内外装饰材屋顶材街道设施运输装备用产业设备用餐具,厨房用电器电子其它,47,多样的制品形态和表面,48,Fingerprint-ProtectionofStainlessSteelSurfacetreatment,BA-finish,2B-finish,specialfinish,49,建筑内外装饰材,上海金茂大厦(316),上海浦项商务广场(POS-Plaza)(316Dull),50,PetronasTowers(KualaLumpur,Malaysia)(316L,研磨材,1.5t,4千吨),WaltDisneyCenterHall(LosAngeles,USA)(316,研磨材),51,仁川国际机场(韩国),POSCOCenter,52,ASEMCenter屋顶(韩国,446MDull+BA,400吨),屋顶材,53,ASEMCenter屋顶(韩国,446MDull+BA),54,仁川国际机场(韩国,446MDull,1,500吨),55,高速铁光明车站屋顶(韩国,02.12,3042D,0.5t,350吨),56,光州世界杯竞技场(韩国,316Dull,200吨),57,posco历史馆外装饰和屋顶(03.5,446MDull,0.5t,100吨),58,街道造型物,上海浦东,59,大连,60,上海南京路,61,运输装备用,电动车内部和外部,62,大型客车Frameofbus,63,大型客车Frameofbus,64,Muffler（消声器）,Manifold（排气管）,Catalyticconverter（催化转换器）,Exhaustsystem（汽车排气系统）,65,Muffler,CatalyticConverter,ExhaustManifold,66,Exhaustsystem（汽车排气系统）,Cold-end（冷端）(600),Hot-end（热端）(600),67,集装箱及摩托车上的应用,68,工业设备用,石油和天然气产业,69,Theinsideoftheircryogenic(-163oC)tankswitha1.2mmthickcorrugatedType304membrane90tonnespervessel.（液化天然气运输船舶）,70,Chemicaltanker（化学船舶）,71,Pulpandpaperindustry（纸浆及造纸产业）,72,ApplicationsforPortableWater（蓄水槽）,73,74,自来水净水场过滤池(韩国醴泉,02.8,混凝土双相钢),75,餐具,厨房用,76,BuiltinKitchen(Antifingerprint)（厨房设施）,77,电器电子,LCDFrame,PDA,HDD,MP,ElectronGun,78,精密部品,79,街道设施物,花盆台(Italy,316L)(为了美化的街道环境在街道花盆里使用不锈钢的示例),80,长椅(Europe),81,栏杆(韩国),禁止车辆进入带(系船柱,韩国),82,自行车停车棚(韩国),路灯(韩国),83,材质:不锈钢(绝缘涂层),电车,地下铁安全栏杆(韩国,03.3),84,不锈钢桥,全不锈钢桥(Europe,316,15吨)(长度320m,高度7m,上部拱形管是碳钢),85,其它,百货店内部商品陈列台,86,其它,4.不锈钢钢种特性,304(L)钢种301(L)钢种304J1钢种316L钢种321钢种310S钢种430钢种409L钢种410L钢种202钢种,88,钢种别特性,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-作为Austenite系的基本钢种耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能优秀-热处理后不发生硬化，几乎没有磁性,89,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-对比304含有低Ni,Cr及高N成分，根据粗压延可以达到高强度化-对比Steel,Al有优秀的高温强度,抗疲劳强度及耐腐蚀性，使用在电车达到重量轻,优秀的稳定性及经济性(301L),90,91,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-对比304确保优秀的成形性(复合型形成,深加工性,形象同结性优秀)-耐时效龟裂性优秀,成形性,92,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-添加Mo(23%)达到优秀的耐孔蚀及耐腐蚀性-高温Creep强度优秀,93,特性及使用用途,化学成分(wt