不銹鋼

不銹鋼

不銹鋼(Stainless Steel)是不銹耐酸鋼的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;而將耐化學介質腐蝕(酸、鹼、鹽等化學浸蝕)的鋼種稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不銹鋼一般不耐化學介質腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有不銹性。

  • 中文名
    不銹鋼
  • 外文名
    StainlessSteel
  • 合金元素
    鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等
  • 主要分類
    馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等

歷史起源

畢業于英國謝菲爾德大學的著名冶金科學家亨利·布雷爾利(Harry Brearley)于20世紀初期發明了不銹鋼。不銹鋼的發明和使用,要追溯到第一次世界大戰時期。英國科學家布享利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委托,研究武器的改進工作。那時,士兵用的步槍槍膛極易磨損,布雷爾利想發明一種不易磨損的合金鋼。布雷爾利發明的不銹鋼于1916年取得英國專利權並開始大量生產,至此,從垃圾堆中偶然發現的不銹鋼便風靡全球,亨利·布雷爾利也被譽為“不銹鋼之父”。

主要分類

不銹鋼常按組織狀態分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體(雙相)不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等。另外,可按成分分為:鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。 

1、鐵素體不銹鋼:含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應力腐蝕性能優于其他種類不銹鋼。屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點,用于硝酸及食品工廠設備,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。

2、奧氏體不銹鋼:含鉻大于18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni90Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的Wc<0.08%,鋼號中標記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好,用來製作耐酸設備,如耐蝕容器及設備襯裏、輸送通路、耐硝酸的設備零件等。奧氏體不銹鋼一般採用固溶處理,即將鋼加熱至1050~1150℃,然後水冷,以獲得單相奧氏體組織。

3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼:兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點,並具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不銹鋼。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。

4、馬氏體不銹鋼:強度高,但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等,因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。

5、沉淀硬化不銹鋼:基體為奧氏體或馬氏體組織,沉淀硬化不銹鋼的常用牌號有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通過沉淀硬化(又稱時效硬化)處理使其硬(強)化的不銹鋼。

化學成分

不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低,因此,大多數不銹鋼的含碳量均較低,最大不超過1.2%,有些鋼的Wc(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。不銹鋼中的主要合金元素是Cr(鉻),隻有當Cr含量達到一定值時,鋼才有耐蝕性。因此,不銹鋼一般Cr(鉻)含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si等元素。

發展過程

我國不銹鋼產業發展進步較晚,建國以來到改革開放前,我國不銹鋼的需求主要是以工業和國防尖端使用為主。改革開放後,國民經濟的快速發展,人民生活水準的顯著提高,拉動了不銹鋼的需求。進入上世紀90年代後,我國不銹鋼產業進入快速發展期,不銹鋼需求的增速遠高于全球水準。1990年以來,全球不銹鋼表觀消費量以年均6%的速度成長,而90年代的10年間,我國不銹鋼表觀消費量是世界年均成長率的2.9倍。進入21世紀,我國不銹鋼產業高速成長。

根據《2013-2017年中國不銹鋼行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》資料統計,2000年-2006年,我國不銹鋼消費量年平均成長率在21.17%以上。其中,2001年,我國不銹鋼表觀消費量達到205萬噸,超過美國成為世界第一不銹鋼消費大國。2008年,中國不銹鋼表觀消費量達到624.00萬噸,同比下降5.17%。

2011年11月份,我國不銹鋼產量成長了11.1%至1250萬噸。生產不銹鋼製品233.68萬噸,同比成長65.25%。其中廣東省是我國不銹鋼製品的主要生產基地,其產量達183.7萬噸,同比成長41.76%,佔全國總產量的78.61%。

不銹鋼是當今世界上套用最廣泛、性能價格比最優的鋼材表面處理方法。

隨著西部大開發戰略的實施,西電東送、西氣東輸、南水北調、三峽工程、農網及城市電網二網改造等項目的深入展開,我國熱鍍鋅行業已進入新一輪的高速發展階段。

我國不銹鋼行業原材料中的鉻鎳在國外是供大于求,而在我國是供不應求的狀況;不銹鋼則是產能過剩,供大于求,盈利空間波動頻繁。隨著不銹鋼行業競爭的不斷加劇,大型不銹鋼生產企業間並購整合與資本運作日趨頻繁,國內優秀的不銹鋼生產企業愈來愈重視對行業市場的研究,特別是對企業發展環境和客戶需求趨勢變化的深入研究。正因為如此,一大批國內優秀的不銹鋼品牌迅速崛起,逐漸成為不銹鋼行業中的翹楚!

市場前景

我國目前已經是不銹鋼大國,但還不是強國,在走向世界不銹鋼強國的過程中,也將會逐步到海外設立(並購)不銹鋼生產基地,這一方面可以規避貿易保護主義帶來的出口風險,另一方面更有利于及時了解當地市場需求,增強在當地市場的競爭力。

從第十八屆三中全會、2014中央經濟工作會議內容來看,穩成長、調結構與促改革,是2014年中國巨觀調控的三大著力點。前瞻產業研究院發布的《中國不銹鋼行業發展前景預測與轉型升級分析報告》預計2014年中國經濟將企穩回升,全年GDP增速有望接近7%。巨觀經濟的穩定成長為不銹鋼需求奠定了堅實的基礎。具體來看,2014年新型城鎮化的推進、保障房和棚戶區改造項目以及環保產業都將成為拉動不銹鋼需求的亮點。

在出口方面,國際市場需求的持續成長將繼續推動我國不銹鋼出口需求的增加。根據麥格理預計,2014年中國不銹鋼凈出口將增至200萬噸,到2014年,大約一半以上的RKEF鎳生鐵工廠將形成與不銹鋼的一體化工廠。不銹鋼出口的成長將拉動國內供給的增加,預計2014年不銹鋼產量將成長12.5%,至2160萬噸。

2014年,巨觀調控產能過剩行業將進一步加大力度。中央經濟工作會議提出,化解國內產能過剩、調整產業結構是2014年重要工作任務。2013年10月初,國務院印發了《關于化解產能嚴重過剩矛盾的指導意見》,分別提出了鋼鐵、水泥、電解鋁、平板玻璃、船舶等行業分業施策意見,並確定了當前化解產能嚴重過剩矛盾的主要任務。由此,2014年不銹鋼行業將更註重產能調整,對新上項目的管控將更加嚴格。

主要成分

常用牌號不銹鋼無縫管主要化學元素的成分
UNS牌號EN 牌號AISI牌號ACI 牌號CCrMoNi組織結構
S174001.454217-4PHCB-7CU-10.07max15.0~17.53.0~5.0PH
S410001.4406410CA-150.15max11.5~13.5Mart
S430001.40164300.12max16.0~18.0Mart
S304001.4301304CF-80.08max18.0~20.08.0~10.5Aus
S304031.4306304LCF-30.03max18.0~20.08.0~12.0Aus
S316001.4401316CF-8M0.08max16.0~18.02.0~3.010.0~14.0Aus
S316031.4404316LCF-3M0.03max16.0~18.02.0~3.010.0~14.0Aus
S317031.4438317LCG-3M0.03max18.0~20.03.0~4.011.0~15.0Aus
N089041.4539904LCN-3M0.02max19.0~23.04.0~5.023.0~28.0Aus
S318031.44622205CD3MN0.03max21.0~23.02.5~3.54.5~6.5Dup
S322051.44622205NCD3MN0.03max22.0~23.03.0~3.54.5~6.5Dup

備註:以上常用牌號不銹鋼無縫管的化學成分為主要化學元素成分,並不是指全部化學元素成分。

主要作用

不銹鋼不易產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建築用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性于一身,易于部件的加工製造,可滿足建築師和結構設計人員的需要。

牌號分組

沉淀硬化型不銹鋼。具有很好的成形性能和良好的焊接性,可作為超高強度的材料在核工業、航空和航天工業中套用。

按成分可分為Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)、耐熱鉻合金鋼(500系列)及析出硬化系(600系列)。

200系列:鉻-錳-鎳 奧氏體不銹鋼

300系列:鉻-鎳 奧氏體不銹鋼

301:延展性好,用于成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優于304不銹鋼。

302:耐腐蝕性同304,由于含碳相對要高因而強度更好。

303:通過增加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。

304:目前常用型號,即18/8不銹鋼。GB牌號為06Cr19Ni10。

309:較之304有更好的耐溫性。

316:繼304之後,第二個得到最廣泛套用的鋼種,主要用于食品工業、製葯行業和外科手術器材,增加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個套用級別。

321:除了因為增加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風險之外,其他性能類似304。

347:增加安定化元素鈮,適于焊接 航空器具零件及化學設備。

400

系列:鐵素體和馬氏體不銹鋼。

408:耐熱性好,弱抗腐蝕性,11%的Cr,8%的Ni。

409:最廉價的型號(英美),通常用作汽車排氣管,屬鐵素體不銹鋼(鉻鋼)。

410:馬氏體(高強度鉻鋼),耐磨性好,抗腐蝕性較差。

416:增加了硫改善了材料的加工性能。

420:“刃具級”馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術刀具,可以做的非常光亮。

430:鐵素體不銹鋼,裝飾用,例如用于汽車飾品。良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性要差。

440:高強度刃具鋼,含碳稍高,經過適當的熱處理後可以獲得較高屈服強度,硬度可以達到58HRC,屬于最硬的不銹鋼之列。最常見的套用例子就是“剃須刀片”。常用型號有 三種:440A、440B、440C,另外還有440F(易加工型)。

500系列:耐熱鉻合金鋼。

600系列:馬氏體沉淀硬化不銹鋼。

630:最常用的沉淀硬化不銹鋼型號,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。

耐腐蝕性

當鋼中鉻量原子數量不低于12.5%時,可使鋼的電極電位發生突變,由負電位升到正的電極電位。阻止電化學腐蝕。

生銹原因

不銹鋼材料出現生銹現象,可能有以下幾個原因:

使用環境中存在氯離子

氯離子廣泛存在,比如食鹽/汗跡/海水/海風/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環境有要求,而且需要經常擦拭,除去灰塵,保持清潔幹燥。(這樣就可以給他定個“使用不當”。) 美國有一個例子:某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百餘年,上個世紀九十年代計畫更換,因橡木材料不夠現代,採用不銹鋼更換後16天容器因腐蝕泄漏。

沒有經過固溶處理

合金元素沒有溶入基體,致使基體組織合金含量低,抗蝕性能差。

天生的晶間腐蝕

這種不含鈦和鈮的材料有晶間腐蝕的傾向。加入鈦和鈮,再配以穩定處理,可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。

抗菌不銹鋼

研製

中國科學院金屬所楊柯研究員領導的課題組研製開發的一種兼具結構、耐蝕和抗菌功能于一體的新型材料——抗菌不銹鋼,通過了沈陽市科技局組織的科技成果鑒定。專家委員會一致認為,該項成果填補了國內空白,達到了同類材料國際先進水準。

作用

經權威單位檢測,抗菌不銹鋼對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的殺滅率均在99%以上,對其它細菌如白念珠菌、枯黑菌等也有顯著的殺滅作用,顯示了優良的廣譜抗菌性和抗菌持久性。國家葯品和生物製品檢驗所的檢測表明,抗菌不銹鋼在毒性和人體安全性方面完全符合國家技術標準。在賦予不銹鋼抗菌特徵的同時,材料的力學、耐蝕、冷熱加工、焊接等性能與原有不銹鋼相當。

套用

抗菌不銹鋼的研製成功,為抗菌製品發展提供了廣闊空間。抗菌不銹鋼產品的發展潛力巨大,市場前景極為廣闊。目前已有國內多家廠商對抗菌不銹鋼表示了濃厚興趣,課題組正積極尋求支持進行中試,爭取早日使該項成果轉化為商品。

家電行業是推動抗菌製品產業化的先鋒、海爾等國內著名家電骨幹企業,伊萊克斯,西門子等國際名牌製造商,已成市場極為活躍的抗菌產品品牌。

在餐具行業,由上海寶鋼集團和天津石泰集團共同研究開發了全材料不銹鋼抗菌餐具,整體全部採用抗菌不銹鋼原材料打造,目前這個全材料抗菌已經被套用到朗維抗菌餐具,具有持久、優良的抗菌性能,對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等殺滅率均在99%以上,表面磨損後仍保持良好抗菌性能。

主要類型

不銹鋼

“不銹鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼,而是表示一百多種工業不銹鋼,所開發的每種不銹鋼都在其特定的套用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途,然後再確定正確的鋼種。有關不銹鋼的進一步詳細情況可參見由NiDI編製的"不銹鋼指南"軟碟。幸而和建築構造套用領域有關的鋼種通常隻有六種。它們都含有17~22%的鉻,較好的鋼種還含有鎳。增加鉬可進一步改善大氣腐蝕性,特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。

典型用途

大多數的使用要求是長期保持建築物的原有外貌。在確定要選用的類型時,主要考慮的是所要求的審美標準、所在地大氣的腐蝕性以及要採用的清理製度。然而,其它套用越來越多的隻是尋求結構的完整性或不透水性。例如,工業建築的屋頂和側牆。在這些套用中,物主的建造成本可能比審美更為重要,表面不很幹凈也可以。在幹燥的室內環境中使用304不銹鋼效果相當好。但是,在鄉村和城市要想在戶外保持其面板,就需經常進行清洗。在污染嚴重的工業區和沿海地區,表面會非常髒,甚至產生銹蝕。但要獲得戶外環境中的審美效果,就需採用含鎳不銹鋼。所以,304不銹鋼廣泛用于幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途,但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中,最好採用316不銹鋼。現在,人們已充分認識到了在結構套用中使用不銹鋼的優越性。有幾種設計準則中包括了304和316不銹鋼。因為"雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體,所以,歐洲準則中也包括了這種鋼。產品形狀,實際上,不銹鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產製造的,而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼製成的,也用中厚板生產特殊產品,例如,生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產品,包括型材、棒材、線材和鑄件。十、表面狀態 正如後面將談到的,為了滿足建築師們美學的要求,已開發出了多種不同的商用表面加工。例如,表面可以是高反射的或者無光澤的;可以是光面的、拋光的或壓花的;可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案,也可進行拉絲等,以滿足設計人員對面板的各種要求。保持表面狀態是容易的。隻需偶爾進行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好,也可以容易地去除表面的塗寫污染或類似的其它表面污染。 二門面裝飾功能,不銹鋼可廣泛套用于門面店鋪裝修,大幅面的不銹鋼甚至可以絲印個性化的圖案,而絲印所採取的新工藝,在裝飾行業上稱之為uv,這是近年來流行的一種工藝,精度遠高于絲印的效果,無需製版,直接把想要的圖案印花在不銹鋼上。

不銹鋼

標識方法

鋼的編號和表示方法

①用國際化學元素符號和該國的符號來表示化學成份,用阿拉伯字母來表示成份含量:

如:中國、俄國 12CrNi3

②用固定位數數位來表示鋼類系列或數位;如:美國、日本、300系、400系、200系;

③用拉丁字母和順序組成序號,隻表示用途。

中國的編號規則

①採用元素符號

②用途、漢語拼音,平爐鋼:P、 沸騰鋼:F、 鎮靜鋼:B、甲類鋼:A、T8:特8、GCr15:滾珠

◆合金鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi 60SiMn、(用萬分之幾表示C含量)

◆不銹鋼、合金工具鋼(用千分之幾表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即0.1%C),不銹 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如00Cr17Ni13Mo

國際不銹鋼標示方法

美國鋼鐵學會是用三位數位來標示各種標準級的可鍛不銹鋼的。其中:

①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數位標示,例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼是以201、 304、 316以及310為標記。

②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數位表示。

③鐵素體不銹鋼是以430和446為標記,馬氏體不銹鋼 是以410、420以及440C為標記,雙相(奧氏體-鐵素體),

④不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼以及含鐵量低于50%的高合金通常是採用專利名稱或商標命名。

4).標準的分類和分級

4-1分級分類:

①國家標準GB ②行業標準YB ③地方標準 ④企業標準Q/CB

4-2 分類:

①產品標準 ②包裝標準 ③方法標準 ④基礎標準

4-3 標準水準(分三級):

Y級:國際先進水準 I級:國際一般水準 H級:國內先進水準

4-4國標

GB1220-84 不銹棒材(I級) GB4241-84 不銹焊接盤園(H級)

GB4356-84 不銹焊接盤園(I級) GB1270-80 不銹管材(I級)

GB12771-91 不銹焊管(Y級) GB3280-84 不銹冷板(I級)

GB4237-84 不銹熱板(I級) GB4239-91 不銹冷帶(I級)

損傷及維護

粉塵

製作經常是在有粉塵的場地進行,空氣中常帶有許多粉塵,它們不斷地落在設備表面。它們可以用水或鹼性溶液去除掉。不過,有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進行清理。

浮鐵粉或嵌入的鐵

在任何表面上,遊離鐵都會生銹並使不銹鋼產生腐蝕。因此,必須清除。浮粉一般可隨粉塵一起清除掉。有些粘著力很強,必須按嵌入的鐵處理。除粉塵外,表面鐵的來源很多,其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼,低合金鋼或鑄鐵件上使用過的砂子、玻璃珠或其它磨料進行噴丸處理,或在不銹鋼部件及設備附近對前面提到的非不銹鋼製品進行修磨。在下料或吊過過程中如果不對不銹鋼採取保護措施,鋼絲繩、吊具和工作台面上的鐵很容易嵌入或玷污表面。訂貨要求和製作後檢查可以防止並發現遊離鐵的存在,ASTM標準A380[3]規定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼微粒的鐵銹試驗法。當要求絕對不能有鐵存在的時候,應該使用這種檢驗方法。如果結果令人滿意,套用幹凈的純水或硝酸對表面進行洗滌,直到深藍色完全消失。正如標準A380[3]指出的如果鐵銹試驗溶液不能全部清除幹凈,不推薦在設備的工藝表面,即用來生產人類消費品的直接接觸表面採用這種試驗方法。比較簡單的試驗方法是在水中暴露12~24小時,檢查是否有銹斑。這種試驗靈敏性差,而且耗時。這些都是檢測試驗,不是清理方法。如果發現有鐵存在,必須用後面介紹的化學和電化學的方法進行清理。

劃痕

為了防止工藝潤滑劑或生成物和/或污物積留,必須對劃痕和其它粗糙表面進行機械清理一般都是用不銹鋼專用拋光機去除。如果在焊接或修磨過程中不銹鋼在空氣中被加熱到一定的高溫,焊縫兩側、焊縫的下表面和底部都會出現鉻氧化物熱回火色。熱回火色比氧化保護膜薄,而且明顯可見。顏色決定于厚度,可呈見彩虹色、藍色、紫色到淡黃色和棕色。較厚的氧化物一般為黑色。它是由于在高溫或長時間在較高度下停留所致。當出現任何一種這類氧化層時,金屬表面的鉻含量都會降低,造成這些區域的耐腐蝕性降低。在這種情況下,不僅要消除熱回火色和其它氧化層,還應對它們下面的貧鉻金屬層進行清理。

銹斑

製作前或製作過程中有時會看到不銹鋼產品或設備上生銹,這說明表面受到嚴重污染。設備投入使用前必須把銹清除掉,徹底清理過的表面應通過鐵試驗和/或水試驗進行檢驗。

粗糙的研磨和機加工

研磨和機加工都會造成表面粗糙,留有凹槽,重疊和毛刺等缺陷。每種缺陷也可能使金屬表面損傷到一定深度,以至于受損傷的金屬表面無法通過酸洗,電拋光或噴丸(如幹噴砂,磨料用玻璃珠)等方法清理掉。粗糙表面能夠成為發生腐蝕和沉積生成物的發源地,重焊前清理焊縫缺陷或清除多餘的焊縫加強高都不能用粗磨進行研磨。對後一種情況,應再用細磨料研磨。

焊接引弧斑痕

焊工在金屬表面引弧時,會造成表面粗糙缺陷。保護膜受損,留下潛在的腐蝕源。焊工應在已經焊好的焊道上或在焊縫接頭的側邊引弧。然後將引弧痕跡熔入焊縫中。

焊接飛濺

焊接飛濺與焊接工藝有很大關系。例如:GTAM(氣體保護鎢極電弧焊)或TIG(惰性氣體保護鎢極焊)沒有飛濺。但是,採用GMAW(氣體保護金屬電弧焊)和FCAW(帶焊劑芯的電弧焊)兩種焊接工藝時如果焊接參數使用不當會造成大量飛濺。出現這種情況時,必須調整參數。如果要解決焊接飛濺的問題,焊接前應在接頭的每一邊塗上防濺劑,這樣可以消除飛濺物的附著力。焊完後可以很容易地將這種防濺劑及各種飛濺物清理掉,可不損傷表面或帶來輕微損傷。

焊劑

利用焊劑進行焊接的工藝有手工焊,帶焊劑芯電弧焊和埋弧焊,這些焊接工藝都會在表面留下細小的焊劑顆粒,普通的清理方法無法將它們清除掉。這此顆粒將是縫隙腐蝕的腐蝕源,必須採用機械清理方法去除這些殘留焊劑。

焊接缺陷

焊接缺陷如:咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋不僅降低接頭的牢固性,而且還會成為縫隙腐蝕的腐蝕源。改善這種結果進行清理操作時,它們還會夾帶固體顆粒。這些缺陷可通過重新焊接或修磨後重焊進行修補。

油和油脂

有機物質如:油,油脂甚至指印都會成為局部腐蝕的腐蝕源。由于這些物質能起屏障作用,它們會影響化學和電化學清理效果,因而必須徹底清理掉。ASTM A380有一種簡單的斷水(WATERBREAK)試驗檢測有機污染物。試驗時,從垂直表面的頂部澆下水,在向下流的過程中水會沿著有機物質的周圍分開。熔劑和/或酸性化學清洗劑可清除油跡和油脂。

殘餘粘合劑

撕掉膠帶和保護紙時,粘合劑總有一部分殘留在不銹鋼表面。如果粘全劑還沒硬,可以用有機熔劑去除。但是,當曝露在光或空氣中時,粘全劑變硬,形成縫隙腐蝕的腐蝕源。然後需要用細磨料進行機械清理。

油漆、粉筆和標記筆印

這些污染物的影響與油和油脂的影響相似。建議用幹凈的刷子和幹凈的水或鹼性清洗劑進行洗滌,也可以使用高壓水或蒸汽沖洗。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,多用于製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊後塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,因而限製了它的套用。爐外精煉技術(AOD或VOD)的套用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣泛套用。

資料對比

碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼,而略低于奧氏體型不銹鋼;電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增;線膨脹系數大小的排序也類似,奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最小;碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性,奧氏體型不銹鋼無磁性,但其冷加工硬化生成馬氏體相變時將會產生磁性,可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復其無磁性。

奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比,具有下列特點:

1)高的電阻率,約為碳鋼的5倍。

2)大的線膨脹系數,比碳鋼大40%,並隨著溫度的升高,線膨脹系數的數值也相應地提高。

3)低的熱導率,約為碳鋼的1/3。

力學性能

不論不銹鋼板還是耐熱鋼板,奧氏體型的鋼板的綜合性能最好,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,這也是它們被廣泛採用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80°C範圍內成長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其沖擊韌度減少緩慢,並不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。不銹鋼的耐熱性能耐熱性能是指高溫下,既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性,同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。

不銹鋼

碳的影響:碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成並穩定奧氏體且擴大奧氏體區的元素.碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍,碳是一種間隙元素,通過固溶強化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強度.碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應力腐蝕的性能,但是,在奧氏體不銹鋼中,碳常常被視為有害元素,這主要是由于在不銹鋼和耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經450~850℃加熱),碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導致局部鉻的貧化,使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下降.因此,60年代以來新發展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道隨著碳含量降低,鋼的晶間腐蝕敏感性降低,當碳含量低于0.02%才具有最明顯的效果,一些實驗珠光還指出,碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點腐蝕分傾向.由于碳的有害作用,不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過和中應按要求控製盡量低的碳含量,而且在隨後的熱,冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳,且免鉻的碳化物析出.

鉻的影響:鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質作用下,鉻促進了鋼的鈍化並使鋼保持穩定鈍態的結果.○1鉻對組織的影響:在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成並穩定鐵體的元素,縮小奧氏體區,隨著鋼中含量增加,奧氏體不銹鋼中可出現鐵素體(δ)組織,研究表明,在鉻鎳奧氏體不銹鋼中,當碳含量為0.1%,鉻含量為18%時,為獲得穩定的單一奧氏體組織,所需鎳含量最低,約為8%,就這一點而言,常用的18Cr—8Ni型鉻鎳奧氏體不銹鋼是含鉻,鎳量配比最為適宜的一種. 有奧氏體不銹鋼中,隨著鉻含量的增加,一些金屬間相(比如δ相)的形成傾向增大,當鋼中含有鉬時,鉻含含量會增加還會χ相等的形成,如前所述,σ,χ相的析出不僅顯著降低鋼的塑性和韌性,而且在一些條件下還降低鋼的耐蝕性,奧氏體不銹鋼中鉻含量的提高可使馬氏體轉烴溫度(Ms)下降,從而提高奧氏體基體的穩定性.因此高鉻(比如超過20%)奧氏體不銹鋼即使經過冷加工和低溫處理也很難獲得馬氏體組織..

鉻是強碳化物形成元素,在奧氏體不銹鋼中也不例外,奧氏體不銹鋼中常見的鉻碳化物有Cr23C6;當鋼中含有鉬或鉻時,還可見到期Cr6C等碳化物,它們的形成在某些條件下對鋼的性能會產生重要影響.○2鉻對性能的影響:一般來主,隻要奧氏體不銹鋼保持完全奧氏體組織而沒有δ鐵素體等的形成,僅提高鋼中鉻含量不會對力學性能有顯著影響,鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是耐蝕性,主要表現為:鉻提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的性能;在鎳以及鉬和銅復合作用下,鉻提高鋼耐一些還原性介質,有機酸,尿素和鹼介質的性能;鉻還提高鋼耐局部腐蝕,比如晶間腐蝕.點腐蝕,縫隙腐蝕以及某此條件下應力體育館的性能..對奧氏體不銹鋼晶間體育館敏感性影響最大的因素是鋼中碳含量,其他元素對晶間體育館的作用主要視其對碳化物的溶解和沉淀行為的影響而定,在奧氏體不銹鋼中,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益,鉻非常有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕性能,當鋼中同時有鉬或鉬及氮存在時,鉻的這種有效性大加強,雖然根據研究鉬的耐點體育館及縫隙腐蝕的能力為鉻的話倍左右,氮為鉻的30倍,但是大量研究,奧氏體不銹鋼中如果沒有鉻或者鉻含量較低,鉬及氮的耐點腐蝕與縫隙腐蝕作用便會喪失或不夠顯著.

鉻對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能的作用,隨實驗介質條件及實際使用環境而異,在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用一般是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質,高溫高壓水以及點腐蝕為起源的應力腐蝕條件下,提高鋼中鉻含量則對耐應力腐蝕有利,同時,鉻還可防止奧氏體不銹鋼及合金中由于鎳含量提高而容易出現的晶間型應力腐蝕的傾向,對開苛性(NqOH)應力腐蝕,鉻的作用也是有益的,鉻除對負數氏體不銹鋼耐蝕性有重要影響外,還能顯著提高該類鋼的抗氧化,抗硫化和抗融鹽腐蝕等性能.

1鎳對組織的影響

鎳是強烈一百萬並穩定奧氏體且擴大奧氏體相區的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需的最低鎳含量約為8%,這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本分,奧氏體不銹鋼中,隨著鎳含量的增加,殘餘的鐵素體可完全消除,並顯著降低σ相形成的傾向;同時馬氏體轉烴溫度降低,甚至可不出現λ→M相變,但是鎳含量的增加會降低碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度,從而使碳化物析出傾向增強.

2鎳對性能的影響

鎳對奧氏體不銹鋼特別是對鉻鎳負數氏體不銹鋼力學性能的影響主要是由鎳對奧氏體穩定性的影響來決定,在鋼中可能發生馬氏體轉變的鎳含量範圍內,隨著鎳含量的增加,鋼的強度降低頁塑性提高,具有穩定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對于具有穩定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼,鎳的加入可進一步改善其韌性.鎳還可顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由于奧氏體穩定性增大,減少以至消除了冷加工過程中的馬氏體轉變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不銹鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不銹鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強度,提高塑性的作用,決定了鎳含量的提高有利于奧氏體不銹的冷加工成形性能,提高鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗)奧氏體不銹鋼中的δ鐵素體,從而提高其熱加工性能,但是,δ鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼的熱加工性能,從而顯著提高鋼的成材率,在奧氏體不銹鋼中,鎳的加入以及隨著鎳含量的提高,導致鋼的熱力學穩定性增加,因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質的性能進一步得到改善.值得指出,鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質穿晶型應力腐蝕的唯一重要元素,在各種酸介質中鎳對奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導致鋼和合金的晶間型應力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作用會由于鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑製.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高,其產生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至于對奧氏體不銹鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用並不顯著,此外,鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結構和性能降低,並且鎳含量越高越有害,這主要是由于鋼中晶界處一百萬低熔點硫化鎳所致,一般來說,簡單的鉻鎳(及鉻錳氮)奧氏體不銹鋼僅用于要求不銹性和耐氧化性介質(比如硝酸等)的使用條件下,鉬作為奧氏體不銹鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用範圍進一步擴大,鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質(比H2SO4,H3PO4,以及一些有機酸和尿素環境)的耐蝕性,並提高鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕等性能.

1鉬對組織的影響

鉬和鉻都是形成和穩定鐵素體並擴大鐵素體相區的元素,鉬形成鐵素體的能力與鉻相當.鉬還促進奧氏體不銹鋼中金屬間相,比如σ相,,κ相,和Laves相等的沉淀,對鋼的耐蝕性和力學性能都會產生不利影響,告別是導致塑性,韌性下降,為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織,隨著鋼中鉬含量的增加,奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等)的含量也要相應提高,以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡.

2鉬對性能的影響

鉬對奧氏體不銹鋼的氧化作用不顯著,因此當鉻鎳奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織且無金屬間析出時,鉬的加入對其室溫力學性能影響不大,但是,隨著鉬含量的增加,鋼的高溫強度提高,比如持久,蠕變等性能均獲較大改善,因此含鉬不銹鋼也常在高溫下套用,然而,鉬的加入使鋼的高溫變形抗力增大,加之鋼中常常存在少量δ鐵素體因而含鉬不銹鋼的熱衷加工性比不含鉬鋼為差,而且鉬含量越高,熱加工性能越壞,另外,含鉬奧氏體不銹鋼中容易一百萬κ(σ)相沉淀,這將顯著惡化鋼的塑性和韌性,因此在含鉬奧氏體不銹鋼的生產,設備製造和套用過程中,要註意防止鋼中金屬間相的形成,雖然鉬作用為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質,面點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實驗已指出,鉬的耐蝕作用僅相當鋼中含有較高量的鉻時才有效,鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時,鉬形成酸鹽後的緩蝕作用也已為實驗所證實,在耐高濃氯化物溶液的應力腐蝕方面,雖然鉬作為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質,耐點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實驗已指出,鉬的作用僅當鋼中含有較高量的鉻時才有效,鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時,鉬形成鉬酸鹽後的緩沖作用也已為實驗所證實,在耐高濃氯化物沉淪的應力腐蝕方面,雖然一此實驗指同.3#以下的鉬對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能有害,,但是由于常見鉻鎳奧氏體不銹鋼多在含有微量氯化物及飽和氧的水介質中使用,其應力腐蝕又以點腐蝕為起源,因此含鉬的鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼由于耐點腐蝕性能較高,所以在實際套用中常常比不含鉬鋼具有更好的耐氯化物應力腐蝕性能。

不銹鋼網帶

按叫法分分類:不銹鋼網帶、輸送帶、金屬輸送帶、不銹鋼輸送帶、金屬網帶、金屬傳送帶、不銹鋼傳動帶、金屬傳動網帶等。

按用途分類:廣泛用于玻璃製品行業的退火爐網帶、烤花爐網帶等。食品加工行業、脫水蔬菜、速凍食品單凍機前處理網帶、鏈網。粉末冶金、金屬熱處理、淬火、燒結、釬焊、焙燒、光亮、發黑、軸承、滲碳高溫爐網帶、擋板式網帶、塗裝烘幹線輸送網帶、泡沫鎳還原生產線網帶,清洗機、提升機、幹燥機、烘幹機、固化爐網帶。各輸送工藝鏈網、網帶。

按材質分類:1cr13網帶、201網帶、304網帶、316網帶等。

按形狀分類:人字形網帶 ,乙字形網帶,菱形網帶,馬蹄式網帶,鏈條式輸送帶,眼鏡形網帶,鏈板式網帶,球型網帶

不銹鋼產品的擴展:不銹鋼網帶,網帶,輸送網帶,金屬網帶,高溫網帶,長城網帶,乙型網帶,擴展中所有產品均由不銹鋼鋼絲、不銹鋼鋼板製造。

磁性

奧氏體型是無磁或弱磁性的,馬氏體及鐵素體是有磁性的。奧氏體經過冷加工,其結構組織也會向馬氏體轉化,進而磁性變大。因此,生活中所說的通過磁鐵吸附來辨別不銹鋼優劣、真偽的方法是片面、錯誤的。

一般特徵

表面美觀以及使用可能性多樣化耐腐蝕性能好,比普通鋼長久耐用耐腐蝕性好強度高,因而薄板使用的可能性大耐高溫氧化及強度高,因此能夠抗火災常溫加工,即容易塑性加工因為不必表面處理,所以簡便、維護簡單清潔,光潔度高焊接性能好。

品質特徵

2-1.不銹鋼的品質特徵

2-2.不銹鋼的品質特徵要求

各產品由于用途的不同,其加工工藝和原料的品質要求也不同。

2-3.品質要求特徵微細項目。    

不銹鋼分析儀

GQ-3B不銹鋼分析儀採用單機片控製機外溶樣,操作簡便,無通路電磁閥腐蝕老化現象,性能更穩定,可靠性更高,能準確檢測出鋼鐵和有色金屬中元素的質量分數,自動化程度高,提高了分析的準確度和精確度,直接顯示並列印資料。可測定鑄鐵、球鐵、生鐵、不銹鋼、普碳鋼、合金鋼、合金鑄鐵、各類礦石、有色金屬中碳、硫、錳、磷、矽、鎳、鉻、鉬、銅、鈦、鋅、釩、鎂、稀土等元素的含量。儀器測量範圍廣、精度高,高、中、低檔齊全,並能接受使用者定貨。

  不銹鋼分析儀GQ-3B主要技術參數:

*  電源電壓 :220V±10% 50HZ, 耗電量:≤50W

* 比色時間:5秒

* 量程範圍:0-1,999吸光度值,0-99.99%濃度值

*  測量元素:矽、錳、磷、銅、鎳、鉻、鉬、稀土、鎂、鈦、鋅、鋁、鉛、鐵等

*  測量精度:符合GB/T223.3-5-88標準。

  不銹鋼分析儀GQ-3B主要特點:

*兼容GQ-3A型微機三元素分析儀的全部功能

* 儀器功能齊全,適合于生鑄鐵、球鐵、普碳鋼、合金鋼、合金鑄鐵、有色金屬如:銅合金、鋁合金、礦石等材料中多元素的分析

*機外溶樣,操作簡便,無通路電磁閥腐蝕老化現象,性能更穩定,可靠性更高

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