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不锈钢的含义

不锈钢的含义

不锈钢(Stainless Steels)是指铬含量至少为 10.5% 的合金钢,这使其具有极佳的耐腐蚀性能。

不锈钢会在钢材表面形成一层既薄又致密的氧化铬薄膜(钝化膜),从而有效保护钢材免受外部环境的侵蚀。

不锈钢分类

根据显微组织,不锈钢可分为五大类:

1. 铁素体不锈钢

2. 奥氏体不锈钢

3. 双相不锈钢

4. 马氏体不锈钢

5. 沉淀硬化不锈钢

常见的铁素体不锈钢含有约 12% 或 17% 的铬 (Cr)(铬含量范围为 +/- 1%),镍含量极低(源于原材料)。

这类不锈钢具有铁素体显微组织,且具有磁性。其屈服强度和抗拉强度适中,延伸率高,例如 430 和 409 牌号。铁素体不锈钢通常比其他类型的不锈钢更便宜。

奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢类似,焊接后可能会出现晶粒粗化和韧性下降。其应用包括洗衣机零件、

排气系统部件,某些牌号的铬含量较高,适用于高温环境。常用的奥氏体不锈钢含有约 17% 的铬(铬含量范围为 ±1%)和 9% 的镍(镍含量范围为 ±1%)。

镍的添加使这类不锈钢区别于铁素体不锈钢,提高了耐腐蚀性并保持了奥氏体组织。该类不锈钢的某些牌号

含有额外的铬和镍,以提高高温下的抗氧化性,使其适用于高炉部件。奥氏体不锈钢的耐腐蚀性优于铁素体不锈钢。在机械性能方面,奥氏体不锈钢的屈服强度与铁素体不锈钢相似。

然而,奥氏体不锈钢具有更高的抗拉强度和延伸率,因此非常易于成形。这类不锈钢不具有磁性。

(退火状态下)例如 304、316L、321 和 301 牌号。应用包括锅、勺子和托盘。

马氏体不锈钢的铬含量约为 11.5% 至 18%。这类不锈钢含碳量适中,且可进行硬化处理。它们具有极高的屈服强度和抗拉强度,但延伸率较低。例如:420 牌号。应用领域包括切削工具和刀具。

双相不锈钢的合金组织由奥氏体和铁素体组成,铬含量约为 21% 至 28%,镍含量约为 3% 至 7.5%。这类钢材具有高屈服强度和高延伸率。因此,它们兼具高强度和高延展性,例如 2304、2205 和 2507 牌号。

沉淀硬化不锈钢的铬含量约为 15% 至 18%,镍含量约为 3% 至 8%。这类钢材可进行硬化处理,因此适用于制造轴、

泵和阀头。该组成绩的例子包括 PH13-9Mo 和 AM-350。

 

合金元素的影响

碳 (Carbon)

碳 (C) 存在于不锈钢中,通常不超过 0.15%(马氏体不锈钢除外)。低碳不锈钢可提高抗晶间腐蚀性能、改善冷成形性能并增强焊接性能。大多数不锈钢的碳含量在两个范围内:0.02% (≤0.03%) 和 0.07% (0.04-0.15%)。此外,在不锈钢中添加钛或铌有助于与碳结合,并赋予其上述三种性能。

0.02% 碳不锈钢:字母“L”标记的不锈钢牌号将碳含量控制在 0.03% 以下,与碳含量更高的牌号相比,具有更好的焊接性能、抗晶间腐蚀性能和更高的冷成形性能。

铬 (Chromium)

铬 (Cr) 可提高不锈钢在一般大气条件下的耐腐蚀性。不锈钢中铬的含量至少为 10.5%。然而,为了确保不锈钢中铬的分布均匀且含量至少达到 10.5%,通常会使用略高的浓度。大多数不锈钢的铬含量在两个范围内:12%(10.5-14.0%)和 17%(16.0-24.0%)。铬含量超过 30% 会使钢材变脆。

镍 (Nickel)

镍 (Ni) 可以提高钢材在酸性溶液中的抗缝隙腐蚀性能,改善冷成型性能,并增强焊接性能。大多数不锈钢……

镍的含量在两个范围内:0%(钢材中仅含有少量镍)和 9%(6.0-15.0%)。

钼 (Molybdenum)

钼 (Mo) 可以增强铬的耐腐蚀性,尤其是在酸性腐蚀条件下,同时也能提高钢材的抗氯化物腐蚀性能。

大多数不锈钢中钼的含量分为两个范围:0%(钢中仅含有少量钼)和 2%(1.0-3.0%)。

钛 (Ti) 或铌 (Nb)

钛 (Ti) 或铌 (Nb) 可提高抗晶间腐蚀性能。这两种化合物都能防止碳化铬的形成。

此外,钛和铌还能改善冷成形性和焊接性。

不锈钢的各种表面处理方式。

不锈钢的选择和使用。

不锈钢的耐腐蚀性、成形性和焊接性可分为以下几个等级:

耐腐蚀性

缓和             例如,接触清洁的水或乡村的空气。

好的            例如工业用水、城市大气和弱酸。

非常好        海水,海洋大气,酸性极强。

可塑性

缓和             通用用途。

好的             可以伸长。

非常好         深画 (Deep drawing)

焊接能力

缓和             不需要焊接的工作。

好的             它可以用于不存在晶界腐蚀风险的焊接应用中。

非常好         在存在晶间腐蚀风险的应用中,它可以进行焊接。