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不銹鋼材質

    通俗地說,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統;按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點,所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建筑裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。 

  奧氏體不銹鋼 

  在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr18%、Ni 8%~10%、C0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。 

  鐵素體不銹鋼 

  在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼具導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,因而限制了它的應用。爐外精煉技術(AODVOD)的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣泛應用。 

  奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼 

  是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。

  馬氏體不銹鋼 

  通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。

  代表鋼號、化學成分、室溫力學性能:

  馬氏體不銹鋼的代表鋼號為1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等,鐵素體不銹鋼的代表鋼號為1Cr17、1Cr17Ti、 1Cr25等,奧氏體不銹鋼的代表鋼號為1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9(304)、00Cr18Ni9Ti(304L)、 0Cr17Ni12Mo2(316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Ni11Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347) 等,雙相不銹鋼的代表鋼號為00Cr26Ni7Mo2Ti等。

  為了清楚,將它們列表來說明見表1、表2、表3。

  表1國內不銹鋼標準鋼號對照表 

中國

日本

美國

英國

德國

法國

前蘇聯

GB1220-92

  GB3280-92

JIS

AISI

  UNS

BS970

  BS1449

DIN17440

  DIN17224

NFA35-575

  NFA35-576

ГОСТ

  5632

 

 

 

 

 

 

 

0Cr13

SUS410S

S410

 

 

 

 

1Cr13

SUS410

410

410S21

X7Cr13

Z6C13

08X13

2Cr13

SUS420J1

420J1

420S29

X20Cr13

Z20C13

20x13

1Cr17

SUS430

430

 

 

 

 

7Cr17

SUS440A

440A

 

 

 

 

9Cr18

SUS440C

440C

 

X105CrMo17

Z100CD17

95X18

0Cr18Ni9

SUS304

304

304S15

X5CrNi189

Z6CN18.09

08X18H10

00Cr18Ni9

SUS304L

304L

304S12

X2CrNi189

Z2CN18.09

03X18H11

0Cr17Ni12Mo2

SUS316

316

316S16

X5CrNiMo1812

Z6CND17.12

 

00Cr17Ni14Mo2

SUS316L

316L

316S12

X2CrNiMo1812

Z2CND17.12

03X17H14M2

0Cr18Ni11Ti

SUS321

321

 

X10CrNiTi189

Z6CNT18.10

08X18H10T

0Cr18Ni11Nb

SUS347

347

347S17

X10CrNiNb189

Z6CNNb18.10

08X18H12F

 

  表2馬氏體、鐵素體、奧氏體、雙相不銹鋼的化學成分 

鋼號

C

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

Ti

Nb

S

P

2Cr18Ni9

0.12-0.22

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

 

 

 

≤0.03

≤0.035

1Cr18Ni9(304)

≤0.015

≤1.0

≤2.0

17-19

8-10

 

 

 

≤0.03

≤0.035

0Cr18Ni9(304L)

≤0.08

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

 

 

 

≤0.03

≤0.035

1Cr18Ni9Ti

≤0.12

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

 

C0.020.8

 

≤0.03

≤0.035

0Cr18Ni9Ti(321)

≤0.08

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

 

5×C%0.7

 

≤0.03

≤0.035

0Cr18Ni11Nb(347)

≤0.08

≤1.0

≤2.0

17-19

9-12

 

 

≤10×C%

≤0.03

≤0.035

0Cr17Ni12Mo2(316)

≤0.08

≤1.0

≤2.0

16-19

11-15

1.8-2.5

5×C%0.7

 

≤0.03

≤0.035

00Cr26NiMo2Ti(雙相)

≤0.03

0.4-0.8

≤1.5

25-27

6.5-7.5

1.5-2.5

0.3-0.5

 

≤0.03

≤0.035

1Cr13(410)

≤0.15

≤1.0

≤1.0

11.5-13.5

 

 

 

 

≤0.03

≤0.035

2Cr13(420)

0.16-0.25

≤1.0

≤1.0

12-14

 

 

 

 

≤0.03

≤0.035

3Cr13

0.26-0.35

≤1.0

≤1.0

12-14

 

 

 

 

 

≤0.03

4Cr13

0.36-0.45

≤1.0

≤1.0

12-14

 

 

 

 

 

≤0.03

1Cr17(430)

≤0.12

≤0.8

≤0.8

16-18

 

 

 

 

 

≤0.03

1Cr17Ti

≤0.12

≤0.8

≤0.8

16-18

 

 

5×C%0.8

 

 

≤0.03

0Cr17Ti

≤0.08

≤0.8

≤0.8

16-18

 

 

5×C%0.8

 

 

≤0.03

1Cr25Ti

≤0.12

≤1.0

≤0.8

20-27

 

 

5×C%0.8

 

 

≤0.03

 

  表3馬氏體、鐵素體、奧氏體和雙相不銹鋼的室溫力學性能 

鋼號

熱處理制度

σbMpa

σsMpa

δ%

ψ%

2Cr18Ni9

1100-1150C水冷

568

216

40

55

1Cr18Ni9

1100-1150C水冷

539

196

45

50

1100C水冷

540-706

201-382

48.8-69

59.5-81

 

0Cr18Ni9(304)

1080-1130C水冷

490

196

45

60

1Cr18Ni9Ti

920-1150C水冷

540

205

40

45

1100C水冷

541-790

196-510

40-81

55-79.5

 

0Cr18Ni9Ti(321)

950-1050C水冷

541

196

40

55

1100C水冷

554-653

245-328

46-62

57.2-78.3

 

00Cr18Ni10

1050-1100C水冷

480

177

40

60

1100C水冷

510-745

196-490

45-68.5

68-81.5

 

0Cr18Ni11Nb

900-1100C水冷

520

205

40

50

1100C水冷

539-632

235-304

40-57

63.5-75.5

 

1Cr18Ni12Mo2Ti

1000-1100C水冷

530

205

40

55

00Cr18Ni17Mo2Ti

1000-1100C水冷

539-767

216-414

41.2-67

55-77.5

00Cr17Ni4Mo2Ti

1010-1150C水冷

480

177

40

60

1050C水冷

260

578

54

60

 

0Cr17Ni14Mo2(316L)

1010-1050C水冷

480

177

40

60

1050C水冷

265

578

54

76

 

1100C水冷

230-225

505-554

56-63.5

76-81

 

00Cr26Ni7Mo2Ti

1080C水冷

674

544

29.6

66.8

1Cr13(410)

1000-1050C淬火(油、水冷)700-790C回火(油、水、空冷)

588

412

20

60

2Cr13(420)

1000-1050C淬火(油、水冷)660-770C回火(油、水、空冷)

647

441

16

55

1Cr17(430)

750-800C空冷

450

205

22

50

750-800C空冷

412-632

245-485

20-57

50-80.5

 

 

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