不锈钢的基础知识及分类.doc

不锈钢的基础知识及分类一、什么是不锈钢 1、不锈钢的定义: a、不锈钢的定义: 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称或统称, 是在空气和淡水中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢。通俗地说,不锈钢就是不容易生锈的钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明,钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高, 当铬含量达到一定的百分比时, 钢的耐蚀性发生突变, 即从易生锈到不易生锈, 从不耐蚀到耐腐蚀。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,不锈钢必须含有 12% 以上的铬。 a、耐热钢定义?低碳钢:不含或很少含有其他合金元素,其碳含量≤ 2%; ?低合金耐热钢:含有这种或者多种合金元素,每种合金含量都不高,合金元素总量≤ 5% ?高合金耐热钢:合金元素总含量≥ 30% 以上,代表性钢种如:铬镍奥氏体耐热钢、高铬铁素体耐热钢。代表钢种 309S/310S; 2、影响不锈钢技术的主要因素: 不锈钢的冶炼技术、连铸技术、多辊冷轧机、炉卷轧机、连续退火酸洗线、光亮退火技术、检测和自动化技术 3 、不锈钢合金元素的作用 a. 铬元素铬是铁素体形成元素。铬是不锈钢必须含有的元素, 是形成钝化膜的必须元素。当含量达到 12% 的时候, 方能形成稳定、致密的钝化膜。较高的铬合金含量可通过强化薄膜和快速自我修复膜来提高抗腐蚀性。铬是耐热钢的重要的抗高温腐蚀的合金元素。 b. 镍元素镍是稳定奥氏体元素,镍可将奥氏体降低范围扩大带低温镍还可以提高韧性和延展性,使之更易于加工、制造和焊增加抗酸的腐蚀能力,保护钝化膜的能力及在腐蚀介质中的抗腐蚀能力。 c. 钼元素可提高钝化膜的强度,增强耐局部腐蚀性,如点蚀、缝隙腐蚀特别蚀在卤盐或海水中有氯离子的情况下。钼也可提高对氯化物应力腐蚀断裂的抵抗能力。利用固溶强化的方法,钼可提高奥氏体牌号的高温强度和马氏体牌号的抗回火能力。 d. 锰元素锰类似于镍,当添加锰或用锰代替镍的时候,都会提高不锈钢的强度。 ,可提高强度,在奥氏体及双相钢中可增强耐点蚀及缝隙腐蚀能力并减少金属间相在高温或焊接时析出的机会。 f. 钛和铌钛和铌能优先于碳和氮结合形成碳化物和氮化物,改善高温强度并阻止铬的碳化物的形成,防止晶间腐蚀。铌可提高高温蠕变断裂强度。 ,加入 3%-4% 铜具有低的硬化率,易于成型。析出铜离子化还具有灭菌作用。 h. 硫、硒和铅硫、硒和铅可改变机械切削性能,但会降低耐腐蚀能力。 i. 硅和铝硅和铝和改善抗氧化性能,硅还可以提高铸造性能。铝是耐热钢中抗氧化的重要合金元素。 j. 碳元素:正面效应奥氏体稳定元素,作用约为镍的 30 倍,使不锈钢更像奥氏体; 提高不锈钢的强度; 负面效应——“贫铬”现象: 由于碳和铬的亲和力很大, 要占用含碳量 17 倍的铬形成碳化物, 从而显著降低不锈钢的耐腐蚀性。为达到耐腐目的,不锈钢中含碳量一般较低,一般在 % 以下。 k. 铬与镍在不锈钢中作用: 铬在不锈钢中的决定作用每种不锈钢都必须含有一定数量的铬。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 12% 以上的铬作为合金元素以后,钢表面自动形成一种非常薄的无色、透明且非常光滑的一层富铬的氧化物膜(即钝化膜),这层膜的形成大大缓减了钢的氧化。镍与铬配合在不锈钢中发挥重要作用镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构, 从而改善和加强铬的钝化机理,其抗晶间腐蚀能力得到提高,同时如加工性、可焊接性和韧性等机械性能提高。即 300 系不锈钢。然而, 镍并不是唯一的奥氏体形成元素, 常见的奥氏体形成元素还有:碳、氮、锰、铜等。最著名的是下面的公式:奥氏体形成能力=Ni%+30C%+30N%+%+% 所以, 在不锈钢中通过增加一定量锰、氮元素,也可以形成奥氏体不锈钢,即 200 系不锈钢。虽然碳是一种较强的奥氏体形成元素,但是它不能被添加到耐腐蚀的不锈钢中,因为在焊接后它会造成敏化腐蚀和随后的晶间腐蚀问题。氮元素形成奥氏体的能力也是镍的 30倍, 但由于溶解度问题, 只能在不锈钢中添加数量有限的氮。添加锰和铜会造成钢材使用过程中的焊接问题。 4 、不锈钢的应用范围: 不锈钢具有优异的耐蚀性、成型性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点,所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中得到了广泛应用, 但在不同使用环境选择不同的不锈钢品种十分重要。附表 5、不锈钢的分类: ?按主要化学组成可分为铬不锈钢( 俗称 400 系)、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢( 俗称 30