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不锈钢 9 @' _; Z% t4 b R) h6 H0 ~5 m
空白俗地说,不锈钢就是不容易生锈的钢,实际上一部分不锈钢,既有不锈性,又有耐酸性(耐蚀性)。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水量的增加而提高,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。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类,有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢;按主要化学成分分类,基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统;按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等,按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等;按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容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。
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奥氏体不锈钢
2 J/ ~5 w4 t; D空白常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能,在各行各业中获得了广泛的应用。
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) z& r% z! ~2 X( B) H" Q铁素体不锈钢 ; d/ w$ T* s4 [
空白使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数锌瞻谆院谩⒖褂αΩ从帕嫉忍氐悖嘤糜谥圃炷痛笃⑺羝⑺把趸运岣吹牧悴考U饫喔执嬖谒苄圆睢⒑负笏苄院湍褪葱悦飨越档偷热钡悖蚨拗屏怂挠τ谩B饩都际酰ˋOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,因此使这类钢获得广泛应用。
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奥氏体--铁素体双相不锈钢
@$ g# X, h) [空白奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。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,具有超塑性等特点。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。 * H6 e3 i# A/ d
# q* \2 C8 S& b* h0 Q& K马氏体不锈钢 / o4 Z% l+ M) m2 A2 F- X$ |
空白过热处理可以调整其力学性能的不锈钢,通俗地说,是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高,不同回火温度具有不同强韧性组合,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。
; G$ X/ L1 \* |各种钢的特性及用途:
+ a% j- v! r" _. l0 h' g" ]8 @钢号 特性 用途 ( ^( W0 l5 M+ @% l- X7 W
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5 Q" x! G1 m+ k8 e, `+ a# f$ J4 A& a体 2 ~% y3 d% o `2 r# `( m
钢 30418Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性,耐热性,低温强度和机械特性。冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃~800℃) 家庭用品(1、2类餐具、厨柜,室内管线,热水器、锅炉、浴缸)、汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品)、医疗器具、建材、化学,食品工业、农业、船舶部件 ' c" c* E3 o S T9 ?
304L18Cr-8Ni-低碳 作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304钢相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶界腐蚀能力优秀。在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,一般在400以下使用(无磁性,使用温度-196℃~800℃) 应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤碳、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件 9 j3 `+ s0 s) H m, \: q/ h8 b: Y
304J113Cr-7.7Ni-2Cu 应添加Cu,其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂纹性好,并可进行复杂形状的产品成形。其耐蚀性与304钢相同 保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。 . \- ~% Y. `! n' L: O4 |$ q5 N+ {
31618Cr-12Ni-2.5Mo 应添加Mo,故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛酷的条件下使用。加工硬化性优(无磁性) 海水里用设备、化学、染料、造纸。草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 ( y- x9 c9 ] J6 d
316L18Cr-12Ni-2.5Mo低碳 作为316钢种的低C系列,除与316钢有相同的特性外,其抗晶界腐蚀性优。 316钢铁用途中,对抗晶界腐蚀怕有特别要求的产品
- Q3 @3 d C6 s4 y4 y& `5 t 32118Cr-9Ni-Ti 在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀。适合于在430℃~900℃温度下使用。 航空器、排管、锅炉汽包
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钢 409L11.3C-0.17Ni-低C、N 因添加了Ti元素,故其高温耐蚀性及高温强度较好 汽车排气管、热交换机、集装箱等要焊接后不热处理的产品 X* P3 C4 L8 m9 V- E' n
43016Cr 作为铁素体钢的代表钢种,热膨胀率低,成形性及耐氧化性优 耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网
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S$ V f7 k. R! ]体
- r( |+ V/ y# Z, h钢 41013Cr-0.2C 作为马氏体钢的代表钢,虽然强度高,但不适合于苛酷的腐蚀环境下使用。其加工性好,热处理面硬化(有磁性)。 刀刃、机械零件、石油精炼装置、螺栓、螺母、泵杆、1类餐具(刀 、叉)。 : o1 }" E' C% m& M; j: s [5 D
420J113Cr-0.2C 淬火后硬度高,耐蚀性好(有磁性) 餐具(刀)、涡轮机叶片
' n2 H: R6 S7 y5 `1 N 420J213Cr-0.3C 淬火后,比420J1钢硬度升高(有磁性) 刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具(剪刀、刀)
1 K; G' `) c4 X0 J' U* ]
- e! y& C" o( |; Q) G* b& @各种不锈钢的化学物理特性:
& w* G1 Z+ \5 e9 M6 B分类 钢种 化学成分 (%) 机械性能 物理性能 类似规格钢 9 f5 d5 u. |! B6 }8 G+ Z: U
JIS C Cr Ni Mo 其它 热处理条件 曲 ' l( z+ \+ f6 y, i# g
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9 O8 n) @* g; i5 P$ gmm 2 ) 硬度 比热 J/g ℃ 弹性系数
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N 3 /mm 热膨胀系数 x10 -6 cm/cm/ ℃
' Y- m z# B" u(2.0~100 ℃ ) 热传导率 W/m ℃
/ m& s2 o8 o# T# ]# K, t& B* x(100 ℃ ) UNS AISI DIN ISO
/ p0 h r. V/ p7 Q' U. W4 P, q/ q HB HRB HV
& D) k6 I) I# @# F奥氏体 304 ≤ 0.08 18.0 - j! j: E7 c/ f4 z. e& y5 H
~20.0 8.00
, r6 A) c& j. i+ V6 y~10.50 - - S ≥ 205 ≥ 520 ≥ 40 ≤ 187 ≤ 90 ≤ 200 0.05 194 17.3 16.3 S30400 304 X5CrNi18
- X1 z4 D! @2 J4 R. a6 o7 I5 P10 11
6 w- o R6 h6 [# | 304L ≤ 0.030 18.0
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- ~& C! i% `' h, ~) p. K3 O~13.00 - - S ≥ 175 ≥ 480 ≥ 40 ≤ 187 ≤ 90 ≤ 200 0.05 194 17.3 16.3 S30403 304L X2CrNi19
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~2.2 S ≥ 155 ≥ 450 ≥ 40 ≤ 187 ≤ 90 ≤ 200 0.05 194 17.3 16.3
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~14.0 2.00 + _- {" y& s4 S* C
~3.00 - S ≥ 205 ≥ 520 ≥ 40 ≤ 187 ≤ 90 ≤ 200 0.05 194 16.0 16.3 S31600 316 X5CrNiMo17 3 S5 O' n# ]' ?6 \) l, {
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5 \2 d% H3 m9 L& ~: I& W+ }' r4 C 316L ≤ 0.03 16.0
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321 ≤ 0.08 17.0
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& l. ]; Q) b$ |# y9 s& t' bXC% S ≥ 205 ≥ 520 ≥ 40 ≤ 187 ≤ 90 ≤ 200 0.05 194 16.7 16.1 S32100 321 X6CrNiTi18
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~19.0 - - Ti6 $ M+ v/ B, z" |3 w$ ^' \
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430 ≤ 0.12 16.0 " }6 e8 ^1 y1 D) z7 _* V
~18.0 - - - A ≥ 205 ≥ 450 ≥ 22 ≤ 183 ≤ 88 ≤ 200 0.46 200 10.4 26.4 S43000 430 X6Cr17 8.H % v% k' ~- m( y, @8 k3 u' _
马氏体 410 ≤ 0.15 11.5 # D1 T/ Y# B5 s: D$ P' }2 O b
~13.5 - - - A ≥ 205 ≥ 440 ≥ 20 ≤ 201 ≤ 93 ≤ 210 0.46 202 9.9 24.9 S41000 410 X10Cr13 3
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~0.4 12.0
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** 各种钢的化学物理特性 |
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