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不銹鋼有幾種類?

不銹鋼的標識方法

鋼的編號和表示方法

①用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成份,用阿拉伯字母來表示成份含量:

如:中國、俄國 12CrNi3A

②用固定位數數字來表示鋼類系列或數字;如:美國、日本、300系、400系、200系;

③用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。

我國的編號規則

①采用元素符號

②用途、漢語拼音,平爐鋼:P、 沸騰鋼:F、 鎮靜鋼:B、甲類鋼:A、T8:特8、

GCr15:滾珠

◆合結鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi 60SiMn、(用萬分之幾表示C含量)

◆不銹鋼、合金工具鋼(用千分之幾表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之壹(即

0.1%C),不銹 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如0Cr17Ni13Mo

國際不銹鋼標示方法

美國鋼鐵學會是用三位數字來標示各種標準級的可鍛不銹鋼的。其中:

①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數字標示,

②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數字表示。例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼

是以201、 304、 316以及310為標記,

③鐵素體不銹鋼是以430和446為標記,馬氏體不銹鋼 是以410、420以及440C為標

記,雙相(奧氏體-鐵素體),

④不銹鋼、沈澱硬化不銹鋼以及含鐵量低於50%的高合金通常是采用專利名稱或商標命名。

4).標準的分類和分級

4-1分級:

①國家標準GB

②行業標準YB

③地方標準

④企業標準Q/CB

4-2 分類:

①產品標準

②包裝標準

③方法標準

④基礎標準

4-3 標準水平(分三級):

Y級:國際先進水平

I級:國際壹般水平

H級:國內先進水平

4-4國標

GB1220-84 不銹棒材(I級)

GB4241-84 不銹焊接盤園(H級)

GB4356-84 不銹焊接盤園(I級)

GB1270-80 不銹管材(I級)

GB12771-91 不銹焊管(Y級)

GB3280-84 不銹冷板(I級)

GB4237-84 不銹熱板(I級)

GB4239-91 不銹冷帶(I級)

不銹鋼的分類

奧氏體不銹鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低於0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高矽的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由於奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。

鐵素體不銹鋼:在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼壹般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼具導熱系數大,膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用於制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊後塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,因而限制了它的應用。爐外精煉技術(AOD或VOD)的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣泛應用。

奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼:是奧氏體和鐵素體組織各約占壹半的不銹鋼。在含C較低的情況下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是壹種節鎳不銹鋼。

馬氏體不銹鋼:通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是壹類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火後硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沈澱硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。 鐵素體系 0.35以下 16-27 - 無 佳 尚佳 尚可 有

馬氏體系 1.20以下 11-15 - 自硬性 可 可 不可 有

奧氏體系 0.25以下 16以上 7以上 無 優 優 優 無

以上分類僅是按鋼的基體組織分的,由於鋼中穩定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡,以及由於大量的鉻使平衡圖S點左移,工業中應用的不銹鋼的組織除了上面講的三種基本類型以外,還有馬氏體—鐵素體,奧氏體-鐵素體,奧氏體-馬氏體等過渡型的復相不銹鋼,以及具有馬氏體-碳化物組織的不銹鋼。

2-1.鐵素體鋼

含鉻大於14%的低碳鉻不銹鋼,含鉻大幹27%的任何含碳量的鉻不銹鋼,以及在上述成分基礎上再添加有鉬、鈦、鈮、矽、鋁、、鎢、釩等元素的不銹鋼,化學成分中形成鐵素體的元素占絕對優勢,基體組織為鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀態下的組織為鐵素體,退火及時效狀態的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。

屬於這壹類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。

2-2.鐵素休-馬氏體鋼

這類鋼在高溫時為y+a(或δ)兩相狀態,快冷時發生y-M轉變,鐵素體仍被保留,常溫組織為馬氏體和鐵素體,由於成分及加熱溫度的不同,組織中的鐵素體量可在百分之幾至幾十的範圍內變化。0Crl3鋼,lCrl3鋼,鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼,Cr17Ni2鋼,Cr17wn4鋼,以及在ICrl3鋼基礎上發展起來的許多改型12%鉻熱強鋼(這類鋼也叫做耐熱不銹鋼)中的許多鋼號,如Cr11MoV,Cr12WMoV,Crl2W4MoV,18Crl2WMoVNb等均屬幹這壹類。

鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強化,故可獲得較高的機械性能。但它們的機械性能與工藝性能在很大程度上受組織中鐵素體的含量及分布形態的影響。這類鋼按成分中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個系列。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質的能力,並且具有良好的減震性及較小的線膨脹系數;後者的耐腐蝕性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當,但在壹定程度上也保留著高鉻鐵素體鋼的某些缺點。

2-3.馬氏體鋼

這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區,但它們的y相僅在高溫時穩定,M點壹般在3OO℃左右,故冷卻時轉變為馬氏體。

這類鋼包括2Cr13,2Cr13Ni2,3Cr13以及部分改型12%鉻熱強鋼,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni2MoWVB鋼等。馬氏體不銹鋼的機械性能、耐腐蝕性能、工藝性能與物理性能,均和含鉻12~14%的鐵素體-馬氏體不銹鋼相近。由於組織中沒有遊離的鐵素體,機械性能比上述鋼要高,但熱處理時的過熱敏感性較低。

2-4.馬氏體—碳化物鋼

Fe-C合金的並析點的含碳為0.83%,在不銹鋼中由於鉻使S點左移,含12%鉻和大於0.4%碳的鋼(圖11-3),以及含18%鉻和大於0.3%碳的鋼(圖蔔)3)均屬於過***析鋼。這類鋼在正常淬火溫度加熱,次生碳化物不能完全溶於奧氏體,因此淬火後的組織為馬氏體和碳化物組成。

屬於這壹類的不銹鋼牌號不多,卻是壹些含碳比較高的不銹鋼,如4Crl3、9Cr18、9Crl8MoV 、9Crl7MoVCo鋼等,含碳量偏上限的3Crl3鋼在較低的溫度下淬火,也可能出現這樣的組織。由於含碳量高,上述9Cr18等三個鋼號中雖含有較多的鉻,但其耐腐蝕性能僅與含12~14%鍺的不銹鋼相當。這類鋼的主要用途是要求高硬及耐磨的零件,如切削工具、軸承、彈簧及醫療器械等。

2-5.奧氏體鋼

這類鋼含有較多擴大y區和穩定奧氏體的元素,在高溫時為均為y相,冷卻時由於Ms點在室溫以下,所以在常溫下具有奧氏體組織。 18-8, 18-12、25-20、20-25Mo等鉻鎳不銹鋼,以錳代替部分鎳並加氮的低鎳不銹鋼如Cr18Mnl0Ni5,Cr13Ni4Mn9,Cr17Ni4Mn9N,Cr14Ni3Mnl4Ti鋼等均屬於這壹類。

奧氏體不銹鋼具有前已述及的許多優點,雖然機械性能也比較低,和鐵素體不銹鋼—樣不能熱處理強化,但可以通過冷加工變形的方法,利用加工硬化作用提高它們的強度。 這類鋼的缺點是對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感,需通過適當地合金添加劑及工藝措施消除。

2-6.奧氏體-鐵素體鋼

這類鋼因擴大y區和穩定奧氏體元素的作用程度,不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織,因此為奧氏體-鐵素體復相狀態,其鐵素體量也因成分及加熱溫度不同而可在較大的範圍內變化。

屬於這壹類的不銹鋼很多,如低碳的18-8鉻鎳鋼,加鈦、鈮、鉬的18-8鉻鎳鋼,特別是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,此外含鉻大於14~15%而碳低於0.2%的鉻錳不銹鋼(如Cr17Mnll),以及目前研究的和已獲得應用的大多數鉻錳氮不銹鋼等。與純奧氏體不銹鋼比較,這類鋼的優點很多,如屈服強度較高,抗晶間腐蝕的能力較高,應力腐蝕的敏感性低,焊接時產生熱裂紋的傾向小,鑄造流動性好等等。缺點是壓力加工性能較差,點腐蝕傾向較大,易產生c相脆性,在強磁場作用下表現出弱磁性等。所有這些優點和缺點均來源於組織中的鐵素體。

2-7.奧氏缽-馬氏體鋼

這類鋼的Ms點低於室溫,固溶處理以後為奧氏體組織,易於成形和焊接。通常可用兩種工藝方法使之發生馬氏體轉變。壹是固溶處理以後經700~800度加熱,奧氏體因析出碳化鉻而轉變為介穩定狀態,Ms點升高至室溫以上,冷卻時轉變為馬氏體;二是固溶處理以後直接冷卻至Ms與Mf點之間,使奧氏體轉變為馬氏體。後壹方法可獲得較高的耐腐蝕性能,但固溶處理以後至深冷的間隔時間不宜過久,否則會因奧氏體的陳化穩定作用而使深冷的強化效應降低。經上述處理以後鋼再經400~500度時效,使析出金屬間化合物進—步強化。這類鋼的典型鋼號有17Cr壹7Ni壹A1、15Cr-9Ni-A1,17Cr—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo壹A1等等。這類鋼也稱為奧氏體-馬氏體時效不銹鋼,並因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,還存在不同數量的鐵素體,故也稱為半奧氏體沈澱硬化不銹鋼。

這類鋼是50年代後期發展和應用的新型不銹鋼,它們總的特點是強度高(C可達100壹150)及熱強性好,但由於含鉻量較低並在熱處理時有碳化鉻析出,因此耐腐蝕性能比標準的奧氏體不銹鋼要低壹些。也可以說這類鋼的高強度是在犧牲壹部分耐腐蝕性能與其他性能(如非磁性)的情況下獲得的,目前這類鋼主要用於航空工業及火箭導彈生產方面,壹般機械制造中應用尚不普遍,並且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的壹個系列。