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不銹鋼基礎知識

文章來源:本站發表時間:2010-06-10 17:07:23

不銹鋼一般是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼是指耐大氣、蒸汽和水等弱介質腐蝕的鋼,而耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼。 不銹鋼 自本世紀初問世,到現在已有90多年的歷史。不銹鋼的發明是世界冶金史上的重大成就,不銹鋼的發展為現代工業的發展和科技進步奠定了重要的物質技術基礎。不銹鋼鋼種很多,性能各異,它在發展過程中逐步形成了幾大類。

按組織結構分,分為馬氏不銹鋼(包括沉淀硬化不銹鋼)、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和奧氏體加鐵素體雙相不銹鋼等四大類;按鋼中的主要化學成分或鋼中的一些特征元素來分類,分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等;按鋼的性能特點和用途分類,分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、高強不銹鋼等;按鋼的功能特點分類,分為低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。目前常用的分類方法是按鋼的組織結構特點和鋼的化學成分特點以及兩者相結合的方法分類。一般分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼等,或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類。 不銹鋼一般用于防腐蝕性的環境,以及醫療器械和生活用品. 按主要化學組成分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等;也可以以性能特點分成耐酸不銹鋼和耐熱不銹鋼等;通常以金相組織進行分類。按金相組織分類為:鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼。

鐵素體型不銹鋼 它的內部顯微組織為鐵素體,其鉻的質量分數在11.5%~32.0%范圍內。隨著鉻含量的提高,其耐酸性能也提高,加入鉬(Mo)后,則可提高耐酸腐蝕性和抗應力腐蝕的能力。這類不銹鋼的國家標準牌號有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。 馬氏體型不銹鋼 它的顯微組織為馬氏體。這類鋼中鉻的質量分數為11.5%~18.0%,但碳的質量分數最高可達0.6%。碳含量的增高,提高了鋼的強度和硬度。在這類鋼中加入的少量鎳可以促使生成馬氏體,同時又能提高其耐蝕性。這類鋼的焊接性較差。列入國家標準牌號的鋼板有1Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。 奧氏體型不銹鋼 其顯微組織為奧氏體。它是在高鉻不銹鋼中添加適當的鎳(鎳的質量分數為8%~25%)而形成的,具在奧氏體組織的不銹鋼。奧氏體型不銹鋼以Cr18Ni19鐵基合金為基礎,在此基礎上隨著不同的用途,發展成圖1-2所示的鉻鎳奧氏體不銹鋼系列。

奧氏體型不銹鋼一般屬于耐蝕鋼,是應用最廣泛的一類鋼,其中以18-8型不銹鋼最有代表性,它是有較好的力學性能,便于進行機械加工、沖壓和焊接。在氧化性環境中具有優良的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能。但對溶液中含有氯離子(CL-)的介質特別敏感,易于發生應力腐蝕。18-8型不銹鋼按其化學成分中碳含量的不同又分為三個等級:一般含碳量(Wc≤0.15%)低碳級 (Wc≤0.08%)和超低碳級(Wc≤0.03%)。例如我國國家標準中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三種鋼板分屬上面三個等級。世界許多國家都感到鎳儲量的緊缺。為了節省鎳,早在四、五十年代世界上就開始用錳和氮取代18-8型不銹鋼中的部分鎳。研制并列入國家標準的鋼板牌號有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。 奧氏體-鐵素體型不銹鋼 其顯微組織為奧氏體加鐵素體。鐵素體的體積分數小于10%的不銹鋼,是在奧氏體鋼基礎上發展的鋼種。

沉淀硬化型不銹鋼 按其組織形態可分為三類:沉淀硬化半奧氏體型、沉淀硬化馬氏體型和沉淀硬化奧氏體型不銹鋼。列入我國國家標準鋼板牌號的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三種,是屬于沉淀硬化半奧氏體型不銹鋼。該鋼的組織特點是在固溶或退火狀態時具有奧氏體加體積分數為5%~20%的鐵素體組織。這種鋼經過系列的熱處理或機械變形處理后奧氏體轉變為馬氏體,再通過時效析出硬化達到所需要的高強度。這種鋼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,得到應用。