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            不銹鋼專業知識介紹

            發布時間:2016-05-30 11:07:00 點擊:
              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-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。
            1、鋼的編號和標識方法
                (1)用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成分,用阿拉伯字母來表示成分含量的有:中國 、俄國;
                (2)用固定位數數字來表示鋼類系列或數字:如 美國 日本200系,300系,400系;
                (3)用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
            2、我國的編號規則
                (1)我國國家標準中規定的不銹鋼,其牌號的化學元素,采用國際符號表示。如C表示碳;Mn表示錳;Cr表示鉻;Ni表示鎳;
                (2)不銹鋼的含碳大都是很低,一般在鋼號中以千分之幾表示,不銹鋼的主要合金元素以百分之幾表示例如0cr18Ni9表示C小于0.08%,含鉻平均值為18%,含鎳平均值為9%.
            3、美國標準不銹鋼號編制方法
                2××----鉻錳鎳氮奧氏體型不銹鋼如202
                3××----鎳鉻奧氏體型不銹鋼 如304
                4××----高鉻馬氏體型和低碳高鉻鐵素體型不銹鋼如403,430
                5××----低鉻馬氏體型不銹鋼
                6××----高溫高強度不銹鋼
            三位數字后加L,表示超低碳不銹鋼如304L,含碳量≤0.03%;三位數字后加S,表示低碳不銹鋼,如309S筆309含碳量低,前者含碳≤0.08%,后者含碳≤0.20%;三位數字后加F,表示易切削不銹鋼。

              不銹鋼可以按用途、化學成分及金相組織來大體分類。 
              以奧氏體系類的鋼由18%鉻-8%鎳為基本組成,各元素的加入量變化的不同,而開發各種用途的鋼種。

            1. 以化學成分分類: 
               ①. CR系列:鐵素體系列、馬氏體系列 
               ②. CR-NI系列:奧氏體系列,異常系列,析出硬化系列。

            2. 以金相組織的分類: 
               ①. 奧氏體不銹鋼 
               ②. 鐵素體不銹鋼 
               ③. 馬氏體不銹鋼 
               ④. 雙相不銹鋼 
               ⑤. 沉淀硬化不銹鋼

            3.不銹鋼的表面類別

              現在不銹鋼的發展,已使不銹鋼的耐蝕性、外觀、加工性、強度等特性遠遠超過其它材料,而且,不銹鋼的許多表面處理法,可以取得豐富多彩的顏色及形狀,這為不銹鋼的發展作出很大的貢獻。 
              不銹鋼制造過程中的表面處理法以及機械研磨表面處理法

            表面
            特征
            制造法概要
            用途
            NO.1
            銀白色,無光澤
            熱軋到規定厚度,再經退火和除鱗的一種粗糙、無光表面 不需要有表面光澤的用途
            NO.2D
            銀白色
            冷軋后進行熱處理和酸洗,有時在毛面輥進行最終的一道輕軋的一種無光表面加工 2D產品用于對表面要求不嚴的用途,一般用材,深沖用材
            NO.2B
            光澤強于NO.2D
            NO.2D處理后,經過拋光輥進行最終一道輕度冷軋,以取得適當光澤。這是最常用的表面加工,該加工也可作為拋光的第一步。 一般用材
            BA
            光亮如鏡
            無標準,但通常是光亮退火的表面加工,表面反射性很高。 建筑材料,廚房用具
            NO.3
            粗研磨
            將NO.2D和NO.2B材,用100~200#(單位)的砥粒研磨帶,進行研磨 建筑材料,廚房用具
            NO.4
            中間研磨
            將NO.2D和NO.2B材,用150~180#砥粒研磨帶進行研磨而獲得的拋光表面,這是通用的,有鏡面反射的帶有可見‘晶粒'的光亮表面 同上
            NO.240
            細研磨
            將NO.2D和NO.2B材,用240#砥粒研磨帶進行研削 廚房用具
            NO.320
            極細研磨
            將NO.2D和NO.2B材,用320#砥粒研磨帶進行研削 同上
            NO.400
            光澤接近于BA
            將NO.2B材,用400#拋光輪進行研削 一般用材,建筑用材,廚房用具
            HL
            發紋研磨
            適當粒子大小的研磨材料進行發紋研削(150~240#)其砥粒很多 樓房,建筑用材
            NO.7
            接近于鏡面研磨
            用600#回轉拋光輪進行研磨 美術用,裝飾用
            NO.8
            鏡面研磨
            鏡子用拋光輪進行研磨 反光鏡,裝飾用

            4.不銹鋼的缺陷類別

            分類
            個數
            典型缺陷
            共同缺陷
            原料缺陷
            28
            金屬球痕,大理石紋,縱向發裂 劃傷,異物壓入,污染,折痕,卷取不良
            冷軋缺陷
            30
            輥印,輥表面粗糙,輥振動痕,魚尾紋,微細皺紋,浪型缺陷,墊紙壓入
            退火酸洗
            32
            過酸洗,退火酸洗,欠酸洗,欠退火,點蝕,銹,刷輥痕,橡膠殘留,白斑,酸洗液殘留,爐內停止
            精整缺陷
            30
            脫脂不良,研磨不勻,條紋,毛邊

            5.鋼的分類方法

              5-1 按化學成分分類: 
               ◆碳素鋼 
               ◆合金鋼:低合金鋼:合金元素≤5% 高合金鋼:合金元素≥10% 中合金鋼:合金元素
                      5%—10% 
               注:不銹鋼為高合金鋼。 

              5-2 按質量分類:

                     ① 普通鋼

                     ② 優質鋼

                     ③ 高級優質(A)

                     ④ 特級優質鋼(E) 

              5-3 按冶煉方法分類:

                     ◆平爐鋼

                     ◆轉爐鋼

                     ◆電爐鋼

              5-4 按用途分類:

                     ① C素結構鋼 如:45#

                     ② 合金結構鋼 如:40Cr

                     ③ C素工具鋼 如:T8

                     ④ 合金工具鋼 如:3Cr2W8V

                     ⑤ 彈簧鋼 如:60Si2Mn

                     ⑥ 軸承鋼 如:GCr15

                     ⑦ 不銹鋼耐熱鋼

                     ⑧ 高速鋼 如:W18Cr4V

              5-5 按金相組織分類:

                     ① 按退火狀態分:

                        ◆ 亞共析鋼

                        ◆ 共析鋼

                        ◆ 過共析鋼

                        ◆ 萊氏體鋼

                     ② 按退火狀態:以不銹鋼為例

                        ◆奧氏型:0Cr18Ni9(304) 又稱:18-8型

                        ◆馬氏體:1Cr13 2 2Cr13 3Cr13 又稱:Cr13型

                        ◆鐵素體:1Cr17 Cr25Ti

                        ◆雙相不銹鋼(鐵素體、奧示體雙相):如:3RE60

                        ◆沉墊固溶硬化不銹鋼:0Cr17Ni7A1 用于導彈核工業



            1.一般特性

                    ◆ 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

            2、品質特性

              2-1不銹鋼的品質特性

             

            項目
            基本組織
            代表鋼種
            STS304
            STS430
            STS410
            熱處理
            固融化熱處理
            退火
            退火后急冷
            硬度性
            加工硬化性
            微量硬化性
            小量硬化性
            主要用途
            建筑物內外裝飾,廚房用具,化學刻度,航空機器
            建筑材料,汽車零件,加用電器,廚房器具,飯盒等
            釬、刀機器零部件,醫院用具,手術用具
            耐腐蝕性
            強度
            加工性
            磁性
            非磁
            上磁性
            上磁性
            焊接性

             

              2-2不銹鋼的品質特性要求

            用途
            對象產品
            加工工藝
            要求品質特性
            表面質量
            BQ性
            材質
            形狀
            厚度公差
            焊接性
            耐腐蝕性
            淺加工類
            刀、叉等
            落料→橫延→切頭→成型→拋光→清洗→包裝 要求高不得有麻點等缺陷
            一般材
            一般
            -5%
            不要求
            深加工類
            二類餐具、保溫杯等
            落料→涂油→成型→(有時幾次)切邊→卷邊→清洗→復底→拋光→焊手柄→包裝 要求高不得有劃傷折痕等缺陷
            DDQ
            要求高
            -3~-5%
            PIPE
            裝飾管等
            窄帶→擠成壓成型→對焊→打磨焊縫→切管→磨口→拋光→包裝 要求高不得有折痕等缺陷
            一般
            一般材
            -8%
            一般
            廚具
            冷柜等的外壁
            落料→折邊→電焊→打磨 要求高不得有折痕等缺陷
            一般
            一般材
            一般
            -8%
            一般
            容器
            熱水器飲水機內膽
            窄帶→卷筒→焊接→切管→焊底→打磨焊縫→包裝 一般
            一般
            一般材
            一般
            -10%
            一般

                ※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品質要求特性微細項目

                (1)材質:

                ①DDQ(deep drawing quality)材:是指用于深拉(沖)用途的材料,也就是大家所說的的軟料,這種材料的主要特點是延伸率較高(?R53%),硬度較低(?Q170%),內部晶粒等級在7.0~8.0之間,深沖性能極佳。目前許多生產保溫瓶、鍋類的企業,其產品的加工比(BLANKING SIZE/制品直徑)一般都比較高,它們的加工比分別達3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于這些要求較高加工比的產品,當然加工比超過2.0的產品一般都需經過幾道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面達不到的話,在加工深拉制品時產品極易產生裂紋、拉穿的現象,影響成品合格率,當然也就加大了廠家的成本;

                ②一般材主要用于除了DDQ用途外的材料,這種材料的特點是延伸率相對較低(?R45%),而硬度相對較高(?Q180),內部晶粒度等級在8.0~9.0間,與DDQ用材比較,它的深沖性能相對稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一類餐具的勺、匙、叉、電器用具、鋼管用途等。但它與DDQ材相比有一個優點,就是BQ性相對較好,這主要是由于它的硬度稍高的緣故。

                (2)表面品質:

                不銹鋼薄板是一種價格非常高的材料,客戶對它的表面質量要求也非常高。但不銹薄板在生產過程中不可避免會出現各種缺陷,如劃傷、麻點、折痕、污染等,從而其表面質量,象劃傷、折痕等這些缺陷不管是高級材還是低級都不允許出現,而麻點這種缺陷在勺、匙、叉、制作時也是決不允許的,因為拋光時很難拋掉它。我們根據表面各種缺陷出現的程度和頻率,來確定其表質量等級,從而來確定產品等級。

                (3)厚度公差:

                一般來說不銹鋼制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二類餐具和保溫杯等,厚度公差一般要求較高,為-3~5%,而一類餐具厚度公差一般要求-5%,鋼管類要求-10%,賓館用冷柜用材厚度公差要求為-8%,經銷商對厚度公差的要求一般在-4%~6%間。同時產品內外銷的不同也會導致客戶對原料厚度公差要求的不同。一般出口產品客戶的厚度公差要求較高,而內銷企業對厚度公差要求相對較低(大多出于成本方面考慮),部分客戶甚至要求-15%。

                (4)焊接性:

                產品用途的不同對焊接性能的要求也是各不相同。一類餐具對焊接性能一般不做要求,甚至包括部分鍋類企業。但是絕大多數產品都需要原料焊接性能好,象二類餐具、保溫杯、鋼管、熱水器、飲水機等。

                (5)耐腐蝕性:

                絕大多數不銹鋼制品要求耐腐蝕性能好,象一、二類餐具、廚具、熱水器、飲水機等,有些國外商人對產品還做耐腐蝕性能試驗:用NACL水溶液加溫到沸騰,一段時間后倒掉溶液,洗凈烘干,稱重量損失,來確定受腐蝕程度(注意:產品拋光時,因砂布或砂紙中含有Fe的成分,會導致測試時表面出現銹斑)

                (6)拋光性能(BQ性):

                目前不銹鋼制品在生產時一般都經過拋光這一工序,只有少數制品如熱水器、飲水機內膽等不需要拋光。因此這就要求原料的拋光性能很好。影響拋光性能的因素主要有以下幾點:

                ①原料表面缺陷。如劃傷、麻點、過酸洗等。

                ②原料材質問題。硬度太低,拋光時就不易拋亮(BQ性不好),而且硬度太低,在深拉伸時表面易出現桔皮現象,從而影響BQ性。硬度高的BQ性相對就好。

                ③經過深拉伸的制品,變形量極大的區域表面也會出小的黑點和RIDGING,從而影響BQ性。

              3.各種不銹鋼的特性和用途

             

            鋼號
            特性
            用途
            奧 氏 體

            301
            17Cr-7Ni-低碳

            與304鋼相比,Cr、Ni含量少,冷加工時抗拉強度和硬度增高,無磁性,但冷加工后有磁性。 列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、螺母、彈簧、篩網
            301L
            17Cr-7Ni-0.1N-低碳
            是在301鋼基礎上,降低C含量,改善焊口的抗晶界腐蝕性;通過添加N元素來彌補含C量降低引起的強度不足,保證鋼的強度。 鐵道車輛構架及外部裝飾材料
            304
            18Cr-8Ni
            作為一種用途廣泛的鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性,低溫強度和機械特性;沖壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象(無磁性,使用溫度-196℃~800℃)。 家庭用品(1、2類餐具、櫥柜、室內管線、熱水器、鍋爐、浴缸),汽車配件(風擋雨刷、消聲器、模制品),醫療器具,建材,化學,食品工業,農業,船舶部件
            304L
            18Cr-8Ni-低碳
            作為低C的304鋼,在一般狀態下,其耐蝕性與304剛相似,但在焊接后或者消除應力后,其抗晶界腐蝕能力優秀;在未進行熱處理的情況下,亦能保持良好的耐蝕性,使用溫度-196℃~800℃。 應用于抗晶界腐蝕性要求高的化學、煤炭、石油產業的野外露天機器,建材耐熱零件及熱處理有困難的零件
            304Cu
            13Cr-7.7Ni-2Cu
            因添加Cu其成型性,特別是拔絲性和抗時效裂紋性好,故可進行復雜形狀的產品成形;其耐腐蝕性與304相同。 保溫瓶、廚房洗滌槽、鍋、壺、保溫飯盒、門把手、紡織加工機器。
            304N1
            18Cr-8Ni-N
            在304鋼的基礎上,減少了S、Mn含量,添加N元素,防止塑性降低,提高強度,減少鋼材厚度。 構件、路燈、貯水罐、水管
            304N2
            18Cr-8Ni-N
            與304相比,添加了N、Nb,為結構件用的高強度鋼。 構件、路燈、貯水罐
            316
            18Cr-12Ni-2.5Mo
            因添加Mo,故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好,可在苛酷的條件下使用;加工硬化性優(無磁性)。 海水里用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料等生產設備;照像、食品工業、沿海地區設施、繩索、CD桿、螺栓、螺母
            316L
            18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳
            作為316鋼種的低C系列,除與316鋼有相同的特性外,其抗晶界腐蝕性優。 316鋼的用途中,對抗晶界腐蝕性有特別要求的產品。
            321
            18Cr-9Ni-Ti
            在304鋼中添加Ti元素來防止晶界腐蝕;適合于在430℃-900℃溫度下使用。 航空器、排氣管、鍋爐汽包



            409L
            11.3Cr-0.17Ti-低C、N
            因添加了Ti元素,故其高溫耐蝕性及高溫強度較好。 汽車排氣管、熱交換機、集裝箱等在焊接后不熱處理的產品。
            410L
            13Cr-低C
            在410鋼的基礎上,降低了含C量,其加工性,抗焊接變形,耐高溫氧化性優秀。 機械構造用件,發動機排氣管,鍋爐燃燒室,燃燒器。
            430
            16Cr
            作為鐵素體鋼的代表鋼種,熱膨脹率抵,成形性及耐氧化性優。 耐熱器具、燃燒器、家電產品、2類餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、CD桿、篩網
            430J1L
            18-Cr0.5Cu-Nb-低C.N
            在430鋼中,添加了Cu、Nb等元素;其耐蝕性、成形性、焊接性及耐高溫氧化性良好。 建筑外部裝飾材料,汽車零件,冷熱水供給設備。
            436L
            18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N
            耐熱性、耐磨蝕性良好,因含有Nb、Zr元素,故其加工性,焊接性優秀。 洗衣機、汽車排氣管、電子產品、3層底的鍋。
            馬 氏 體 鋼
            410
            13Cr-低碳
            作為馬氏體鋼的代表鋼,雖然強度高,但不適合于苛酷的腐蝕環境下使用;其加工性好,依熱處理面硬化(有磁性)。 刀刃、機械零件、石油精練裝置、螺栓、螺母、泵桿、1類餐具(刀叉)。
            420J1
            13Cr-0.2C
            淬火后硬度高,耐蝕性好(有磁性)。 餐具(刀)、渦輪機葉片。
            420J2
            13Cr-0.3C
            淬火后,比420J1鋼硬度升高(有磁性)。 刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具(剪刀、刀)。
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