不銹鋼相關(guān)實用知識
一、 不銹鋼熱軋鋼板
不銹鋼熱軋鋼板是用熱軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板。厚度不大于 3mm 的為薄板,厚度大于 3mm 的為厚板。用于化工、石油、機(jī)械、船舶等行業(yè)制造耐蝕零件、容器和設(shè)備。其分類和牌號如下:
1 .奧氏體型鋼
(1)1Cr17Mn6Ni15N ; (2)1Cr18Mn8Ni5N ; (3)1Cr18Ni9 ; (4)1Cr18Ni9Si3 ; (5)0Cr18Ni9 ;
(6)00Cr19Ni10 ; (7)0Cr19Ni9N ; (8)0Cr19Ni10NbN ; (9)00Cr18Ni10N ; (10)1Cr18Ni12 ;
( 11) 0Cr23Ni13 ; (12)0Cr25Ni20 ; (13) 0Cr17Ni12Mo2 ; (14) 00Cr17Ni14Mo2 ;
(15) 0Cr17Ni12Mo2N ; (16) 00Cr17Ni13Mo2N ; (17) 1Cr18Ni12Mo2Ti ; (18) 0Cr18Ni12Mo2Ti ;
(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti ; (20) 0Cr18Ni12Mo3Ti ; (21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2 ;
(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2 ; (23) 0Cr19Ni13Mo3 ; (24) 00Cr19Ni13Mo3 ; (25) 0Cr18Ni16Mo5 ;
(26) 1Cr18Ni9Ti ; (27) 0Cr18Ni10Ti ; (28) 0Cr18Ni11Nb ; (29) 0Cr18Ni13Si4
2 .奧氏體——鐵素體型鋼
( 30 ) 0Cr26Ni5Mo2 ;( 31 ) 00Cr18Ni5Mo3Si2 ;
3 .鐵素體型鋼
( 32 ) 0Cr13Al ; (33) 00Cr12 ; (34)1Cr15 ; (35)1Cr17 ; (36)1Cr17Mo ; (37)00Cr17Mo ;
(38)00Cr18Mo2 ; (39)00Cr30Mo2 ; (40)00Cr27Mo
4 .馬氏體型鋼
( 41 ) 1Cr12 ;( 42 ) 0Cr13 ;( 43 ); 1Cr13 ;( 44 ) 2Cr13 ;( 45 ) 3Cr13 ;( 46 ) 4Cr13 ;
( 47 ) 3Cr16 ;( 48 ) 7Cr17
5 .沉淀硬化型鋼
( 49 ) 0Cr17Ni7Al
二、 不銹鋼冷軋鋼板
不銹鋼冷軋鋼板是用冷軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板,厚度不大于 3mm 的為薄板,厚度大于 3mm 的為厚板。用于制作耐腐蝕部件,石油、化工的管道、容器、醫(yī)療器械、船舶設(shè)備等,其分類和牌號如下:
1 .奧氏體型鋼
除與熱軋部分相同外( 29 種),還有:( 1 ) 2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni8
2 .奧氏體——鐵素體型鋼
除與熱軋部分相同外( 2 種),還有: (1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti
3 .鐵素體型鋼
除與熱軋部分相同外( 9 種),還有: 00Cr17
4 .馬氏體型鋼
除與熱軋部分相同外( 8 種),還有 1Cr17Ni2
5. 沉淀硬化型鋼:同熱軋部分
三、鐵素體、奧氏體、馬氏體簡介
大家知道固態(tài)金屬及合金都是晶體,即在其內(nèi)部原子是按一定規(guī)律排列的,排列的方式一般有三種即:體心立方晶格結(jié)構(gòu)、面心立方晶格結(jié)構(gòu)和密排六方晶格結(jié)構(gòu)。金屬是由多晶體組成的,它的多晶體結(jié)構(gòu)是在金屬結(jié)晶過程中形成的。組成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結(jié)構(gòu): 910 ℃ 以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的α——鐵, 910 ℃ 以上為具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的Υ——鐵。如果碳原子擠到鐵的晶格中去,而又不破壞鐵所具有的晶格結(jié)構(gòu),這樣的物質(zhì)稱為固溶體。碳溶解到α——鐵中形成的固溶體稱鐵素體,它的溶碳能力極低,***大溶解度不超過 0.02% 。而碳溶解到Υ——鐵中形成的固溶體則稱奧氏體,它的溶碳能力較高,***高可達(dá) 2% 。奧氏體是鐵碳合金的高溫相。
鋼在高溫時所形成的奧氏體,過冷到 727 ℃ 以下時變成不穩(wěn)定的過冷奧氏體。如以極大的冷卻速度過冷到 230 ℃ 以下,這時奧氏體中的碳原子已無擴(kuò)散的可能,奧氏體將直接轉(zhuǎn)變成一種含碳過飽和的α固溶體,稱為馬氏體。由于含碳量過飽和,引起馬氏體強(qiáng)度和硬度提高、塑性降低,脆性增大。
不銹鋼的耐蝕性主要來源于鉻。實驗證明,只有含鉻量超過 12% 時鋼的耐蝕性能才會大大提高,因此,不銹鋼中的含鉻量一般均不低于 12% 。由于含鉻量的提高,對鋼的組織也有很大影響,當(dāng)鉻含量高而碳含量很少時,鉻會使鐵碳平衡,圖上的Υ相區(qū)縮小,甚至消失,這種不銹鋼為鐵素體組織結(jié)構(gòu),加熱時不發(fā)生相變,稱為鐵素體型不銹鋼。
當(dāng)含鉻量較低(但高于 12% ),碳含量較高,合金在從高溫冷卻時,極易形成馬氏體,故稱這類鋼為馬氏體型不銹鋼。
鎳可以擴(kuò)展Υ相區(qū),使鋼材具有奧氏體組織。如果鎳含量足夠多,使鋼在室溫下也具有奧氏體組織結(jié)構(gòu),則稱這種鋼為奧氏體型不銹鋼。
四、我國和日本常用不銹鋼鋼號的近似對照
1 .對照表:
日本( JIS ) |
中國( GB ) |
SUS304 |
0Cr18Ni9(0Cr19Ni9) |
SUS 304L |
00Cr19Ni10(00Cr18Ni10) |
SUS 309S |
0Cr23Ni13 |
SUS 310S |
0Cr25Ni20(1Cr25Ni20Si2) |
SUS 316 |
0Cr17Ni12Mo2(0Cr18Ni12Mo2Ti) |
SUS 316L |
00Cr17Ni14Mo2 |
SUS 321 |
1Cr18Ni9Ti(0Cr18Ni9Ti) |
SUS 430 |
1Cr17 |
SUS 403 |
1Cr12 |
SUS 410 |
1Cr13 |
SUS 420J1 |
2Cr13 |
SUS 420J2 |
3Cr13 |
SUS 431 |
1Cr17Ni2 |
2 . 牌號后掇 NO . 1 表示熱軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或類似的處理; NO . 2 表示冷軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或相應(yīng)處理; NO . 2B 表示冷軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或類似的處理,***后經(jīng)冷軋獲得適當(dāng)光潔度。如304NO . 1 不銹鋼板表示牌號為 304 的熱軋不銹鋼板。再如 321-2B 表示牌號為 321 的冷軋不銹鋼板,表面要求冷軋后進(jìn)行熱處理,酸洗或類似的處理,***后經(jīng)冷軋獲得適當(dāng)光潔度。
五、不銹鋼在各領(lǐng)域的應(yīng)用
1 . 1960 年—— 1999 年約 40 年間,西方***的不銹鋼產(chǎn)量從 215 萬噸猛增到 1728 萬噸,增加了約 8 倍,平均年增長率約為 5 . 5% 。不銹鋼主要用于廚房、家電、運輸、建筑、土木各領(lǐng)域。在廚房器具方面主要有水洗槽和電氣、煤氣熱水器,家電產(chǎn)品主要有全自動洗衣機(jī)的滾筒。從節(jié)能和再循環(huán)等環(huán)保的觀點看,不銹鋼的需求有望進(jìn)一步擴(kuò)大。
在運輸領(lǐng)域主要有鐵道車輛和汽車的排氣系統(tǒng),用于排氣系統(tǒng)的不銹鋼在每輛車中約為 20 -30kg ,全***的年需求約 100 萬噸,這是不銹鋼***大的應(yīng)用領(lǐng)域。
在建筑領(lǐng)域,***近的需求急劇增長,如:新加坡地鐵車站的防護(hù)裝置,使用了約 5000 噸的不銹鋼外裝飾材。再如日本 1980 年以后,用于建筑業(yè)的不銹鋼增長了約 4 倍,主要用作屋頂、大樓內(nèi)外裝飾和結(jié)構(gòu)材。 80 年代,在日本沿海地區(qū)使用 304 型無涂漆材作為屋頂材料,從防銹考慮,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂猛科岵讳P鋼。進(jìn)入 90 年代,開發(fā)了具有高耐蝕性的 20% 以上高 Cr 鐵素體系不銹鋼,被用作屋頂材料,同時為了美觀性,開發(fā)了各種表面精加工技術(shù)。
在土木領(lǐng)域,日本的水壩吸水塔使用不銹鋼。歐美的寒冷地區(qū),為防止高速公路和橋梁的凍結(jié)需撒鹽,這就加速了鋼筋的腐蝕,所以使用不銹鋼鋼筋。在北美的道路中,近 3 年間約有 40 處采用了不銹鋼鋼筋,每處的使用量為 200-1000 噸,今后不銹鋼在該領(lǐng)域的市場將有所作為。
2 .今后擴(kuò)大不銹鋼應(yīng)用的關(guān)鍵是環(huán)保、長壽命和 IT 的普及。
關(guān)于環(huán)保方面,首先從大氣環(huán)保的觀點看,用于抑制二惡英發(fā)生的高溫垃圾焚燒裝置、 LNG 發(fā)電裝置和使用煤的高效發(fā)電裝置的耐熱、耐高溫腐蝕不銹鋼的需求將擴(kuò)大。還有估計在 21 世紀(jì)初將投入實際應(yīng)用的燃料電池汽車的電池殼也將使用不銹鋼。從水質(zhì)環(huán)保的觀點看,在給水、排水處理裝置中,具有優(yōu)異耐蝕性的不銹鋼也將擴(kuò)大需求。
關(guān)于長壽命,在歐洲已有的橋梁、高速公路、隧道等設(shè)施中,不銹鋼的應(yīng)用在增加,預(yù)計這種潮流將遍及全***。還有日本一般住宅建筑的壽命特別短為 20-30 年,廢材處理成為一大問題。***近以壽命達(dá)到 100 年為目標(biāo)的建筑物開始出現(xiàn),這樣具有優(yōu)異耐久性的材料需求將增長。從地球環(huán)保的觀點看,長壽命在減少土木、建筑廢材的同時,有必要從引入新概念的設(shè)計階段探討如何降低維修成本。
關(guān)于 IT 的普及,在 IT 的發(fā)展和普及過程中,功能材料在設(shè)備硬件方面起很大的作用,對高精密度、高功能材料的要求非常大。如:在手機(jī)和微機(jī)部件中,靈活應(yīng)用了不銹鋼的高強(qiáng)度、彈性和非磁性等特性,使得不銹鋼的應(yīng)用擴(kuò)大。還有在半導(dǎo)體和各種基板的制造設(shè)備中,具有良好清潔度和耐久性的不銹鋼發(fā)揮了重要作用。
不銹鋼具有多種其它金屬沒有的優(yōu)異性能,是一種具有優(yōu)異耐久性和再循環(huán)性的材料,今后對應(yīng)時代的變化,不銹鋼將廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
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