不锈钢知识讲座

1、不锈钢知识讲座，TISCO不锈钢，2009年7月，2020/7/11，2，标题提纲，1。不锈钢的基本知识各种不锈钢的分类特征2。各种不锈钢应用领域的材料选择和应用，不同腐蚀条件下钢种选择的考虑，典型不锈钢的应用实例，2020/7/11，3，不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐弱腐蚀介质如大气、蒸汽和水的钢，而耐酸钢是指耐化学腐蚀介质如酸、碱和盐的钢。不锈钢和耐酸钢的合金化程度有很大差异。虽然不锈钢是不锈钢，但它不一定耐酸。而耐酸钢通常是不锈钢。铬是不锈钢最重要的合金元素(通常，铬含量在10.5-30%之间的钢被定义为不锈钢)。加入铬后，在钢表面形成一层透明的氧化铬(Cr2O3)保护层，使

2、金属与外部介质隔离，不发生化学或电化学作用。因此，不锈钢比普通钢具有更好的耐腐蚀性和抗氧化性，并能在大气中始终保持金属光泽。不锈钢基础知识，2020/7首先，钝化膜的厚度非常薄，当铬含量为10.5%时，通常只有几毫米(百万分之一毫米)。第二，钝化膜的比重大于衬底的比重。这两个特征表明钝化膜薄且微致密。因此，这种钝化膜难以被腐蚀介质穿透而快速腐蚀基板。第三个特点是膜的铬浓度比基体高3倍以上，因此钝化膜具有很高的耐蚀性。然而，不锈钢的应用环境极其复杂，简单的氧化铬钝化膜不能满足高耐蚀性的要求。因此，应根据不同的使用条件向钢中添加钼、铜、氮等合金元素，以改变钝化膜的成分，提高耐蚀性。为什么不锈钢是不

3、锈钢？生锈机理，不锈钢基础知识，2020/7/11/5，合金抗腐蚀10级标准：完全抗腐蚀：0.001毫米/1非常抗腐蚀：0.001-0.005 2 0.005-0.010 3抗腐蚀：0.010-0.050 4 0.050-0.100 5仍抗腐蚀：0.100-0.500 6 0.500-1.000如果腐蚀速率小于0.01毫米/年，则认为完全耐腐蚀；腐蚀速率小于0.1毫米/年，被认为是耐腐蚀的。不锈钢基础知识，2020/7/11/6，不锈钢具有抵抗大气氧化的能力，即不锈钢，并且还具有在含有酸、碱和盐的介质中腐蚀的能力，即耐腐蚀性。然而，它的耐腐蚀性随其钢的化学成分、表面状态、使用条件和环境介质类型

4、而变化。例如，304钢管在干燥和清洁的大气中具有绝对优异的耐腐蚀性，但是当它被移动到沿海地区时，它将很快在含有大量盐的海雾中生锈；而316钢管表现良好。因此，在任何环境下，没有任何一种不锈钢能够耐腐蚀和防锈。不锈钢是在其表面形成的一种非常薄、牢固且精细稳定的富铬氧化膜(保护膜)，它可以防止氧原子的不断渗透和不断氧化，并获得耐腐蚀性。一旦这种膜由于某种原因被不断破坏，空气或液体中的氧原子将不断渗透，或者金属中的铁原子将不断分离出来，形成松散的氧化铁，金属表面将不断被腐蚀。为什么不锈钢会生锈？生锈机理，如果不锈钢使用不当或超过使用寿命，表面会出现褐色锈斑(斑点)，人们会有两种错误的看法：1)“不锈

5、钢不生锈，锈不是不锈钢；2)出现质量问题。不锈钢基础知识，2020年7月11日，根据钢的结构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。，铁素体不锈钢含不含或少含镍，双相不锈钢含5%镍，奥氏体不锈钢含8%镍，几种不锈钢的显微组织，不锈钢分类，马氏体不锈钢含13%铬，不含镍，不锈钢基础知识，2020/7/11/8，根据钢的化学成分分类，它可分为：铬不锈钢(400系列)，铬镍不锈钢(300系列)根据钢的功能分类，它可分为低温不锈钢，耐热不锈钢，耐磨不锈钢，不锈钢的分类，不锈钢的基本知识，2020/7/11，9，奥氏体不锈钢，双相不锈钢，铁素体不锈钢，高锰和镍替代，成

6、本低，一般耐腐蚀性高，氮导致冷成型性差，磷和铜含量高，不利于回收，而镍含量大多为5-7；它具有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的性能，不含镍或低镍，成本低，耐蚀性好，冷加工硬化倾向低，导热系数高，热膨胀系数小，沉淀硬化不锈钢的镍含量为4-25；良好的耐腐蚀性；高强度；普通631和632对氢脆敏感，不锈钢，铬镍系列不锈钢(AISI300系列)，铬系列不锈钢(AIS400系列)，马氏体不锈钢，无镍或低镍，耐腐蚀，高强度，高硬度，韧性差，在低成本和弱介质中焊接性差。较高的成本，最好的综合性能，优异的耐腐蚀性和良好的高温抗氧化性，不锈钢的分类，不锈钢的基本知识，2020/7/11/10，铁素体不锈钢是指含铬

7、量为110%，体心立方晶体结构和使用中的铁素体结构的不锈钢。铁素体不锈钢根据钢中铬含量的不同，大致可分为三类：Cr11%-15%、Cr16%-20%和Cr21%-30%。一般来说，这种钢不含镍，有时还含有少量的钼、钛和铌等元素。铁素体不锈钢的强度高，但冷加工硬化倾向低。良好的抗氧化性和优异的抗应力腐蚀性能；铁素体不锈钢的缺点是显而易见的，如室温和低温韧性差，缺口敏感性高，对晶间腐蚀敏感，这些缺点随着铁素体不锈钢截面尺寸的增大、冷却速度的减慢和焊接的热影响而更加明显。典型钢种：409L、410L、0Cr13Al(405)、1Cr17(430)、436、444等。不锈钢分类，不锈钢基础知识，202

8、0/7/11/11，这种钢在室温下具有奥氏体结构，具有面心立方晶体结构的奥氏体不锈钢可分为两个系列：铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢。前者以镍为主要奥氏体化元素，并含有适量的氮。后者以锰和氮为主要奥氏体化元素，并含有适量的镍。奥氏体钢无磁性，韧性和塑性高，硬度低，可加工性和焊接性好；然而，强度较低，不能通过热处理来增强，只能通过冷加工来增强。铬镍奥氏体不锈钢是目前应用最广泛的不锈钢，以18-8型铬镍钢为代表，包括在18-8型基础上发展起来的铬镍奥氏体不锈钢。典型钢种：304系列、316系列、321系列和301系列；奥氏体不锈钢，不锈钢分类，不锈钢基础知识，2020/7/11/12，马氏体不锈钢，这种钢

9、在正常淬火温度下处于奥氏体相区，但其奥氏体相仅在高温下稳定，M点一般在300左右，冷却时转变为马氏体。马氏体不锈钢是一种可以通过热处理来调节性能的不锈钢。一般来说，它是一种可硬化的不锈钢。钢具有高强度和高硬度，其机械性能可以通过热处理来调节。马氏体不锈钢的耐蚀性略差于奥氏体和铁素体不锈钢。典型钢种：1-3Cr13、9Cr18、Cr17Ni2等。不锈钢的分类奥氏体基体上有15%的铁素体或铁素体基体上有15%的奥氏体。目前广泛使用的奥氏体铁素体双相不锈钢含有约50%的奥氏体和约50%的铁素体。与纯奥氏体不锈钢相比，这种钢具有较高的屈服强度、较高的抗晶间腐蚀能力、较低的应力腐蚀敏感性、焊接时不易产生

10、热裂纹、较好的铸造流动性等。与铁苏修不锈钢相比，这种钢具有较好的韧性、较低的韧脆转变温度、较高的抗晶间腐蚀能力和较高的焊接性。缺点是可加工性差，点蚀倾向高，在强磁场作用下易产生相脆性和弱磁性。所有这些优点和缺点都来自结构中的铁氧体。不锈钢的分类，不锈钢的基本知识，2020/7/11/14，沉淀硬化不锈钢可分为马氏体沉淀硬化不锈钢(以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表)、半奥氏体沉淀硬化不锈钢(以OCrl7Ni7Al和OCrl5Ni25Ti2MoVB为代表)和奥氏体铁素体沉淀硬化不锈钢(以PH55A、b和c为例)，它们的共同特点是在钢中加入铜、铝、钼、钛、铌等元素，这些元素在奥氏体或奥氏体中的固溶

11、度很小这种不锈钢的性能可以通过热处理工艺进行调整，使其在钢材成型和设备制造过程中处于易加工、易成型的微观组织状态。不锈钢分类，不锈钢基础知识，2020/7/11/15。上述五种不锈钢各有其独特的性能特点，涵盖各种牌号，室温、高温和低温下具有良好的机械性能，与良好的韧性、高硬度、高耐磨性、恶劣条件下良好的耐腐蚀性、不锈钢的无磁性、良好的冷成型性以及加工制造相匹配。显然，在各种使用条件下，总是有可能找到合适的钢种和钢种。因此，不锈钢可广泛应用于化工、石油化工和石油开采、交通运输、核工业、能源、纺织、航空航天、电子电器、食品、医药、造纸等工业部门，并已成为某些领域不可缺少或不可替代的金属材料。此外，

12、不锈钢因其不锈钢、装饰性和易清洗性及抗菌性，已广泛应用于消费领域，如建筑装饰、厨具、餐具、民用五金等。不锈钢材料的选择与应用，2020/7/11/16，发达国家不锈钢的消费结构，不锈钢材料的选择与应用，2020/7/11/17，铁素体不锈钢：铁素体不锈钢制造的消费品主要用于汽车排气系统、装饰和餐具等。奥氏体不锈钢：主要用于各种类型的设备，包括工业产品生产和加工工业、建筑、公共设施、装饰和许多消费品中使用的容器和管道，如水池、清洗盆、厨房用具、锅和平台用具等。马氏体不锈钢：通常用于制造耐腐蚀轴承、刀具和剪刀、阀门和压缩机。双相不锈钢：主要用于化学工业、石油工业和其他工业，特别是耐氯化物应力腐蚀性

13、能较好的环境。沉淀硬化不锈钢：它通常用于制造杆和紧固件，时效硬化不锈钢的最佳用途之一是制造高尔夫球杆头。各种不锈钢应用领域，不锈钢材料的选择和应用，2020/7/11，18，不锈钢材料选择应考虑的因素：耐蚀性考虑不同钢种在不同腐蚀介质中的耐蚀性要求等。机械性能和物理性能包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳特性等。工艺性能各种冷弯、冷热镦粗、焊接性能和冲压性能。资源、价格和供给考虑价格和经济等。材料选择考虑、材料选择和不锈钢应用，2020/7/11/19、Cr13、Cr17或18-8一般用于大气环境介质，18-14-2很少使用硝酸介质为稀硝酸(65%)，一般18-8具有良好的耐硝酸腐蚀性能；随着浓度

14、的增加，Cr25Ni20钢在达到68.4%以上时可以使用，当浓度较高时(85%)需要含硅的高铬奥氏体不锈钢。含钼不锈钢通常不用于抵抗硝酸腐蚀。不同腐蚀条件下钢种的选择，不锈钢的选择和应用，2020/7/11/20，不含钼的不锈钢在硫酸介质中不能用于抗硫酸腐蚀，而含Mo2-3%的316系列是抗硫酸腐蚀的最低等级，含钼双相钢也相当或优于316系列；随着硫酸浓度的增加，有必要选择铬镍含量高、铜硅含量高的奥氏体不锈钢。在盐酸介质中，盐酸介质具有很强的还原性，不锈钢很难钝化。高铬、镍、铜和硅含量高的奥氏体不锈钢应在稀盐酸中使用。不能选择18-8。烧碱介质选用含Cr26%的纯铁素体不锈钢或含Ni 20%的

15、铬镍奥氏体不锈钢。通常，含钼的Cr17型或奥氏体不锈钢可在有机酸介质中选择。不锈钢材料选择及应用，不同腐蚀条件下的钢种选择，2020年7月11日、21日，防止局部腐蚀的材料选择的晶间腐蚀：321、304L、316l、347等点腐蚀；316(L)、高纯度铁氧体00Cr18Mo2、双相不锈钢18-5、2205等。缝隙腐蚀：一般来说，可以选择抗点蚀钢。应力腐蚀：双相钢等。不锈钢的选材和应用，不同腐蚀条件下的钢种选择，2020/7/11，22，奥氏体不锈钢(1) 0Cr18Ni9，0Cr19Ni9 (304)中板，卷板和冷板广泛用作食品、通用化工、原子能工业等领域的不锈钢。00Cr19Ni10(304

16、L)中板和冷板具有超低碳和优异的抗晶间腐蚀性能。1Cr18NI9Ti、0Cr18Ni10Ti(321)中间板、线圈板和冷板添加Ti以提高抗晶间腐蚀能力，不适合装饰。它可用作耐热不锈钢。00Cr17Ni12Mo2(316L)、00Cr19Ni13Mo3(317L)中板、卷板和冷板在海水和其他介质中优于304，是抗点蚀材料。在0Cr19Ni9N(304N)中间板中加入n可以提高强度，提高抗点蚀和晶界腐蚀能力，减少结构材料，降低成本。典型不锈钢的应用，不锈钢的选择和应用，2020/7/11，23，奥氏体不锈钢(二)，不锈钢的选择和应用，2020/7/11，24，奥氏体不锈钢(三)，不锈钢的选择和应用，典型不锈钢的应用，2020/7/11，2020 2020/7/11，26，奥氏体不锈钢(六)，不锈钢的选择和应用，典型不锈钢的应用，2020/7/7，也可以使用。2Cr13不仅可用作叶片，还可用作叶轮、紧固件和其他高应力零件。3Cr13用于要求较高强度和硬度的结构零件和耐磨零件，如轴、螺栓、弹簧、活塞杆、耐腐蚀工具等。随着碳含量的