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什么是不锈钢 ?它有哪些特征与种类 ?
发布者:不锈钢管厂(www.marketstreat.com) 发布时间:2021/4/15 阅读:212

  不锈钢是在普通碳钢基础上加入一组铬的质量分数大于11.5%的合金元素,在不太高的温度下,能在弱腐蚀性介质(如大气、水等)中抗腐蚀的钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性来源于表面生成的一层极薄(约0.005μm)的富Cr氧化膜,也叫钝化膜,钝化膜非常致密,能将内部金属本体与周围气氛隔绝开来,保护它不再发生反应,从而保持了它自身的银白色和光泽。但是,这种不锈性和耐蚀性是相对的,在某些特定场合下,如海水中,钝化膜被破坏,且不能自行修复时,不锈钢仍然会发生腐蚀,仍然会出现锈斑和蚀孔。所以,不锈钢并不是绝对不锈。由于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获取得广泛的应用。

 

  不锈钢可以按用途、化学成分或者金相组织来大体分类。不锈钢按照用途可以分为不锈与耐酸两大类,按化学成分可分为Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系不锈钢,按照室温下的组织结构可分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢五大类。

 

1、奥氏体不锈钢

  奥氏体不锈钢常温状态下为面心立方结构的奥氏体组织。工业牌号可分为Cr-Ni(300系列)和Cr-Ni-Mn-N(200系列)两大类型。在正常热处理条件下,钢的基体组织为奥氏体,在不恰当热处理或不同受热状态下,在奥氏体基体中有可能存在少量的碳化物、δ相和α相等第二相。此类钢不能通过热处理方法改变它的力学性能,只能采用冷变形的方式进行强化。可采用加入钼、铜、硅等合金化方法派生出适用于各类腐蚀环境的不同钢种。此外,无磁性、良好的低温性能、易成型性和可焊性是此类钢的重要特性。奥氏体不锈钢是应用最为广泛的不锈钢,典型工业牌号有SUS304、SUS316L等。

 

2、铁素体不锈钢

  铁素体不锈钢为体心立方结构的铁素体组织,含铬量约在11.5%~30%,一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素。这类钢具有导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件,典型工业牌号有SUS430等。但同时存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而一定程度上限制了它的使用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,促进了这类钢的广泛应用。根据钢中的碳、氮含量可将铁素体不锈钢分成高纯(C+N≤150ppm)和普通铁素体不锈钢两大类。

 

3、马氏体不锈钢

  马氏体不锈钢淬火后可以得到马氏体组织。具有高强度和高硬度,通过热处理可以调整钢的力学性能。马氏体不锈钢具有中等水平的不锈性。典型牌号为Cr13型,如1Cr13(SUS410),2Cr13(SUS420J1),3Cr13(SUS420J2)等。主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异,马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同,还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体(或半马氏体)沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。

 

4、双相不锈钢

  双相不锈钢通常由奥氏体和铁素体两相组织构成。两相比例可以通过合金成分和热处理条件的改变予以调整。此类钢屈服强度高、耐点蚀、耐应力腐蚀,易于成型和焊接。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢,典型工业牌号有SUS329J1等。

 

5、沉淀硬化不锈钢

  沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化不锈钢(以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表),半奥氏体沉淀硬化不锈钢(以0Crl7Ni7Al和0Crl5Ni25Ti2MoVB为代表)和奥氏体加铁素体沉淀硬化不锈钢(以PH55A、B、C为例)。此类型钢可借助于热处理工艺调整其性能,使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成型的组织状态。随后,半奥氏体沉淀硬化不锈钢通过马氏体相变和沉淀硬化,奥氏体、马氏体沉淀硬化不锈钢通过沉淀硬化处理使其具有高的强度和良好的韧性相配合。这类钢的铬含量近于17%,加之含有镍、钼等元素,因此,除具有足够的不锈性外,其耐蚀性接近于18-8型奥氏体不锈钢。典型工业牌号有SUS630、SUS631等。


 工业上最经常应用的是奥氏体、铁素体和马氏体不锈钢,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。

 

 

 
 

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