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常用钢铁产品的牌号表示方法


常用钢铁产品的牌号表示方法
机械零件所用金属材料多种多样,为了使生产、管理方便、有序,有关标准对不同金属 材料规定了它们牌号的表示方法,以示统一和便于采纳、使用。现将常用金属材料牌号表示 方法作一些简单介绍。 1、钢铁产品牌号表示方法(参照 GB/T221—2000)1.标准的基本概况 GB/T221—2000 标准 是参照国外钢铁产品牌号表示方法和国内钢铁产品牌号表示方法变化(如 Q345 代替 16Mn) 等情况修订后,于 2000 年 4 月 1 日发布,并于 2000 年 11 月 1 日开始实施。 2.主要技术内容变动情况 (1)由于一些钢铁产品牌号有它们专用的标准,故取消了原标准中铁合金、铸造合金、高 温合金、精密合金、耐蚀合金和铸铁、铸钢、粉末材料等牌号表示方法。 (2)一些新的钢铁产品的出现,更加完善了原标准。新标准增加了脱碳低磷粒铁、含钒生 铁 JP2、铸造耐磨生铁、保证淬透性钢、非调质机械结构钢、塑料模具钢、取向硅钢(电讯 用)等牌号表示方法。 (3)对不适应科技发展和与生产不协调的一些用钢牌号作了彻底改变或修改。如碳素结构 钢 A3改为 Q235,低合金高强度结构钢 16Mn 改为 Q345 等。对不锈钢、耐热钢和冷轧硅钢 等的牌号表示方法也做了修改。 (4)原标准中“钢铁产品牌号表示方法举例”的表 3,因不适用于新标准而被删除。 3.钢铁产品牌号表示方法的基本原则 (1)凡国家标准和行业标准中钢铁产品的牌号均应按 GB/T221—2000 标准规定的牌号表示 方法编写。凡不符合规定编写的钢铁产品牌号,应在标准修订时予以更改,一些新的钢铁产 品,其牌号也应按此予以编写牌号。 (2)产品牌号的表示,一般采用汉语拼音字母,化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法 来表示。 (3)采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时,一般从代表产品名称的 汉语拼音中选取第一个字母。 当和另一个产品所选用的字母重复时, 可改用第二个字母或第 三个字母,或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。 (4)暂时没有可采用的汉字及汉语拼音的,采用符号为英文字母。

4.钢铁产品名称、用途、特性和工艺方法表示符号(摘录)钢铁产品名称、用途、特性和工 艺方法表示符号见表 1。 5.钢铁产品牌号表示方法示例及说明 (1)生铁牌号表示方法生铁牌号采用表 1 中规定的符号和阿拉伯数字表示。 ①阿拉伯数字表示平均含硅量(以千分之几计)。例如:含硅量为 2.75%~3.25%的铸造用 生铁,其牌号表示为“Z30”;含硅量为 0.85%~1.25%的炼钢用生铁,其牌号表示为“L10”。 ②含钒生铁和脱碳低磷粒铁,阿拉伯数字分别表示钒和碳的平均含量(均以千分之几计)。 例如:含钒量不小于 0.40%的含钒生铁,其牌号表示为“F40”;含碳量为 1.20%~1.60%的炼 钢用脱碳低磷粒铁,其牌号表示为“TL14”。 (2)碳素结构钢和低合金高强度结构牌号表示方法以上用钢通常分为通用钢和专用钢两大 类。 ①通用结构钢采用代表屈服点的拼音字母“Q”。屈服点数值(单位为 MPa)和表 1 中规定的 质量等级、脱氧方法等符号,按顺序组成牌号。例如:碳素结构钢牌号表示为:Q235AF, Q235BZ;低合金高强度结构钢牌号表示为:Q345C,Q345D。 碳素结构钢的牌号组成中,镇静钢符号“Z”和特殊镇静钢符号“TZ”可以省略,例如:质量 等级分别为 C 级和 D 级的 Q235 钢,其牌号表示应为 Q235CZ 和 Q235DTZ,但可以省略为 Q235C 和 Q235D。 低合金高强度结构钢有镇静钢和特殊镇静钢,但牌号尾部不加写表示脱氧方法的符号。 ②专用结构钢一般采用代表钢屈服点的符号“Q”、 屈服点数值和表 1 中规定的代表产品用 途的符号等表示, 例如: 压力容器用钢牌号表示为“Q345R”; 耐候钢其牌号表示为: Q340NH。 ③根据需要,通用低合金高强度结构钢的牌号也可以采用两位阿拉伯数字(以万分之几计 平均含碳量)和标准的元素符号组成;专用低合金高强度结构钢的牌号,除一般组成外,尚 应加写表 1 中规定代表产品用途的符号。 (3)优质碳素结构钢和优质碳素弹簧钢牌号表示方法优质碳素结构钢采用两位阿拉伯数字 (以万分之几计表示平均含碳量)或阿拉伯数字和元素符号、表 1 中规定的符号组合成牌号。 ①沸腾钢和半镇静钢,在牌号尾部分别加符号“F”和“b”。例如:平均含碳量为 0.08%的 沸腾钢,其牌号表示为“08F”;平均含碳量为 0.10%的半镇静钢,其牌号表示为“10b”。

②镇静钢(S、P 分别≤0.035%)一般不标符号。例如:平均含碳量为 0.45%的镇静钢,其牌 号表示为“45”。 ③较高含锰量的优质碳素结构钢,在表示平均含碳量的阿拉伯数字后加锰元素符号。例 如:平均含碳量为 0.50%,含锰量为 0.70%~1.00%的钢,其牌号表示为“50Mn”。 ④高级优质碳素结构钢(S、P 分别≤0.030%),在牌号后加符号“A”。例如:平均含碳量为 0.45%的高级优质碳素结构钢,其牌号表示为“45A”。 ⑤特级优质碳素结构钢(S≤0.020%、P≤0.025%),在牌号后加符号“E”。例如:平均含碳量 为 0.45%的特级优质碳素结构钢,其牌号表示为“45E”。 优质碳素弹簧钢牌号的表示方法与优质碳素结构钢牌号表示方法相同(65、70、85、65Mn 钢在 GB/T1222 和 GB/T 699 两个标准中同时分别存在)。 (4)合金结构钢和合金弹簧钢牌号表示方法①合金结构钢牌号采用阿拉伯数字和标准的化 学元素符号表示。 用两位阿拉伯数字表示平均含碳量(以万分之几计),放在牌号头部。 合金元素含量表示方法为:平均含量小于 1.50%时,牌号中仅标明元素,一般不标明含 量;平均合金含量为 1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%、4.50%~5.49%、…… 时,在合金元素后相应写成 2、3、4、5……。 例如:碳、铬、锰、硅的平均含量分别为 0?30% 、0.95%、0.85%、1.05%的合金结构 钢,当 S、P 含量分别≤0.035%时,其牌号表示为“30CrMnSi”。 高级优质合金结构钢(S、P 含量分别≤0.025%),在牌号尾部加符号“A”表示。例如:“30 CrMnSiA”。 特级优质合金结构钢(S≤0.015%、 P≤0.025%), 在牌号尾部加符号“E”, 例如: “30CrM nSiE”。 专用合金结构钢牌号尚应在牌号头部(或尾部)加表 1 中规定代表产品用途的符号。 ②合金弹簧钢牌号的表示方法与合金结构钢相同。

世界各国不锈钢标准钢号对照表(新版)
中国 GB 1220-92 俄罗斯 GOST 5632-72 日本 JIS G4303-91 美国 ASTM A276-96 比利时 BS970Part1 BSEN10088-1-95 X12CrMnNiN 1Cr17Mn6Ni5N SUS201 201 17-7-5 X12CrMnNiN 1Cr18Mn8Ni5N 12KH17G9AH4 SUS202 202 18-9-5 1Cr17Ni7 1Cr18Ni9 Y1Cr18Ni9 Y1Cr18Ni9Se 0Cr18Ni9 00Cr19Ni11 0Cr19Ni9N 0Cr19Ni10NbN 00Cr18Ni10N 1Cr18Ni12 0Cr23Ni13 0Cr25Ni20 0Cr17Ni12Mo2 12KH18H9 12KH18H10E 08KH18H10 03KH18H11 12KH18H12T 08KH17H13M2T SUS301 SUS302 SUS303 SUS303Se SUS304 SUS304L SUS304N1 SUS304N2 SUS304LN SUS305 SUS309S SUS310S SUS316 301 302 303 303Se 304 304L 304N XM21 305 309S 310S 316 18-9-5 17-7-5 X12CrMnNiN 德国 DIN17400-96 DINEN10088-1-95 X12CrMnNiN 法国 NFA35-578-91 NFEN10088-1-95 X12CrMnNiN 17-7-5 X12CrMnNiN 18-9-5 NFA35-574-95 Z12CN17.07 Z10CN18.09 Z10CNF18.09 Z7CN18.09 X2CrNi19-11 X2CrNiN18-10 X4CrNI18-12 NFA35-578-91 Z15CN23-13 Z8CN25-20 Z7CND17-12-2 20a ISO 683/13-86 TR4956/84 A-2

A-3

BS970Part1-96 301S21 302S31 303S31 303S42 304S31 304S11 X2CrNiN18-10 X4CrNi18-12 310S31 316S31 DIN17440-96 X12CrNi18-9 X12CrNiS18-9 X5CrNi18-10 X2CrNi19-11 X2CrNiN18-10 X4CrNi18-12 X5CrNiMo17-12-2

14 12 17 17a 11 10 10N 13 15 16 20

0Cr18Ni12Mo2Ti

08KH17H13M2T

SUS316Ti

316Ti S31635 316L 316N 316LN 317 317L 321 321 347 XM7 XM15 405 430 -

320S31

X6CrNiMoTi17-12-2 X6CrNiMoTi17-12-2

21 19

00Cr17Ni14Mo2 0Cr17Ni12Mo2N 00Cr17Ni13Mo2N 0Cr18Ni12Mo2Cu2 00Cr18Ni14Mo2Cu2 0Cr19Ni13Mo3 00Cr19Ni13Mo3 0Cr18Ni16Mo5 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni11Nb 0Cr18Ni9Cu3 0Cr18Ni13Si4 0Cr26Ni5Mo2 1Cr18Ni11Si4AlTi 0Cr13Al 00Cr12 1Cr17 YCr17 1Cr17Mo

03KH17H14M2 08KH17H15M3T 03KH16H15M3 12KH18H10T 08KH18H10T 08KH18H12B

SUS316L SUS316N SUS316LN SUS316J1 SUS316JIL SUS317 SUS317L SUS317J1 SUS321 SUS347 SUSXM7

316S13 X5CrNiMo17-12-2 X2CrNiMo17-11-2 316S33 Part-4 317S12 321S31 321S31 347S31 X3CrNiCu18-9-4 405S31 430S17 X6CrMo17-1

X2CrNiMo18-14-3 X5CrNiMo17-12-2 X2CrNiMoN17-11-2 X5CrNiMo17-13-3 X2CrNiMo18-15-4 X6CrNitI18-10 X6CrNiTi18-10 X6CrNiNb18-10 X3CrNiCu18-9-4 X6CrAl13 X6Cr17 X6CrMoS17 X6CrMo17-1

X2CrNiMo17-12-2 19a X5CrNiMo17-12-2 X2CrNiMo17-11-2 19aN X2CrNiMo18-15-4 X6CrNiTi18-10 X6CrNiTi18-10 X6CrNiNb18-10 X3CrNiCu18-9-4 X6CrAl13 Z3CT12 X6Cr17 X6CrMo17-1 24 11 15 16 5 8 8a 9c 19N

15KH18H12G4TYU 12KH17

SUSXM15J1 SUS329J1 SUS405 SUS410L SUS430 SUS430F SUS434

00Cr30Mo2 00Cr27Mo 1Cr12 1Cr13 0Cr13Ae Y1Cr13 1Cr13Mo 2Cr13 3Cr13 Y3Cr13 4Cr13 1Cr17Ni2 7Cr17 8Cr17 9Cr17 11Cr17 Y11Cr17 9Cr18Mo 9Cr18MoV 0Cr17Ni4Cu4Nb 0Cr17Ni7Al 09KH17H7YU 95KH18 40KH13 14KH17H2 20KH13 30KH13 12KH13

SUS447J1 SUSXM27 SUS403 SUS410 SUS405 SUS416 SUS410J1 SUS420J1 SUS420J2 SUS420F SUS431 SUS440A SUS440B SUS440C SUS440C SUS440F SUS440C SUS630 SUS631

XM27 403 410 405 420 420 431 440C -

410S21 410S21 403S17 416S21 420S37 420S37 X46Cr13 431S29 X90CrMoV18

X6Cr13 X12Cr13 X6Cr13 X20Cr13 X30Cr13 X46Cr13 X17CrNi16-2 X90CrMoV18 X7CrNiAl17-7

X6Cr13 X6Cr13 X12CrS13 X20Cr13 X30Cr13 X46Cr13 X17CrNi16-2 X90CrMoV18 -

3 3 1 7 X12CrM126 4 5 96 ISO683/16-76

ASTM A564M-95 S17400 17700 X7CrNiAL17-7

1 X7CrNiAl17-7 2

不锈钢的定义
在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢, 不锈钢是具有美观的表面和 耐腐蚀性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面 的钢铁的一种,通常称为不锈钢。代表性能的有 13 铬钢,18-铬镍钢等高合金钢。 从金相学角度分析, 因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜, 这个膜隔离开与钢内 侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有 12%以上的铬。

不锈钢的种类
不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由 18%铬-8%镍为基本组成,各元素的加入量变化的不同,而开发各 种用途的钢种。

1. 以化学成分分类: ①. CR 系列:铁素体系列、马氏体系列 ②. CR-NI 系列:奥氏体系列,异常系列,析出硬化系列。

2. 以金相组织的分类: ①. 奥氏体不锈钢 ②. 铁素体不锈钢 ③. 马氏体不锈钢 ④. 双相不锈钢 ⑤. 沉淀硬化不锈钢

3.不锈钢的表面类别 现在不锈钢的发展,已使不锈钢的耐蚀性、外观、加工性、强度等特性远远超过其它材 料,而且,不锈钢的许多表面处理法,可以取得丰富多彩的颜色及形状,这为不锈钢的发展 作出很大的贡献。

不锈钢制造过程中的表面处理法以及机械研磨表面处理法

特征 制造法概要 用途 银白色,无光 热轧到规定厚度,再经退火和除鳞的一种粗糙、无光 不需要有表面光泽的 NO.1 泽 表面 用途 2D 产品用于对表面要 冷轧后进行热处理和酸洗,有时在毛面辊进行最终的 NO.2D 银白色 求不严的用途, 一般用 一道轻轧的一种无光表面加工 材,深冲用材 NO.2D 处理后,经过抛光辊进行最终一道轻度冷轧, 光泽强于 NO.2B 以取得适当光泽。这是最常用的表面加工,该加工也 一般用材 NO.2D 可作为抛光的第一步。 无标准,但通常是光亮退火的表面加工,表面反射性 BA 光亮如镜 建筑材料,厨房用具 很高。 将 NO.2D 和 NO.2B 材,用 100~200#(单位)的砥粒 NO.3 粗研磨 建筑材料,厨房用具 研磨带,进行研磨 将 NO.2D 和 NO.2B 材,用 150~180#砥粒研磨带进行 NO.4 中间研磨 研磨而获得的抛光表面,这是通用的,有镜面反射的 同上 带有可见?晶粒?的光亮表面 NO.240 细研磨 将 NO.2D 和 NO.2B 材,用 240#砥粒研磨带进行研削 厨房用具 NO.320 极细研磨 将 NO.2D 和 NO.2B 材,用 320#砥粒研磨带进行研削 同上 一般用材,建筑用材, 光泽接近于 NO.400 将 NO.2B 材,用 400#抛光轮进行研削 BA 厨房用具 适当粒子大小的研磨材料进行发纹研削(150~240#) HL 发纹研磨 楼房,建筑用材 其砥粒很多 接近于镜面研 NO.7 用 600#回转抛光轮进行研磨 美术用,装饰用 磨 NO.8 镜面研磨 镜子用抛光轮进行研磨 反光镜,装饰用

表面

4.不锈钢的缺陷类别
分类 原料缺陷 冷轧缺陷 退火酸洗 精整缺陷 个数 28 30 32 30 典型缺陷 共同缺陷 金属球痕,大理石纹,纵向发裂 辊印,辊表面粗糙,辊振动痕,鱼尾纹,微细皱纹,浪型缺 划伤,异物压 陷,垫纸压入 入, 污染, 折痕, 过酸洗,退火酸洗,欠酸洗,欠退火,点蚀,锈,刷辊痕, 卷取不良 橡胶残留,白斑,酸洗液残留,炉内停止 脱脂不良,研磨不匀,条纹,毛边

5.钢的分类方法 5-1 按化学成分分类:

◆碳素钢 ◆合金钢:低合金钢:合金元素≤5% 高合金钢:合金元素≥10% 中合金钢:合金元素 5%—10% 注:不锈钢为高合金钢。 5-2 按质量分类:

① 普通钢 ② 优质钢 ③ 高级优质(A) ④ 特级优质钢(E) 5-3 按冶炼方法分类:

◆平炉钢 ◆转炉钢 ◆电炉钢

5-4

按用途分类:

① C 素结构钢 如:45#

② 合金结构钢 如:40Cr ③ C 素工具钢 如:T8 ④ 合金工具钢 如:3Cr2W8V ⑤ 弹簧钢 如:60Si2Mn ⑥ 轴承钢 如:GCr15 ⑦ 不锈钢耐热钢 ⑧ 高速钢 如:W18Cr4V

5-5

按金相组织分类:

① 按退火状态分: ◆ 亚共析钢 ◆ 共析钢 ◆ 过共析钢 ◆ 莱氏体钢 ② 按退火状态:以不锈钢为例 ◆奥氏型:0Cr18Ni9(304) 又称:18-8 型 ◆马氏体:1Cr13 2 2Cr13 3Cr13 又称:Cr13 型 ◆铁素体:1Cr17 Cr25Ti ◆双相不锈钢(铁素体、奥示体双相):如:3RE60 ◆沉垫固溶硬化不锈钢:0Cr17Ni7A1 用于导弹核工业

不锈钢的特性
1.一般特性 ◆ 表面美观以及使用可能性多样化 ◆ 耐腐蚀性能好,比普通钢长久耐用 ◆ 耐腐蚀性好 ◆ 强度高,因而薄板使用的可能性大 ◆ 耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾 ◆ 常温加工,即容易塑性加工 ◆ 因为不必表面处理,所以简便、维护简单 ◆ 清洁,光洁度高 ◆ 焊接性能好

2、品质特性 2-1 不锈钢的品质特性
项目 代表钢种 热处理 硬度性 主要用途 耐腐蚀性 强度 加工性 磁性 焊接性 基本组织 STS430 STS410 退火 退火后急冷 微量硬化性 小量硬化性 建筑材料,汽车零件,加 建筑物内外装饰,厨房用具,化学 钎、刀机器零部件,医院用 用电器,厨房器具,饭盒 刻度,航空机器 具,手术用具 等 高 高 中 高 中 高 高 中 高 非磁 上磁性 上磁性 高 中 低 STS304 固融化热处理 加工硬化性

2-2 不锈钢的品质特性要求
用途 对象产品 加工工艺 要求品质特性

表面质量

BQ 性

材质 形状

厚度公 焊接 耐腐蚀 差 性 性 好

要求高不 浅加工 落料→横延→切头→成型 不要 刀、叉等 得有麻点 好 一般材 一般 -5% 类 →抛光→清洗→包装 求 等缺陷 落料→涂油→成型→(有 要求高不 深加工 二类餐具、时几次)切边→卷边→清 得有划伤 要求 -3~-5% 好 好 DDQ 类 保温杯等 洗→复底→抛光→焊手柄 折痕等缺 高 →包装 陷 窄带→挤成压成型→对焊 要求高不 PIPE 装饰管等 →打磨焊缝→切管→磨口 得有折痕 一般 一般材 好 -8% 好 →抛光→包装 等缺陷 要求高不 冷柜等的 厨具 落料→折边→电焊→打磨 得有折痕 一般 一般材 一般 -8% 好 外壁 等缺陷 热水器饮 窄带→卷筒→焊接→切管 容器 一般 一般 一般材 一般 -10% 好 水机内胆 →焊底→打磨焊缝→包装



一般

一般 一般

※各产品由于用途的不同,其加工工艺和原料的品质要求也不同。

2-3 品质要求特性微细项目 (1)材质: ①DDQ(deep drawing quality)材:是指用于深拉(冲)用途的材料,也就是大家所说的 的软料,这种材料的主要特点是延伸率较高(≧53%),硬度较低(≦170%),内部晶粒 等级在 7.0~8.0 之间,深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业,其产品的加工比 (BLANKING SIZE/制品直径)一般都比较高,它们的加工比分别达 3.0、1.96、2.13、1.98。 SUS304 DDQ 用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品,当然加工比超过 2.0 的产品一 般都需经过几道次的拉伸才能完成。 如果原料延伸方面达不到的话, 在加工深拉制品时产品 极易产生裂纹、拉穿的现象,影响成品合格率,当然也就加大了厂家的成本; ②一般材主要用于除了 DDQ 用途外的材料,这种材料的特点是延伸率相对较低(≧4 5%),而硬度相对较高(≦180),内部晶粒度等级在 8.0~9.0 间,与 DDQ 用材比较, 它的深冲性能相对稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一类餐具的勺、匙、叉、 电器用具、钢管用途等。但它与 DDQ 材相比有一个优点,就是 BQ 性相对较好,这主要是 由于它的硬度稍高的缘故。 (2)表面品质: 不锈钢薄板是一种价格非常高的材料, 客户对它的表面质量要求也非常高。 但不锈薄板在 生产过程中不可避免会出现各种缺陷,如划伤、麻点、折痕、污染等,从而其表面质量,象

划伤、 折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现, 而麻点这种缺陷在勺、 匙、 叉、 制作时也是决不允许的, 因为抛光时很难抛掉它。 我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率, 来确定其表质量等级,从而来确定产品等级。 (3)厚度公差: 一般来说不锈钢制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二类餐具和保温杯等, 厚度公差一般要求较高,为-3~5%,而一类餐具厚度公差一般要求-5%,钢管类要求-10%, 宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%,经销商对厚度公差的要求一般在-4%~6%间。同时产 品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。 一般出口产品客户的厚度公差要 求较高,而内销企业对厚度公差要求相对较低(大多出于成本方面考虑),部分客户甚至要 求-15%。 (4)焊接性: 产品用途的不同对焊接性能的要求也是各不相同。 一类餐具对焊接性能一般不做要求, 甚 至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,象二类餐具、保温杯、钢 管、热水器、饮水机等。 (5)耐腐蚀性: 绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,象一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有 些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验:用 NACL 水溶液加温到沸腾,一段时间后倒掉溶 液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意:产品抛光时,因砂布或砂纸中含有 Fe 的成分,会导致测试时表面出现锈斑) (6)抛光性能(BQ 性): 目前不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序, 只有少数制品如热水器、 饮水机内胆 等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能很好。影响抛光性能的因素主要有以下几点: ①原料表面缺陷。如划伤、麻点、过酸洗等。 ②原料材质问题。硬度太低,抛光时就不易抛亮(BQ 性不好),而且硬度太低,在深拉 伸时表面易出现桔皮现象,从而影响 BQ 性。硬度高的 BQ 性相对就好。 ③经过深拉伸的制品, 变形量极大的区域表面也会出小的黑点和 RIDGING, 从而影响 BQ 性。 3.各种不锈钢的特性和用途

钢号

特性

用途

301 与 304 钢相比,Cr、Ni 含量少,冷加工时抗拉强 列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、 17Cr-7Ni-低碳 度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。 螺母、弹簧、筛网 是在 301 钢基础上,降低 C 含量,改善焊口的抗 301L 17Cr-7Ni-0.1N- 晶界腐蚀性;通过添加 N 元素来弥补含 C 量降 铁道车辆构架及外部装饰材料 低碳 低引起的强度不足,保证钢的强度。 家庭用品(1、2 类餐具、橱柜、室内 作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐 管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车 热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加 304 配件(风挡雨刷、消声器、模制品), 18Cr-8Ni 工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度 医疗器具,建材,化学,食品工业, -196℃~800℃)。 农业,船舶部件 作为低 C 的 304 钢,在一般状态下,其耐蚀性与 304 刚相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗 应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、 304L 晶界腐蚀能力优秀;在未进行热处理的情况下,煤炭、石油产业的野外露天机器,建 18Cr-8Ni-低碳 亦能保持良好的耐蚀性,使用温度-196℃ 材耐热零件及热处理有困难的零件 ~800℃。 因添加 Cu 其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂 保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温 304Cu 纹性好,故可进行复杂形状的产品成形;其耐腐 13Cr-7.7Ni-2Cu 饭盒、门把手、纺织加工机器。 蚀性与 304 相同。 在 304 钢的基础上, 减少了 S、 含量, Mn 添加 N 304N1 构件、路灯、贮水罐、水管 18Cr-8Ni-N 元素, 防止塑性降低, 提高强度, 减少钢材厚度。 与 304 相比,添加了 N、Nb,为结构件用的高强 304N2 构件、路灯、贮水罐 18Cr-8Ni-N 度钢。 海水里用设备、化学、染料、造纸、 因添加 Mo,故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温 草酸、肥料等生产设备;照像、食品 316 强度特别好,可在苛酷的条件下使用;加工硬化 18Cr-12Ni-2.5Mo 工业、沿海地区设施、绳索、CD 杆、 性优(无磁性)。 螺栓、螺母 316L 作为 316 钢种的低 C 系列, 除与 316 钢有相同的 316 钢的用途中,对抗晶界腐蚀性有 18Cr-12Ni-2.5Mo 特性外,其抗晶界腐蚀性优。 特别要求的产品。 低碳 在 304 钢中添加 Ti 元素来防止晶界腐蚀;适合 321 航空器、排气管、锅炉汽包 18Cr-9Ni-Ti 于在 430℃-900℃温度下使用。 409L 因添加了 Ti 元素,故其高温耐蚀性及高温强度 汽车排气管、热交换机、集装箱等在 11.3Cr-0.17Ti-低 较好。 焊接后不热处理的产品。 C、N 410L 在 410 钢的基础上,降低了含 C 量,其加工性,机械构造用件,发动机排气管,锅炉 13Cr-低 C 抗焊接变形,耐高温氧化性优秀。 燃烧室,燃烧器。 耐热器具、燃烧器、家电产品、2 类 作为铁素体钢的代表钢种,热膨胀率抵,成形性 430 餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、 16Cr 及耐氧化性优。 螺栓、螺母、CD 杆、筛网 430J1L 在 430 钢中,添加了 Cu、Nb 等元素;其耐蚀性、 建筑外部装饰材料,汽车零件,冷热 18-Cr0.5Cu-Nb成形性、焊接性及耐高温氧化性良好。 水供给设备。 低 C.N 436L 耐热性、耐磨蚀性良好,因含有 Nb、Zr 元素, 洗衣机、汽车排气管、电子产品、3 18Cr-1Mo-Ti、 故其加工性,焊接性优秀。 层底的锅。 Nb、Zr 低 C、N 作为马氏体钢的代表钢,虽然强度高,但不适合 410 刀刃、机械零件、石油精练装置、螺 于苛酷的腐蚀环境下使用;其加工性好,依热处 13Cr-低碳 栓、螺母、泵杆、1 类餐具(刀叉)。 理面硬化(有磁性)。 420J1 淬火后硬度高,耐蚀性好(有磁性)。 餐具(刀)、涡轮机叶片。 13Cr-0.2C 420J2 13Cr-0.3C 淬火后,比 420J1 钢硬度升高(有磁性)。 刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具(剪 刀、刀)。

奥 氏 体 钢

铁 素 体 钢

马 氏 体 钢

不锈钢的标识方法
1.钢的编号和表示方法 ①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份,用阿拉伯字母来表示成份含量: 如:中国、俄国 12CrNi3A ②用固定位数数字来表示钢类系列或数字;如:美国、日本、300 系、400 系、200 系; ③用拉丁字母和顺序组成序号,只表示用途。 2.我国的编号规则 ①采用元素符号 ②用途、汉语拼音,平炉钢:P、 沸腾钢:F、 镇静钢:B、甲类钢:A、T8:特 8、 GCr15:滚珠 ◆合结钢、弹簧钢,如:20CrMnTi 60SiMn、(用万分之几表示 C 含量) ◆不锈钢、合金工具钢(用千分之几表示 C 含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即 0.1%C),不锈 C≤0.08% 如 0Cr18Ni9,超低碳 C≤0.03% 如 0Cr17Ni13Mo 3.国际不锈钢标示方法 美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中: ①奥氏体型不锈钢用 200 和 300 系列的数字标示, ②铁素体和马氏体型不锈钢用 400 系列的数字表示。 例如, 某些较普通的奥氏体不锈钢 是以 201、 304、 316 以及 310 为标记, ③铁素体不锈钢是以 430 和 446 为标记,马氏体不锈钢 是以 410、420 以及 440C 为标 记,双相(奥氏体-铁素体), ④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于 50%的高合金通常是采用专利名称或商标 命名。 4.标准的分类和分级 4-1 分级:

①国家标准 GB ②行业标准 YB ③地方标准 ④企业标准 Q/CB 4-2 分类: ①产品标准 ②包装标准 ③方法标准 ④基础标准 4-3 标准水平(分三级): Y 级:国际先进水平 I 级:国际一般水平 H 级:国内先进水平 4-4 国标 GB1220-84 不锈棒材(I 级) GB4241-84 不锈焊接盘园(H 级) GB4356-84 不锈焊接盘园(I 级) GB1270-80 不锈管材(I 级) GB12771-91 不锈焊管(Y 级) GB3280-84 不锈冷板(I 级) GB4237-84 不锈热板(I 级)

GB4239-91 不锈冷带(I 级)

不锈钢的物理化学机械特性
1.不锈钢的物理性能 不锈钢的物理性能主要用以下几方面来表示: ①.热膨胀系数 因温度变化而引起物质量度元素的变化。 膨胀系数是膨胀-温度曲线的斜率, 瞬时膨胀系 数是特定温度下的斜率, 两个指定的温度之间的平均斜率是平均热膨胀系数。 膨胀系数可以 用体积或者是长度表示,通常是用长度表示。 ②.密度 物质的密度是该物质单位体积的质量,单位是 kg/m3 或 1b/in3。 ③.弹性模量 当施加力于单位长度棱住的两端能引起物体在长度上的单位变化时, 单位面积上所需的力 称为弹性模量。单位为 1b/in3 或 N/m3。 ④.电阻率 在单位长度立方体材料的两对面之间测量的电阻,单位用 Ω·m,μΩ·cm 或(已废的) Ω/(circular mil.ft)来表示。 ⑤.磁导率 无量纲系数,表示物质易被磁化的程度,是磁感应强度与磁场强度之比。 ⑥.熔化温度范围 确定合金开始凝固和凝固完了的温度。 ⑦.比热 单位质量的物质温度改变 1 度所需要的热量。在英制和 CGs 制中二者比热的数值相同, 因为热量的单位(Biu 或 cal)取决于单位质量的水升高 1 度听需的热量。国际单位制中比热

的数值与英制或 CGS 制是不同的,因为能量的单位(J)是按不同的定义定的。比热的单位
0 是 Btu(1b·F)及 J/(kg · k)。

⑧.热导率 物质导热的速率的量度。 在单位截面积物质上建立单位长度上的 1 度的温度梯度时, 那么 热导率定义为单位时间传导的热量,热导率的单位为 Btu/(h· 0F)或 w/(m · ft· K)。 ⑨.热扩散率 是确定物质内部温度前迁速率的一种性能, 是热导率对比热和密度乘积的比值, 热扩散率 单位以 Btu/(h· 0F)或 w/(m· ft· k)表示。 2.不锈钢的化学成分

类 序 型 号 1 2

牌 号 1Cr17Mn6Ni5N 1Cr18Mn8Ni5N

C ≤0.15 ≤0.15 ≤0.15 ≤0.15 ≤0.15 ≤0.15 ≤0.15 ≤0.07 ≤0.030 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.030 ≤0.12 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.12 ≤0.08 ≤0.030 ≤0.08 ≤0.030 ≤0.08 ≤0.030 ≤0.12 ≤0.08 ≤0.12

Mn 5.50- ≤1.00 7.50

Si

P

S

化学成分 % Ni Cr 16.00-18.00

Mo -

Cu -

N ≤0.25 ≤0.25 0.20-0.30 0.10-0.25 0.15-0.30 0.12-0.22 -

其它 - Se≥0.15 Nb≤0.15 Ti5(C%-0.02)~0.08 Ti5*C%-0.70 Ti5(C%-0.02)~0.08

≤0.060 ≤0.030 3.50-5.50

≤1.00 7.50-10.00 ≤0.060 ≤0.030 4.00-6.00 17.00-19.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00

3 1Cr18Mn10Ni5Mo3N 4 1Cr17Ni7 5 1Cr18Ni9 6 Y1Cr18Ni9 7 Y1Cr18Ni9Se 8 0Cr18Ni9 9 00Cr19Ni10 0Cr19Ni9N 奥 10 11 0Cr18Ni10NbN 12 00Cr18Ni10N 氏 13 1Cr18Ni12 14 0Cr23Ni13 体 15 0Cr25Ni20 16 0Cr17Ni12Mo2 型 1Cr18Ni12Mo2Ti6) 17 18 0Cr18Ni12Mo2Ti 19 00Cr17Ni14Mo2 20 0Cr17Ni12Mo2N 21 00Cr17Ni13Mo2N 22 0Cr18Ni12Mo2Cu2 23 00Cr18Ni14Mo2Cu2 24 0Cr19Ni13Mo3 25 00Cr19Ni13Mo3 1Cr18Ni12Mo3Ti6) 26

8.50-12.00 ≤0.060 ≤0.030 4.00-6.00 17.00-19.00 2.8-3.5 ≤2.00 ≤0.065 ≤0.030 6.00-8.00 16.00-18.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 8.00-10.00 17.00-19.00 ≤2.00 ≤0.20 ≤0.030 8.00-10.00 17.00-19.00 1) ≤2.00 ≤0.20 ≤0.030 8.00-10.00 17.00-19.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 8.00-10.00 17.00-19.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 8.00-10.00 18.00-20.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 7.00-10.50 18.00-20.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 7.50-10.50 18.00-20.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 8.50-11.50 17.00-19.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 10.50-13.00 17.00-19.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 12.00-15.00 22.00-24.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 19.00-22.00 24.00-26.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 10.00-14.00 16.00-18.50 2.00-3.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤0.035 ≤0.030 11.00-14.00 16.00-19.00 1.80-2.50

≤0.035 ≤0.030 11.00-14.00 16.00-19.00 1.80-2.50 ≤0.035 ≤0.030 12.00-15.00 16.00-18.00 2.00-3.00 ≤0.035 ≤0.030 10.00-14.00 16.00-18.00 2.00-3.00 0.10-0.22 ≤0.035 ≤0.030 10.50-14.50 16.00-18.50 2.00-3.00 0.12-0.22 ≤0.035 ≤0.030 10.00-14.50 17.00-19.00 1.20-2.75 1.00-2.50 ≤0.035 ≤0.030 12.00-16.00 17.00-19.00 1.20-2.75 1.00-2.50 ≤0.035 ≤0.030 11.00-15.00 18.00-20.00 3.00-4.00 ≤0.035 ≤0.030 11.00-15.00 18.00-20.00 3.00-4.00 ≤0.035 ≤0.030 11.00-14.00 16.00-19.00 2.50-3.50 -

27 28 29 30 31 32 33 奥 34 氏 35 体 | 铁 36 素 体 型 铁 37 38 素 39 40 41 体 42 型 43 44 马 45 46 氏 47 48 体 49 50 型 51 52

0Cr18Ni12Mo3Ti 0Cr18Ni16Mo5 1Cr18Ni9Ti6) 0Cr18Ni10Ti 0Cr18Ni11Nb 0Cr18Ni9Cu3 0Cr18Ni13Si4 0Cr26Ni5Mo2 1Cr18Ni11Si4AlTi

≤0.08 ≤0.040 ≤0.12 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.08

≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 3.00-5.00 ≤1.00

≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤1.50 ≤0.80

≤0.035 ≤0.030 11.00-14.00 16.00-19.00 2.50-3.50 ≤0.035 ≤0.030 15.00-17.00 16.00-19.00 4.00-6.00 17.00-19.00 ≤0.035 ≤0.030 8.00-11.00 -

-

-

Ti5*C%-0.70 Ti5(C%-0.02)~0.08 Ti≥5*C% Nb≥10*C% 2) 2) Al 0.10-0.30; Ti 0.40-0.70

≤0.035 ≤0.030 9.00-12.00 17.00-19.00 ≤0.035 ≤0.030 9.00-13.00 17.00-19.00 ≤0.035 ≤0.030 8.50-10.50 17.00-19.00 3.00-4.00 ≤0.035 ≤0.030 11.50-15.00 15.00-20.00 ≤0.035 ≤0.030 3.00-6.00 23.00-28.00 1.00-3.00 ≤0.035 ≤0.030 10.--120.. 17.50-19.50 -

0.10-0.18 3.40-4.00

00Cr18Ni5MoSi2

≤0.030 1.30-2.00 1.00-2.00 ≤0.035 ≤0.030 4.50-5.50 18.00-19.50 2.50-3.00

-

-

-

0Cr13Al 00Cr12 1Cr17 Y1Cr17 1Cr17Mo 00Cr30Mo25) 00Cr27Mo25 1Cr12 1Cr13 0Cr13 Y1Cr13 1Cr13Mo 2Cr13 3Cr13 Y3Cr13 3Cr13Mo

≤0.08 ≤0.030 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.12 ≤0.010 ≤0.010 ≤0.15 ≤0.15 ≤0.08 ≤0.15 ≤0.08-0.18 0.16-0.25 0.26-0.35 0.26-0.40 0.28-0.35

≤1.00 ≤1.00 ≤0.75 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.40 ≤0.40 ≤0.50 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.60 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.80

≤1.00 ≤1.00 ≤1.25 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.40 ≤0.40 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.25 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.25 ≤1.00

≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≥0.15 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≥0.15 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≤0.030 ≤0.035 ≥0.15 ≤0.035 ≤0.030

3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3) 3)

11.50-14.50 11.00-13.00 16.00-18.00 16.00-18.00 1) 16.00-18.00 0.75-1.25 28.50-32.00 1.50-2.50 25.00-27.50 0.75-1.50 11.50-13.00 11.50-13.50 11.50-13.50 12.00-14.00 1) 11.50-14.00 0.30-0.60 12.00-14.00 12.00-14.00 12.00-14.00 1) 12.00-14.00 0.50-1.00

-

≤0.015 ≤0.015 -

Al 0.10-0.30 -

53 54 55 56 57 58 59 60 61 沉 62 淀 63 硬 化 64 型

4Cr13 1Cr17Ni2 7Cr17 8Cr17 9Cr18 11Cr17 Y11Cr17 9Cr18Mo 9Cr18MoV 0Cr17Ni4Cu4Nb 0Cr17Ni7Al 0Cr15Ni7Mo2Al

0.36-0.45 0.11-0.17 0.60-0.75 0.75-0.95 0.90-1.00 0.95-1.20 0.95-1.20 0.95-1.10 0.85-0.95 ≤0.07 ≤0.09 ≤0.09

≤0.60 ≤0.80 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.80 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.80 ≤0.80 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00

≤0.80 ≤0.80 ≤1.00 ≤1.00 ≤0.80 ≤1.00 ≤1.25 ≤0.80 ≤0.80 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00

≤0.035 ≤0.030 3) 12.00-14.00 ≤0.035 ≤0.030 1.50-2.50 16.00-18.00 ≤0.035 ≤0.030 3) 16.00-18.00 4) ≤0.035 ≤0.030 3) 16.00-18.00 4) ≤0.035 ≤0.030 3) 17.00-19.00 4) ≤0.035 ≤0.030 3) 16.00-18.00 4) ≤0.035 ≥0.15 3) 16.00-18.00 4) ≤0.035 ≤0.030 3) 16.00-18.00 0.40-0.70 ≤0.035 ≤0.030 3) 17.00-19.00 1.00-1.30 ≤0.035 ≤0.030 6.50-7.50 15.50-17.50 3.00-5.00 ≤0.035 ≤0.030 6.50-7.50 16.00-18.00 ≤0.50 ≤0.035 ≤0.030 6.50-7.50 14.00-16.00 2.00-3.00 -

-

V0.07-0.12 Nb 0.15-0.45 Al 0.75-1.50 Al 0.75-1.50

3.不锈钢的机械性能 制作中... 4.不锈钢的物理化学机械特性一览表

钢种 类 别 KS (JIS) 301 301L 304

化学成分(%)

机械性能 热处 内应力 抗拉强度 延伸率 理条 (N/mm2 ) (N/mm2 ) (%) 件 S S S S S S S S S S A A A ≥205 ≥215 ≥205 ≥155 ≥175 ≥275 ≥345 ≥205 ≥175 ≥205 ≥175 ≥195 ≥205 ≥205 ≥245 ≥205 ≥225 ≥225 ≥520 ≥550 ≥520 ≥450 ≥480 ≥550 ≥690 ≥520 ≥480 ≥520 ≥360 ≥360 ≥450 ≥390 ≥410 ≥440 ≥520 ≥540 ≥40 ≥45 ≥40 ≥40 ≥40 ≥35 ≥35 ≥40 ≥40 ≥40 ≥25 ≥22 ≥22 ≥22 ≥20 ≥20 ≥18 ≥18 硬度 HB ≤207 ≤187 ≤187 ≤187 ≤187 ≤217 ≤248 ≤187 ≤187 ≤187 ≤162 ≤183 ≤183 ≤192 ≤217 ≤201 ≤223 ≤235 HRB ≤95 ≤90 ≤90 ≤90 ≤90 ≤95 ≤100 ≤90 ≤90 ≤90 ≤80 ≤88 ≤88 ≤90 ≤96 ≤93 ≤97 ≤99 HV ≤218 ≤200 ≤200 ≤200 ≤200 ≤200 ≤260 ≤200 ≤200 ≤200 ≤175 ≤200 ≤200 ≤200 ≤230 ≤210 ≤234 ≤247 比热 J/g0C 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46 0.46

物理性能 热膨胀系数 弹性系数 热传导率 × -6 10 3 × 10 W/m. 0 2 cm/cm/ C(2.0~ 0 N/mm C(1000C) 1000C) 194 194 194 194 194 194 194 194 193 194 200 200 200 200 200 202 202 202 16.9 16.9 17.3 17.3 17.3 17.3 17.3 16.0 16.0 16.7 11.7 9.9 10.4 10.4 10.4 9.9 10.3 10.3 16.3 16.3 16.3 16.3 16.3 16.3 16.3 16.3 16.3 16.1 24.9 25.1 26.4 25.0 25.0 24.9 23.8 23.8

类似规格钢

钢种 类别

C

Cr

Ni

Mo

其它

UNS

AISI

DIN

ISO

KS (JIS) 301 301L 304 304J1 304L 304N1 304N2 316 316L 321 409L 410L 430 430J1L 436L 410 420J1 420J2 马氏 体 铁素 体 奥氏 体

≤0.15 ≤0.030 ≤0.08

16.0~18.0 16.0~18.0 18.0~20.0 16.5~17.1 18.0~20.0 18.0~20.0 18.0~20.0 16.0~18.0 16.0~18.0 17.0~19.0 17.0~19.0 11.0~13.5 16.0~18.0 16.0~20.0 16.0~19.0 11.5~13.5 12.0~14.0 12.0~14.0

6.00~8.00 6.00~8.00 8.00~10.50 7.5~7.9 9.00~13.00 7.00~10.50 7.50~10.50 10.00~14.00 12.00~15.00 9.00~13.00 -

2.00~ 3.00 -

N≤0.20 Cu1.9~2.2 N0.10~0.25 Nb≤0.15 Ti5× C% Ti6× C%~0.75 -

S30100 S30400 S30403 S30451 S30452 S31600 S31603 S32100 S43000 S43600 S41000 S42000 S42000

301 304 304L 304N 316 316L 321 430 436 410 420 420

× 12CrNi17 7 × 2CrNi18 7 × 5CrNi18 10 × 2CrNi19 11 × 5CrNiMo17 12 2 × 5CrNiMo17 14 3 × 2CrNiMo17 13 2 × 2CrNiMo17 14 3 × 6CrNiTi18 10 × 6Cr17 × 10Cr13 × 20Cr13 × 20Cr13

14 11 10 20、 20a 19、 19a 15H11 8、H4 3 4 5

304J1 0.02~0.05 奥 304L 氏 体 304N1 304N2 316 316L 321 409L 410L 铁 素 体 430 430J1L 436L ≤0.030 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.08 ≤0.03 ≤0.08 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.12 ≤0.025 ≤0.025

Nb8(C%+N%)~ A 0.8Cu0.30~0.80 Ti、Nb、 0.75~ Zr8× (C%+N%)~ A 1.25 0.8 A A A

410 ≤0.15 马 氏 420J1 0.16~0.25 体 420J2 0.26~0.4

不锈钢的耐腐蚀性及其种类
1.腐蚀的种类和定义 在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机 械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力 腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例 几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的 一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生 应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力 (不论是残余应力还是外加应力, 或者两者兼而有之) 和特定的腐蚀介质存在。 型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。 这个导致应力腐蚀开裂 的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒 的裂纹称为穿晶裂纹, 而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹, 当应力腐蚀开裂扩展至其一深度 时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的 裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失 效的零件的断面, 将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝” 区域。 点腐蚀:是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。 晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶 质元素偏析或金属化合物(如碳化物和 δ 相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质 中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的 金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。 缝隙腐蚀:是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这 样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、 阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。 全面腐蚀: 是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。 当发 生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能 呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通 过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。

2.各种不锈钢的耐腐蚀性能

304 是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设 备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象,被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的 304 不锈钢的变种,通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢,它具有较高的抗高温氧化性能。 303 和 303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢, 用于主要要求易切削和表而光浩度高的场 合。303Se 不锈钢也用于制作需要热镦的机件,因为在这类条件下,这种不锈钢具有良好的 可热加工性。 304L 是碳含量较低的 304 不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近 焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少, 而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中 产生晶间腐蚀(焊接侵蚀)。 304N 是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。 305 和 384 不锈钢含有较高的镍,其加工硬化率低,适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314 及 330 不锈钢的镍、铬含量都比较高,为的是提高钢在高温下的抗氧化性能 和蠕变强度。而 30S5 和 310S 乃是 309 和 310 不锈钢的变种,所不同者只是碳含量较低, 为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330 不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震 性. 316 和 317 型不锈钢含有铝,因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于 304 不锈钢。其中,316 型不锈钢由变种包括低碳不锈钢 316L、含氮的高强度不锈钢 316N 以及 合硫量较高的易切削不锈钢 316F。 321、347 及 348 是分别以钛,铌加钽、铌稳定化的不锈钢,适宜作高温下使用的焊接构件。 348 是一种适用于核动力工业的不锈钢,对钽和钻的合量有着一定的限制。

不锈钢的性能与组织
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.各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用 1-1.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: ①铬使铁基固溶体的电极电位提高 ②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。

1-2. 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。 认识了这一影响的规律, 我们就可以从不同的使用要求出发, 选择不同含碳量的不锈钢。

例如工业中应用最广泛的, 也是最起码的不锈钢——0Crl3~4Cr13 这五个钢号的标准含 铬量规定为 12~14%,就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的,目的即 在于使碳与铬结合成碳化铬以后,固溶体中的含铬量不致低于 11.7%这一最低限度的含铬 量。 就这五个钢号来说由于含碳量不同,强度与耐腐蚀性能也是有区别的,0Cr13~2Crl3 钢的耐腐蚀性较好但强度低于 3Crl3 和 4Cr13 钢,多用于制造结构零件,后两个钢号由于含 碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、 刀具等要求高强度及耐磨的零件。 又如为了克服 18-8 铬镍不锈钢的晶间腐蚀,可以将钢的含碳量降至 0.03%以下,或者加入比铬和碳亲和 力更大的元素(钛或铌),使之不形成碳化铬,再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时,我 们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量, 做到既满足硬度与耐磨性的要求, 又兼 顾—定的耐腐蚀功能,工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢 9Cr18 和 9Cr17MoVCo 钢, 含碳量虽高达 0.85~0.95%,由于它们的含铬量也相应地提高了,所以仍保证了耐腐蚀的要 求。 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 0.1~0.4%之间, 耐酸钢则以含碳 0.1~0.2%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。 1-3. 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 27%时才使钢在某些介 质中的耐腐蚀性能显著改变。 所以镍不能单独构成不锈钢。 但是镍与铬同时存在于不锈钢中 时,含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。 基于上面的情况可知, 镍作为合金元素在不锈钢中的作用, 在于它使高铬钢的组织发生 变化,从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。 1-4. 锰和氮可以代替铬镍不锈钢中镍 铬镍奥氏体钢的优点虽然很多,但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍 20%以下的热 强钢的大量发展与应用, 以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大, 而镍的矿藏量 较少且又集中分布在少数地区, 因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。 所以在不 锈钢与许多其他合金领域(如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等)中,特别是镍 的资源 比较缺乏的国家, 广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践, 在这方面研 究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。

锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些,锰的作用不在于形成奥氏体,而是在 于它降低钢的临界淬火速度,在冷却时增加奥氏体的稳定性,抑制奥氏体的分解,使高温下 形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面,锰的作用不大,如钢中的 含 锰量从 0 到 10.4%变化,也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。这是因为 锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大, 形成的氧化膜的防护作用也很低, 所以工业上 虽有以锰合金化的奥氏体钢(如 40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13 钢等),但它们不能 作为不锈钢使用。 锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一,即 2%的氮在钢中的作 用也是稳定奥氏体,并且作用的程度比镍还要大。例如,欲使含 18%铬的钢在常温下获得 奥氏体组织, 以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢, 目前已在工业中获得应用, 有的已成功地代替了经典的 18-8 铬镍不锈钢。 1-5.不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。

1-6.钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。

1-7.其他元素对不锈钢的性能和组织的影响 以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响, 除这些元素对不锈钢性能与组织影 响较大的元素以外, 不锈钢中还含有一些其他的元素。 有的是和一般钢一样为常存杂质元素, 如硅、硫、磷等.也有的是为了某些特定的目的而加入的,如钴、硼、硒、稀土元素等。从 不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说, 这些元素相对于已讨论的九种元素, 都是非主要方 面的,虽然如此,但也不能完全忽略,因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。 硅 是形成铁素体的元素,在一般不锈钢中为常存杂质元素。 钴 作为合金元素在钢中应用不多,这是因为钴的价格高及其在其它方面(如高速钢、 硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等)有着更重要的用途。在一般不锈钢中加钴作 合金元素的也不多,常用不锈钢如 9Crl7MoVCo 钢(含 1.2-1.8%钴)加钴,目的并不在于 提高耐腐蚀性能而在于提高硬度, 因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、 剪刀及 手术刀片等。 硼 高铬铁素体不锈钢 Crl7Mo2Ti 钢中加 0.005%硼,可使在沸腾的 65%醋酸中的耐 腐蚀性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。少量 的硼由于形成低熔点共晶体,使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大,但含有较多的硼 (0.5~0.6%)时,反而可防止热裂纹的产生。因为当含有 0.5~0.6%的硼时,形成

奥氏体-硼化物两相组织,使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度低于半溶化区时,母材在冷 却时产生的张应力,由处于液态.固态的焊缝金属承受,此时是不致引起裂缝的,即使在近 缝区形成了裂纹, 也可以为处于液态-固态的熔池金属所填充。 含硼的铬镍奥氏体不锈钢在 原子能工业中有着特殊的用途。 磷 在一般不锈钢中都是杂质元素, 但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那 样显著,故含量可允许高一些,如有的资料提出可达 0.06%,以利于冶炼控制。个别的含 锰的奥氏体钢的含磷量可达 0. 06% (如 2Crl3NiMn9 钢) 以至 0.08% (如 Cr14Mnl4Ni 钢) 。 利用磷对钢的强化作用, 也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素, PH17-10P 钢(含 0. 25% 磷)乃 PH-HNM 钢(含 0.30 磷)等。 硫和硒 在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加 0.2~0.4%的硫,可 提高不锈钢的切削性能,硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性能,是因为它们 降低不锈钢的韧性,例如一般 18-8 铬镍不锈钢的冲击值可达 30 公斤/厘米 2。含 0.31% 硫的 18-8 钢(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的冲击值为 1.8 公斤/平方厘米;含 0。22%硒的 18-8 钢(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的冲击值为 3.24 公斤/平方厘米。 硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能,所以实际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。 稀土元素 稀土元素应用于不锈钢,目前主要在于改善工艺性能方面。如向 Crl7Ti 钢 和 Cr17Mo2Ti 钢中加少量的稀土元素,可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的 裂纹。奥氏体和奥氏体-铁素体不锈钢中加 0.02~0.5%的稀土元素(铈镧合金),可显 著改善锻造性能。曾有一种含 19.5%铬、23%镍以及钼铜锰的奥氏体钢,由于热加工工艺 性能在过去只能生产铸件,加稀土元素后则可轧制成各种型材。

2.按金相组织对不锈钢的分类及各类不锈钢的一般特点 按化学成分(主要是含铬量)及用途,不锈钢分为不锈与耐酸两大类。工业上还按自高 温(900-1100 度)加热空气冷却后钢的基体组织的类型对不锈钢进行分类,这是基于我们 上面所讨论的碳及合金元素对不锈钢组织影响的特点决定的。 工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类:铁素体不锈钢,马氏体不锈钢,奥氏体 不锈钢。可以把这三类不锈钢的特点归纳(如下表),但需要说明的是马氏体不锈钢并不是都 不可焊接,只是受某些条件的限制,如焊前应预热焊后应作高温回火等,而使焊接工艺比较 复杂。实际生产中一些马氏体不锈钢如 1Cr13,2Cr13 以及 2Cr13 与 45 钢焊接还是比较多的。

不锈钢的分类、主要成分及性能比较
大概成分 (%) 分类 铁素体系 马氏体系 奥氏体系 C 0.35 以下 1.20 以下 0.25 以下 Cr 16-27 11-15 16 以上 Ni 7 以上 淬火性 无 自硬性 无 耐蚀性 佳 可 优 加工性 尚佳 可 优 可焊接性 尚可 不可 优 磁性 有 有 无

以上分类仅是按钢的基体组织分的, 由于钢中稳定奥氏体及形成铁素体的元素的作用不 能互相平衡, 以及由于大量的铬使平衡图 S 点左移, 工业中应用的不锈钢的组织除了上面讲 的三种基本类型以外,还有马氏体—铁素体,奥氏体-铁素体,奥氏体-马氏体等过渡型的 复相不锈钢,以及具有马氏体-碳化物组织的不锈钢。 2-1.铁素体钢 含铬大于 14%的低碳铬不锈钢,含铬大干 27%的任何含碳量的铬不锈钢,以及在上述 成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢,化学成分中形成铁素 体的元素占绝对优势,基体组织为铁素。这类钢在淬火(固溶)状态下的组织为铁素体,退 火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。 属于这一类的有 Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28 等。铁素体不锈钢因为含 铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大 的耐酸结构及作抗氧化钢使用。

2-2.铁素休-马氏体钢 这类钢在高温时为 y+a(或 δ)两相状态,快冷时发生 y-M 转变,铁素体仍被保留,常 温组织为马氏体和铁素体,由于成分及加热温度的不同,组织中的铁素体量可在百分之几至 几十的范围内变化。 0Crl3 钢, lCrl3 钢, 铬偏上限而碳偏下限的 2Cr13 钢, Cr17Ni2 钢, Cr17wn4 钢,以及在 ICrl3 钢基础上发展起来的许多改型 12%铬热强钢(这类钢也叫做耐热不锈钢) 中的许多钢号, Cr11MoV, 如 Cr12WMoV, Crl2W4MoV, 18Crl2WMoVNb 等均属干这一类。 铁素体—马氏体钢可以部分地接受淬火强化, 故可获得较高的机械性能。 但它们的机械 性能与工艺性能在很大程度上受组织中铁素体的含量及分布形态的影响。 这类钢按成分中的 含铬量分属 12~14%与 15~18%两个系列。前者具有抵抗大气及弱腐蚀性介质的能力,并

且具有良好的减震性及较小的线膨胀系数; 后者的耐腐蚀性能与相同含铬量的铁素体耐酸钢 相当,但在一定程度上也保留着高铬铁素体钢的某些缺点。 2-3.马氏体钢 这类钢在正常淬火温度下处在 y 相区,但它们的 y 相仅在高温时稳定,M 点一般在 3OO℃左右,故冷却时转变为马氏体。

这类钢包括 2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13 以及部分改型 12%铬热强钢,如 13Cr14NiWVBA, Cr11Ni2MoWVB 钢等。马氏体不锈钢的机械性能、耐腐蚀性能、工艺性能与物理性能,均 和含铬 12~14%的铁素体-马氏体不锈钢相近。由于组织中没有游离的铁素体,机械性能比 上述钢要高,但热处理时的过热敏感性较低。 2-4.马氏体—碳化物钢 Fe-C 合金的并析点的含碳为 0.83%,在不锈钢中由于铬使 S 点左移,含 12%铬和大 于 0.4%碳的钢(图 11-3),以及含 18%铬和大于 0.3%碳的钢(图卜)3)均属于过共析钢。 这类钢在正常淬火温度加热, 次生碳化物不能完全溶于奥氏体, 因此淬火后的组织为马氏体 和碳化物组成。

属于这一类的不锈钢牌号不多,却是一些含碳比较高的不锈钢,如 4Crl3、9Cr18、 9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo 钢等,含碳量偏上限的 3Crl3 钢在较低的温度下淬火,也可能出 现这样的组织。由于含碳量高,上述 9Cr18 等三个钢号中虽含有较多的铬,但其耐腐蚀性能 仅与含 12~14%锗的不锈钢相当。这类钢的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如切削工 具、轴承、弹簧及医疗器械等。 2-5.奥氏体钢 这类钢含有较多扩大 y 区和稳定奥氏体的元素,在高温时为均为 y 相,冷却时由于 Ms 点在室温以下,所以在常温下具有奥氏体组织。 18-8, 18-12、25-20、20-25Mo 等铬镍 不锈钢,以锰代替部分镍并加氮的低镍不锈钢如 Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti 钢等均属于这一类。

奥氏体不锈钢具有前已述及的许多优点, 虽然机械性能也比较低, 和铁素体不锈钢—样 不能热处理强化,但可以通过冷加工变形的方法,利用加工硬化作用提高它们的强度。 这 类钢的缺点是对晶间腐蚀及应力腐蚀比较敏感,需通过适当地合金添加剂及工艺措施消除。 2-6.奥氏体-铁素体钢 这类钢因扩大 y 区和稳定奥氏体元素的作用程度, 不足以使钢在常温或很高的温度下具 有纯奥氏体组织, 因此为奥氏体-铁素体复相状态, 其铁素体量也因成分及加热温度不同而 可在较大的范围内变化。

属于这一类的不锈钢很多,如低碳的 18-8 铬镍钢,加钛、铌、钼的 18-8 铬镍钢,特 别是在铸钢的组织中均可见到铁素体,此外含铬大于 14~15%而碳低于 0.2%的铬锰不锈 钢(如 Cr17Mnll),以及目前研究的和已获得应用的大多数铬锰氮不锈钢等。与纯奥氏体 不锈钢比较,这类钢的优点很多,如屈服强度较高,抗晶间腐蚀的能力较高,应力腐蚀的敏 感性低,焊接时产生热裂纹的倾向小,铸造流动性好等等。缺点是压力加工性能较差,点腐 蚀倾向较大,易产生 c 相脆性,在强磁场作用下表现出弱磁性等。所有这些优点和缺点均来 源于组织中的铁素体。 2-7.奥氏钵-马氏体钢 这类钢的 Ms 点低于室温,固溶处理以后为奥氏体组织,易于成形和焊接。通常可用两 种工艺方法使之发生马氏体转变。一是固溶处理以后经 700~800 度加热,奥氏体因析出碳 化铬而转变为介稳定状态,Ms 点升高至室温以上,冷却时转变为马氏体;二是固溶处理以 后直接冷却至 Ms 与 Mf 点之间,使奥氏体转变为马氏体。后一方法可获得较高的耐腐蚀性 能, 但固溶处理以后至深冷的间隔时间不宜过久, 否则会因奥氏体的陈化稳定作用而使深冷 的强化效应降低。经上述处理以后钢再经 400~500 度时效,使析出金属间化合物进—步强 化。这类钢的典型钢号有 17Cr 一 7Ni 一 A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni- Mo 一 A1 等等。这类钢也称为奥氏体-马氏体时效不锈钢,并因为实际上这些钢的组织中 除奥氏体和马氏体以外,还存在不同数量的铁素体,故也称为半奥氏体沉淀硬化不锈钢。

这类钢是 50 年代后期发展和应用的新型不锈钢,它们总的特点是强度高(C 可达 100 一 150)及热强性好,但由于含铬量较低并在热处理时有碳化铬析出,因此耐腐蚀性能比标 准的奥氏体不锈钢要低一些。 也可以说这类钢的高强度是在牺牲一部分耐腐蚀性能与其他性 能(如非磁性)的情况下获得的,目前这类钢主要用于航空工业及火箭导弹生产方面,一般 机械制造中应用尚不普遍,并且在分类上也有把它们纳为超高强度钢的一个系列。

不锈钢的应用
不锈钢不但具有良好的耐腐蚀性能, 而且具有良好的外观等多种特性, 不锈钢的应用范围 越来越广泛。下表是关于不锈钢的应用方面的简单事例图:
行业 汽车用 FLATWARE(一种器皿) 外装部品 热装部品 SPOON(勺)、FORK(叉)-出口或内销 刀类-出口或内销 深拉加工(DDQ)-拉伸比大于 1.5 DRAWING(一般拉伸)-拉伸比小于 1.5 PRESS(冲压) SPINNING(旋压) 洗涤槽(SINK)一般拉伸材(表面要求高) 煤气灶-表面要求高 电冰箱(冰柜内胆) 洗衣机、烘干机 微波炉 电子部件(无磁性) 装饰管 构造管(工业用) 排管用 MIRROR(镜面材) 再研磨 电梯 建筑内外装饰材 窗户、门材 热交换器 锅炉、罐 化学工业炉 化学设备部件 REROLL(再轧钢用) 高硬度用 加工厂用 市场流通用 特殊用途 集装箱 铁道车辆 主要使用事例

HOLLOWWARE 餐具(二种器皿)

厨房设备

电器用具

钢管用

建筑材料

化学设备

一般用途

运输设备

1.不锈钢在建筑业中的应用

近年来,应用不锈钢作为建筑材料正日益广泛。使用越来越广泛有着多方面的原因,其中 包括对材料更好的了解、 企图更新某些设计, 设想生产出一种既耐久又无需维护的结构材料 等。 早期, 不锈钢用于建筑方面只局限在某些场合, 即在过去认为没有适当材料的场合建筑师 们正在寻求一种有特殊作用的新材料。 实际上许多这样的场合, 不锈钢已长期被使用而其效 果已经经过长期不断地对不锈钢的冲刷作用, 使生产厂家相信不锈钢材料用于室外场合甚至 在高腐蚀性气体的条件下也不腐蚀。 由于不锈钢具有耐用和几乎无需要维护表面这两种特性, 促使人们较以往任何时候都更加 重视其应用。 大多数建筑材料的价格都在一定比例迅速上涨, 而有许多材料的涨价又远远超 过不锈钢材料。 为保养和维持建筑物内外结构处于良好状态的费用更加猛涨得惊人。 今天的 建筑师必须认真地考虑建筑物的全部情况。 如果建筑物长年需要更换或维修, 那么建筑师的 设计是失败的。 近年来, 游泳池的墙壁已采用不锈钢。 长期以来采用的主要材料混凝土需要每年修补和涂 刷,尤其是在北方地区.用碳钢并加涂层建造的游泳池每年也需要大面积的擦洗和涂刷,上 述两者都增加了游泳池一笔可观的使用开支。当游泳池采用不锈钢材料(304 型,2B 光洁 度)做侧壁时,擦洗就很简单,只需用水和肥皂便能很快洗净。现在的游泳池常常采用不锈 钢槽壁和混压土池底,池底用混凝土主要是为了防滑。 某些建筑物的墙壁用 304 型,8 级镜面抛光的不锈钢作材料。互相连接的不锈钢板都经过 抛光和着色打磨使墙壁具有一致的色凋和反光性。 为了防止油垢, 大面积的不锈钢板的露出 部分(茸脚)安装在由使镀锌板和压缩板组成的厚夹层中。抛光的不锈钢板用环氧树脂作粘 结剂与镀锌钢板连接固定。 由干不锈钢能得到很软的性能, 使它右可能用来作屋顶覆盖层材料。 正是因为这种材料容 易成形,耐用美观,故许多建筑师选用不锈钢不仅单纯把它作为一种保护层,而是作为总体 设计的组成部分。 某些建筑物(室内滑冰场管)用不锈钢材料建造永平重叠层的屋顶,不仅使该建筑从设计 的观点上美观大方, 而且由于不锈钢表面的反光作用, 使室内滑冰季节得以延长而兔去承担 不合理的投资。 对于某些特殊结构,往往由于应用不锈钢使许多难题得到解决。比如有一座汽车库,设计 时要求停车库对停放汽车不仅要有保护作用且对排出气体具有良好通风作用; 同时还能使一 定程度的阳光进入车库,选材既经久耐用又无需保养。为满足上述要求,设计者选用 6*10in(15*25cm)201 型不锈钢格板,将格板固定在垂直柱子上, 使内外交错造成重叠布局. 为

增强建筑设汁效果,交错的外格板上采用浮面光洁度,外围的成行柱格板采用普通 2B 光洁 度,所有里面的格板均为 2D 光沽度。这种交借变化的格局使车库具有一个生动的外观。 对于一座建筑物的屋顶结构,其使用寿命和外观应同样重视。在机场的餐厅,为了使屋顶 美观,排气风扇都用不锈钢板遮盖。在选择遮盖材料时,还特别强调了材料的不反光性。所 选用的村料为 304 型不锈钢,粗抛光,低反射性,6 级光洁度。对于光沽度的选择要特别注 意到特别由于发出眩光,防碍飞行员在到达目的地着陆时的视线。 办公大厅的内外建筑给构中都采用了不锈钢材料。 其建筑措施采用不锈钢作幕墙。 建筑入 口处的柱列都包上不锈钢板,建筑物正面所有窗户的净化装置也都途盖上不锈钢。 办公大厦休息厅上面的无花板是由带有浮雕的不锈钢板组成。 利用阳模和阴模冲制不锈钢 薄板上的浮凸部分. 不锈钢不仅使用寿命长,而且是制作俘凸给构的好材料,这样可以加强建筑物的造型美, 故往往是广场的主要标志。 不锈钢作为主要材料用于室外艺末建筑的另一例子是矗立在河畔上有名的拱桥。 不锈钢材料可以任意选择。 它具有多种不同的强度-重量比以适应各类建筑结构要求。 此 外,不同等级的表面光洁度也为各种不同建筑设施提供选择范围,以满足实际需要。建筑师 的大胆构思,将使不锈钢在建筑业上的应用日益广泛。

2.不锈钢在海洋装置上的应用 各种不同类型的不锈钢正在日益广泛和成功地用于各种不同的海洋环境中。 必需指出, 在 海水中不锈钢要长期免于腐蚀需要复杂的防腐工程技术和大量投资。 奥氏体和马氏体不锈钢 很久以来就用于航海动力装置上的过热器管道以及透平机叶片。 在这些装置中要保持低氯化 物含量是很不容易的,因为航海动力装置的应用技术与一般发电装置的基本原理并无差别。 不锈钢也正在用于远洋商船上的大容量化学容器, 其使用情况在某些方面与陆地化工厂的使 用条件截然不同。 大多数不锈钢牌号在海洋条件下应用都能得到满意的结果, 但不同牌号则对应力腐蚀开裂 表现敏感。以 410 型为代表的马氏体钢和 430 型为代表的铁素体钢,在海洋条件下,数月内 便会生锈。这种均匀锈蚀可通过机械打磨加以去除。比较受欢迎的不锈钢是奥氏体不锈钢, 因为它的抗锈蚀能力较强(但由于应力腐蚀开裂则例外)。随着时间迁移,奥氏体不锈钢也

会发黑。如果由于美观或其它方面的原因,这种发黑也可以通过打磨去除。不锈钢在海水中 很少会产生均匀锈烛,所以在实际使用中可不必担心。 推进器 海洋上的拖轮和其它船只上的推进器可由铸造不锈钢 CF-8(相当干 304 型不锈 钢)制成。当船只不航行时,从推进器主轴通过轴承到船体,构成一个导电的金属回路。相 当于成分为 410 型不锈钢的铸造推进器也经常披选用, 并在其它方面得到广泛应用如用于破 冰船等。 近代不锈钢技术的发展, 已开始采用复相奥氏体-铁素体不锈钢 20Cr-8Ni-3.5Mo 来铸 造远洋巨轮上大型推进器(重达 3000kg)。 经常在港口工作的船只, 特别容易遇到海面上的原木或其它浮体而加速推进器的损坏。 因 此, 采用奥氏体不锈钢制作推进器能通过矫直或焊接的办法而得到修复, 这是选材上一个值 得重视的问题。 泵 早已观察到离心泵在海水工作的条件下,如采用不锈钢构件,则能显示出一定的可靠 性。在保持流动的海水中,采用 CF—8M 铸造不锈钢叶轮(其成分相当于 316 型不锈钢) 以及用 316 型不锈钢作主轴,可以不出任何问题。当水泵停止工作时,缝隙腐蚀和点腐蚀很 可能就成为严重问题。但如果来用较为活泼而又易锈的铸铁制造一个壁厚相当大的泵箱时, 则铸铁在停机时间能起到阴极保护作用。 当泵工作时, 铸铁箱的阴极保护作用下一定能使下 锈钢极化,但流动的水维待了阴极保护作用。此外,长期工作的泵可能由于交替使用,既有 时海水更换成淡水而起到防护作用。 散装容器 不锈钢一直被用来作为货运中的散袋容器,用以装载液化天然气体(LNG), 化学药品、饮料等。货运中盛 LNG 的容器习惯采用 304L 型不锈钢,其目的不是为了耐腐 蚀而是考虑到在低温状态下的机械性能。 对于海运化学制品的容器, 采用不锈钢的目的主要是考虑到它的耐腐蚀性, 这与陆地化学 制品的储运是不同的。 如果船只属于一般不定期货轮, 则运载化学制品的容器也可以运输任 何物品,从醋酸、糟浆到二甲苯。一般都用 316L 型不锈钢作阀门、货运泵、管遭、加热盘 管以及容器本身。容器可以由整体不锈钢组成或用碳钢包复上一层 0.06~0.08in (1.5—2.0mm)的不锈钢板制成。在使用之前,必须进行细致的检查板材是否有缺陷并进行 彻底的清洁处理和钝化处理。 实验表明装有化学制品的客器允许用海水进行冲洗, 但随后必烦很快用淡水冲洗。 对于在 容器内的任何不锈钢加热装置, 当氯化物未彻底冲刷掉以前, 切莫启动以防产生应力腐蚀开 裂。 化学制品容器设计时, 不应考虑用来盛海水因为这样做会导-致产生缝隙腐蚀的危险。 如果设计方案中规定非用来盛海水不可, 那么就必须考虑采取阴极保护系统以控制缝隙腐蚀

的发展。在这种情况下,不锈钢容器可能会产生难以去除的石灰质沉积物,这是一个值得重 视的问题。 热交换器 强迫水循环系统的冷却器和电站蒸汽冷凝器已广泛采用奥氏体不锈钢管道,后 者的进水口因高度污染而不宜采用铜合金材料。 比较受欢迎的好材料为 316 型不锈钢。 在海 岸和港湾地区,大量外来的团块和淤泥进入冷凝器管道,特别容易造成严重障碍,这种情况 必须采取措施加以排除。 一种合理的措施就是采用橡胶球循环通过管道中, 由于橡胶球能产 生挤压作用从而清理了管壁。当海水的流动速度大约为 1m/S 时,便可以防止海洋有机类 杂物被吸入,从而保怔了冷凝器管道免于产生点腐蚀。不同于其它有色合金,采用不锈钢作 冷凝器的管道则不受最大流速的限制,但却与整个泵装置的经济效果有关。 O 形密封圈 串联式电连接器和有关 O 形密封圈定位装置都广泛采用 304 型和 316 型不锈 钢制造,特别是海洋和军事工程。采用上述材料都能得到满意的使用效果。O 形密封器可通 过船体,铝架或其它因素得到阴极保护作用。如果没有阴极保护作用,O 形密封圈的细糟很 快(有些在数周内)就会产生缝隙腐烛而导致严重失效。


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