不銹鋼 種類
壹、不銹鋼熱軋鋼板
不銹鋼熱軋鋼板是用熱軋工藝生產的不銹鋼鋼板。厚度不大於3mm的為薄板,厚度大於3mm的為厚板。用於化工、石油、機械、船舶等行業制造耐蝕零件、容器和設備。其分類和牌號如下: 1.奧氏體型鋼 (1)1Cr17Mn6Ni15N;(2)1Cr18Mn8Ni5N;(3)1Cr18Ni9;(4)1Cr18Ni9Si3;(5)0Cr18Ni9;(6)00Cr19Ni10;(7)0Cr19Ni9N;(8)0Cr19Ni10NbN;(9)00Cr18Ni10N;(10)1Cr18Ni12;(11) 0Cr23Ni13;(12)0Cr25Ni20;(13) 0Cr17Ni12Mo2;(14) 00Cr17Ni14Mo2;(15) 0Cr17Ni12Mo2N;(16) 00Cr17Ni13Mo2N;(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti;(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti;(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti;(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti;(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2;(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2;(23) 0Cr19Ni13Mo3;(24) 00Cr19Ni13Mo3;(25) 0Cr18Ni16Mo5;(26) 1Cr18Ni9Ti;(27) 0Cr18Ni10Ti;(28) 0Cr18Ni11Nb;(29) 0Cr18Ni13Si4 2.奧氏體——鐵素體型鋼 (30)0Cr26Ni5Mo2;(31)00Cr18Ni5Mo3Si2;
3.鐵素體型鋼 (32)0Cr13Al;(33) 00Cr12;(34)1Cr15;(35)1Cr17;(36)1Cr17Mo;(37)00Cr17Mo; (38)00Cr18Mo2;(39)00Cr30Mo2;(40)00Cr27Mo 4.馬氏體型鋼 (41)1Cr12;(42)0Cr13;(43);1Cr13;(44)2Cr13;(45)3Cr13;(46)4Cr13;(47)3Cr16;(48)7Cr17 5.沈澱硬化型鋼 (49)0Cr17Ni7Al
二、不銹鋼冷軋鋼板
不銹鋼冷軋鋼板是用冷軋工藝生產的不銹鋼鋼板,厚度不大於3mm的為薄板,厚度大於3mm的為厚板。用於制作耐腐蝕部件,石油、化工的管道、容器、醫療器械、船舶設備等,其分類和牌號如下:
1.奧氏體型鋼 除與熱軋部分相同外(29種),還有:(1)2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni8
2.奧氏體——鐵素體型鋼 除與熱軋部分相同外(2種),還有:(1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti
3.鐵素體型鋼 除與熱軋部分相同外(9種),還有:00Cr17
4.馬氏體型鋼 除與熱軋部分相同外(8種),還有1Cr17Ni2
5.沈澱硬化型鋼:同熱軋部分
三、鐵素體、奧氏體、馬氏體簡介
大家知道固態金屬及合金都是晶體,即在其內部原子是按壹定規律排列的,排列的方式壹般有三種即:體心立方晶格結構、面心立方晶格結構和密排六方晶格結構。金屬是由多晶體組成的,它的多晶體結構是在金屬結晶過程中形成的。組成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結構:910℃以下為具有體心立方晶格結構的α——鐵,910℃ 以上為具有面心立方晶格結構的Υ——鐵。如果碳原子擠到鐵的晶格中去,而又不破壞鐵所具有的晶格結構,這樣的物質稱為固溶體。碳溶解到α——鐵中形成的固溶體稱鐵素體,它的溶碳能力極低,最大溶解度不超過0.02%。而碳溶解到Υ——鐵中形成的固溶體則稱奧氏體,它的溶碳能力較高,最高可達2%。奧氏體是鐵碳合金的高溫相。鋼在高溫時所形成的奧氏體,過冷到727℃以下時變成不穩定的過冷奧氏體。如以極大的冷卻速度過冷到230℃以下,這時奧氏體中的碳原子已無擴散的可能,奧氏體將直接轉變成壹種含碳過飽和的α固溶體,稱為馬氏體。由於含碳量過飽和,引起馬氏體強度和硬度提高、塑性降低,脆性增大。不銹鋼的耐蝕性主要來源於鉻。實驗證明,只有含鉻量超過12%時鋼的耐蝕性能才會大大提高,因此,不銹鋼中的含鉻量壹般均不低於12%。由於含鉻量的提高,對鋼的組織也有很大影響,當鉻含量高而碳含量很少時,鉻會使鐵碳平衡,圖上的Υ相區縮小,甚至消失,這種不銹鋼為鐵素體組織結構,加熱時不發生相變,稱為鐵素體型不銹鋼。當含鉻量較低(但高於12%),碳含量較高,合金在從高溫冷卻時,極易形成馬氏體,故稱這類鋼為馬氏體型不銹鋼。鎳可以擴展Υ相區,使鋼材具有奧氏體組織。如果鎳含量足夠多,使鋼在室溫下也具有奧氏體組織結構,則稱這種鋼為奧氏體型不銹鋼。
四、不銹鋼在各領域的應用
1.1960年——1999年約40年間,西方國家的不銹鋼產量從215萬噸猛增到1728萬噸,增加了約8倍,平均年增長率約為5.5%。不銹鋼主要用於廚房、家電、運輸、建築、土木各領域。在廚房器具方面主要有水洗槽和電氣、煤氣熱水器,家電產品主要有全自動洗衣機的滾筒。從節能和再循環等環保的觀點看,不銹鋼的需求有望進壹步擴大。在運輸領域主要有鐵道車輛和汽車的排氣系統,用於排氣系統的不銹鋼在每輛車中約為20-30kg,全世界的年需求約100萬噸,這是不銹鋼最大的應用領域。 在建築領域,最近的需求急劇增長,如:新加坡地鐵車站的防護裝置,使用了約5000噸的不銹鋼外裝飾材。再如日本1980年以後,用於建築業的不銹鋼增長了約4倍,主要用作屋頂、大樓內外裝飾和結構材。80年代,在日本沿海地區使用304型無塗漆材作為屋頂材料,從防銹考慮,逐步轉變為使用塗漆不銹鋼。進入90年代,開發了具有高耐蝕性的20%以上高Cr鐵素體系不銹鋼,被用作屋頂材料,同時為了美觀性,開發了各種表面精加工技術。在土木領域,日本的水壩吸水塔使用不銹鋼。歐美的寒冷地區,為防止高速公路和橋梁的凍結需撒鹽,這就加速了鋼筋的腐蝕,所以使用不銹鋼鋼筋。在北美的道路中,近3年間約有40處采用了不銹鋼鋼筋,每處的使用量為200-1000噸,今後不銹鋼在該領域的市場將有所作為。
2.今後擴大不銹鋼應用的關鍵是環保、長壽命和IT的普及。 關於環保方面,首先從大氣環保的觀點看,用於抑制二惡英發生的高溫垃圾焚燒裝置、LNG發電裝置和使用煤的高效發電裝置的耐熱、耐高溫腐蝕不銹鋼的需求將擴大。還有估計在21世紀初將投入實際應用的燃料電池汽車的電池殼也將使用不銹鋼。從水質環保的觀點看,在給水、排水處理裝置中,具有優異耐蝕性的不銹鋼也將擴大需求。關於長壽命,在歐洲已有的橋梁、高速公路、隧道等設施中,不銹鋼的應用在增加,預計這種潮流將遍及全世界。還有日本壹般住宅建築的壽命特別短為20-30年,廢材處理成為壹大問題。最近以壽命達到100年為目標的建築物開始出現,這樣具有優異耐久性的材料需求將增長。從地球環保的觀點看,長壽命在減少土木、建築廢材的同時,有必要從引入新概念的設計階段探討如何降低維修成本。關於IT的普及,在IT的發展和普及過程中,功能材料在設備硬件方面起很大的作用,對高精密度、高功能材料的要求非常大。如:在手機和微機部件中,靈活應用了不銹鋼的高強度、彈性和非磁性等特性,使得不銹鋼的應用擴大。還有在半導體和各種基板的制造設備中,具有良好清潔度和耐久性的不銹鋼發揮了重要作用。不銹鋼具有多種其它金屬沒有的優異性能,是壹種具有優異耐久性和再循環性的材料,今後對應時代的變化,不銹鋼將廣泛應用於各種領域。
常用鋼產品術語
1.碳鋼
碳鋼也叫碳素鋼,是含炭量WC小於2%的鐵碳合金。碳鋼除含碳外壹般還含有少量的矽、錳、硫、磷按
用途可以把碳鋼分為碳素結構鋼、碳素工具鋼和易切削結構鋼三類。碳素結構鋼又分為建築結構鋼和機器
制造結構鋼兩種按含碳量可以把碳鋼分為低碳鋼(WC ≤ 0.25%),中碳鋼(WC0.25%——0.6%)和高碳鋼
(WC>0。6%) 按磷、硫含量可以把碳素鋼分為普通碳素鋼(含磷、硫較高)、優質碳素鋼(含磷、硫較
低)和高級優質鋼(含磷、硫更低)壹般碳鋼中含碳量較高則硬度越高,強度也越高,但塑性較低
2.碳素結構鋼
這類鋼主要保證力學性能,故其牌號體現其力學性能,用Q+數字表示,其中“Q”為屈服點“屈”字的
漢語拼音字首,數字表示屈服點數值,例如Q275表示屈服點為275Mpa。若牌號後面標註字母A、B、C、D,
則表示剛才質量等級不同,含S、P的量依次降低,鋼材質量依次提高。若在牌號後面標註字母“F”則為
沸騰鋼,標註“b”為半鎮靜鋼,不標註“F”或“b”者為鎮靜鋼。例如Q235-A·F表示屈服點為235Mpa的
A級沸騰鋼,Q235-C表示屈服點為235Mpa的C級鎮靜鋼碳素結構鋼壹般情況下都不經熱處理,而在供應狀
態下直接使用。通常Q195、Q215、Q235鋼碳的質量分數低,焊接性能好,塑性、韌性好,有壹定強度,常
軋制成薄板、鋼筋、焊接鋼管等,用於橋梁、建築等結構和制造普通螺釘、螺母等零件。Q255和Q275鋼碳
的質量分數稍高,強度較高,塑性、韌性交好,可進行焊接,通常軋制成型鋼、條鋼和鋼板作結構件以及
制造簡單機械的連桿、齒輪、聯軸節、稍等零件
3.優質結構鋼
這類鋼必須同時保證化學成分和力學性能。其牌號是采用兩位數字表示鋼中平均碳的質量分數的萬分
數(WC×10000)。例如45鋼表示鋼中平均碳的質量分數為0.45%;08鋼表示鋼中平均碳的質量分數為
0.08% 優質碳素結構鋼主要用於制造機器零件。壹般都要經過熱處理以提高力學性能。根據碳的質量分數
不同,有不同的用途。08、08F、10、10F鋼,塑性、韌性高,具有優良的冷成性能和焊接性能,常冷軋成
薄板,用於制作儀表外殼、汽車和拖拉機上的冷沖壓件,如汽車身、拖拉機駕駛室等;15、20、25鋼用於
制作尺寸叫小、負荷較輕、表面要求耐磨、心部強度要求布告的滲碳零件,如活塞銷、樣板等;30、35、
40、45、50鋼經熱處理後具有良好的綜合力學性能,即具有較高的強度和較高的塑性、韌性、用於制作軸
類零件,例如40、45鋼常用於制造汽車、拖拉機的曲軸、連桿、壹般機床主軸、機床齒輪和其他受力不大
的軸類零件;55、60、65鋼熱處理後具有高的彈性極限,常用於制作負荷不大,尺寸較小的彈簧,如調壓
和調速彈簧、柱塞彈簧、冷卷彈簧等
4.碳素工具鋼
碳素工具鋼是基本上不含合金元素的高碳鋼,含碳量在0.65%-1.35%範圍內,其生產成本低,原料來源
易取得,切削加工性良好,熱處理後可以得到高硬度和高耐磨性、所以是被廣泛采用的鋼種,用來制造各
種刃具、模具 但這類鋼的紅硬性差,即當工作溫度大於250 ℃ 時,鋼的硬度和耐磨性就會急劇下降而失
去工作能力。另外,碳素工具鋼如制成較大的零件則不易淬硬,而且容易產生變形和裂紋
5.易切削結構鋼
易切削結構鋼是在鋼中加入壹些使鋼變脆的元素,使鋼切削時切削易脆斷成碎屑,從而有利於提高切
削速度和延長刀具壽命。使鋼變脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削結構鋼中使用了鉛、碲、鉍等元
素 這種鋼的含硫量WS在0.08%-0.03%範圍內,含錳量WMn在0.60%-1.55%範圍內。鋼中的硫和錳以硫化錳形
態存在,硫化錳很脆並有潤滑效能,從而使切削容易碎斷,並有利於提高加工表面的質量
6.合金鋼
在鋼中除含鐵、碳和少量不可避免的矽、錳、磷、硫元素以外,還含有壹定量的合金元素,鋼中的合
金元素有矽、錳、鉬、鎳、硌、礬、鈦、鈮、硼、鉛、稀土等其中的壹種或幾種,這種鋼叫合金鋼各國
的合金鋼系統,隨各自的資源情況、生產和使用條件不同而不同,國外以往曾發展鎳、硌鋼系統,我國則
發現以矽、錳、釩、鈦、鈮、硼、鉛、稀土為主的合金鋼系統合金鋼在鋼的總產量中約占百分之十幾,
壹般是在電爐中冶煉的按用途可以把合金鋼分為8大類,它們是:合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼、合金工
具鋼、高速工具鋼、不銹鋼、耐熱不起皮鋼,電工用矽鋼
7.普通低合金鋼
普通低合金鋼是壹種含有少量合金元素(多數情況下其總量W總不超過3%)的普通合金鋼。這種鋼的強
度比較高,綜合性能比較好,並具有耐腐蝕、耐磨、耐低溫以及較好的切削性能、焊接性能等在大量節
約稀缺合金元素條件下,通常1噸普通低合金鋼可頂1.2-1.3噸碳素鋼使用,其使用壽命和使用範圍更是遠
遠超過碳素鋼。普通低合金鋼可以用壹般冶煉方法在平爐、轉爐中冶煉,成本也和碳素鋼接近
8.工程結構用合金鋼
這是指工程和建築結構用的合金鋼,包括可焊接的高強度合金結構鋼、合金鋼筋鋼、鐵道用合金鋼、
地質石油鉆探用合金鋼、壓力容器用合金鋼、高錳耐磨鋼等。這類鋼用作工程和建築結構件,在合金鋼中
,這類鋼合金含量總量較低,但生產、使用量較大
9.機械結構用合金鋼
這類鋼是指適用於制造機器和機械零件的合金鋼。它是在優質碳素鋼的基礎上,適當地加入壹種或數
種合金元素,用來提高鋼的強度、韌性和淬透性。這類鋼通常要經過熱處理後使用。主要包括常用的合金
結構鋼和合金彈簧鋼兩大類,其中包括調質處理的合金鋼、表面硬化處理的合金鋼、冷塑性成型用合金鋼
。按化學成分基本組成系統可分為Mn系鋼、SiMn系鋼、Cr系鋼、CrMo系鋼、CrNiMo系鋼、Ni系鋼、B系鋼
等
10.彈簧鋼
彈簧在沖擊、振動或長期交應力下使用,所以要求彈簧鋼有高的抗拉強度、彈性極限、高的疲勞強度
。在工藝上要求彈簧鋼有壹定的淬透性、不易脫碳、表面質量好等碳素彈簧鋼即含碳量WC在0.6%-0.9%範
圍內的幼稚碳素結構鋼。合金彈簧鋼主要是矽錳系鋼種,它們的含碳量稍低,主要靠增加矽含量Wsi提高
性能;另外還有硌、鎢、釩的合金彈簧鋼。近年來,結合我國資源,並根據汽車、拖拉機設計新技術的要
求,研制出在矽錳鋼基礎上加入硼、鈮、鉬等元素的新鋼種,延長了彈簧的使用壽命,提高了彈簧質量
11.軸承鋼
軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作是承受著極大的壓力和磨擦力,所以要求
軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性,以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的
含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格軸承鋼又稱高碳硌鋼,含碳Wc為1%左右,含硌量Wcr為
0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳硌軸承鋼、無硌軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁
軸承鋼六大類
12.電工矽鋼
電器工業用矽鋼主要用來制造電器工業用矽鋼片。矽鋼片是電機和變壓器制造中用量很大的鋼材 按化
學成分矽鋼可分為低矽鋼和高矽鋼。低矽鋼含矽量Wsi1.0%-2.5%,主要用來制造電機;高矽鋼含碳量
Wsi3.0%-4.5%,壹般用來制造變壓器。他們的含碳量Wc ≤
0.06%-0.08%
13.橋梁鋼
鐵路或公路橋梁承受車輛的沖擊載荷,橋梁鋼要求有壹定的強度,韌性和良好的抗疲勞性能,並且對
鋼材的表面質量要求較高。橋梁鋼常采用堿性平爐鎮靜鋼,近來成功地采用了普通低合金鋼如16錳、15錳
礬氮等
14.鍋爐鋼
鍋爐鋼主要指用來制造過熱器、主蒸汽管和鍋爐火室受熱面用的材料。對鍋爐鋼的性能要求主要是有
良好的焊接性能、壹定的高溫強度和耐堿性腐蝕、耐氧化等。常用的鍋爐鋼有平爐冶煉的低碳鎮靜鋼或電
爐冶煉的低碳鋼,含碳量Wc在0.16%-0.26%範圍內。制造高壓鍋爐時則應用珠光體耐熱鋼或奧氏體耐熱鋼
。近年來也采用普通低合金鋼建造鍋爐,如12錳、15錳釩、18錳鉬鈮等
15.不銹鋼
不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼,它是由不銹鋼和耐酸鋼兩大部分組成的,簡言之,能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不
銹鋼,而能抵抗化學介質腐蝕的鋼叫耐酸鋼。壹般說來,含硌量Wcr大於12%的鋼就具有了不銹鋼的特點
不銹鋼按熱處理後的顯微組織又可分為五大類:即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體
-鐵素體不銹鋼及沈澱碳化不銹鋼
16.耐熱鋼
在高溫條件下,具有抗氧化性和主夠的高溫強度以及良好的耐熱性能的鋼稱作耐熱鋼。耐熱鋼包括抗
氧化鋼和熱強鋼兩類。抗氧化鋼又簡稱不起皮鋼。熱強鋼是指在高溫下具有良好的抗氧化性能並具有較高的高溫強度的鋼。耐熱鋼主要用於在高溫下長期使用的零件