通俗地說,,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,,實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,,又有耐酸性(耐蝕性),。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的,。試驗表明,,鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中,,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,,當(dāng)鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發(fā)生突變,,即從易生銹到不易生銹,,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多,。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類,,有馬氏體型、奧氏體型,、鐵素體和雙相不銹鋼,;按主要化學(xué)成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統(tǒng),;按用途分則有耐硝酸不銹鋼,、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等,,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼,、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等,;按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼,、低溫不銹鋼,、高強度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性,、成型性,、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強韌性等系列特點,所以在重工業(yè)、輕工業(yè),、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中獲取得廣泛的應(yīng)用,。
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(wěn)定的奧氏體組織,。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr,、Ni含量并加入Mo、Cu,、Si,、Nb、Ti等元素發(fā)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(zhì)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于0.03%或含Ti,、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能,。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性,。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用,。
鐵素體不銹鋼
在使用狀態(tài)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(jié)構(gòu),。這類鋼一般不含鎳,,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,,這類鋼具導(dǎo)熱系數(shù)大,,膨脹系數(shù)小、抗氧化性好,、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點,,多用于制造耐大氣、水蒸氣,、水及氧化性酸腐蝕的零部件,。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點,,因而限制了它的應(yīng)用,。爐外精煉技術(shù)(AOD或VOD)的應(yīng)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(yīng)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一半的不銹鋼。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(dǎo)熱系數(shù)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(yīng)力腐蝕有明顯提高,。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能,,也是一種節(jié)鎳不銹鋼。
馬氏體不銹鋼
通過熱處理可以調(diào)整其力學(xué)性能的不銹鋼,,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等,。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,,主要用于蒸汽輪機葉片,、餐具、外科手術(shù)器械,。根據(jù)化學(xué)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(jù)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)沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
代表鋼號,、化學(xué)成分,、室溫力學(xué)性能:
馬氏體不銹鋼的代表鋼號為1Cr13、2Cr13,、3Cr13,、4Cr13等,鐵素體不銹鋼的代表鋼號為1Cr17,、1Cr17Ti,、 1Cr25等,奧氏體不銹鋼的代表鋼號為1Cr18Ni9Ti,、0Cr18Ni9(304),、00Cr18Ni9Ti(304L)、 0Cr17Ni12Mo2(316),、00Cr17Ni14Mo2(316L),、0Cr18Ni11Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347) 等,,雙相不銹鋼的代表鋼號為00Cr26Ni7Mo2Ti等,。
為了清楚,將它們列表來說明見表1,、表2,、表3。
表1國內(nèi)不銹鋼標準鋼號對照表
中國 | 日本 | 美國 | 英國 | 德國 | 法國 | 前蘇聯(lián) |
GB1220-92 GB3280-92 | JIS | AISI UNS | BS970 BS1449 | DIN17440 DIN17224 | NFA35-575 NFA35-576 | ГОСТ 5632 |
| | | | | | |
0Cr13 | SUS410S | S410 | | | | |
1Cr13 | SUS410 | 410 | 410S21 | X7Cr13 | Z6C13 | 08X13 |
2Cr13 | SUS420J1 | 420J1 | 420S29 | X20Cr13 | Z20C13 | 20x13 |
1Cr17 | SUS430 | 430 | | | | |
7Cr17 | SUS440A | 440A | | | | |
9Cr18 | SUS440C | 440C | | X105CrMo17 | Z100CD17 | 95X18 |
0Cr18Ni9 | SUS304 | 304 | 304S15 | X5CrNi189 | Z6CN18.09 | 08X18H10 |
00Cr18Ni9 | SUS304L | 304L | 304S12 | X2CrNi189 | Z2CN18.09 | 03X18H11 |
0Cr17Ni12Mo2 | SUS316 | 316 | 316S16 | X5CrNiMo1812 | Z6CND17.12 | |
00Cr17Ni14Mo2 | SUS316L | 316L | 316S12 | X2CrNiMo1812 | Z2CND17.12 | 03X17H14M2 |
0Cr18Ni11Ti | SUS321 | 321 | | X10CrNiTi189 | Z6CNT18.10 | 08X18H10T |
0Cr18Ni11Nb | SUS347 | 347 | 347S17 | X10CrNiNb189 | Z6CNNb18.10 | 08X18H12F |
表2馬氏體,、鐵素體,、奧氏體、雙相不銹鋼的化學(xué)成分
鋼號 | C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Ti | Nb | S | P |
2Cr18Ni9 | 0.12-0.22 | ≤1.0 | ≤2.0 | 17-19 | 8-11 | | | | ≤0.03 | ≤0.035 |
1Cr18Ni9(304) | ≤0.015 | ≤1.0 | ≤2.0 | 17-19 | 8-10 | | | | ≤0.03 | ≤0.035 |
0Cr18Ni9(304L) | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤2.0 | 17-19 | 8-11 | | | | ≤0.03 | ≤0.035 |
1Cr18Ni9Ti | ≤0.12 | ≤1.0 | ≤2.0 | 17-19 | 8-11 | | 5×(C-0.02~0.8) | | ≤0.03 | ≤0.035 |
0Cr18Ni9Ti(321) | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤2.0 | 17-19 | 8-11 | | 5×C%~0.7 | | ≤0.03 | ≤0.035 |
0Cr18Ni11Nb(347) | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤2.0 | 17-19 | 9-12 | | | ≤10×C% | ≤0.03 | ≤0.035 |
0Cr17Ni12Mo2(316) | ≤0.08 | ≤1.0 | ≤2.0 | 16-19 | 11-15 | 1.8-2.5 | 5×C%~0.7 | | ≤0.03 | ≤0.035 |
00Cr26NiMo2Ti(雙相) | ≤0.03 | 0.4-0.8 | ≤1.5 | 25-27 | 6.5-7.5 | 1.5-2.5 | 0.3-0.5 | | ≤0.03 | ≤0.035 |
1Cr13(410) | ≤0.15 | ≤1.0 | ≤1.0 | 11.5-13.5 | | | | | ≤0.03 | ≤0.035 |
2Cr13(420) | 0.16-0.25 | ≤1.0 | ≤1.0 | 12-14 | | | | | ≤0.03 | ≤0.035 |
3Cr13 | 0.26-0.35 | ≤1.0 | ≤1.0 | 12-14 | | | | | | ≤0.03 |
4Cr13 | 0.36-0.45 | ≤1.0 | ≤1.0 | 12-14 | | | | | | ≤0.03 |
1Cr17(430) | ≤0.12 | ≤0.8 | ≤0.8 | 16-18 | | | | | | ≤0.03 |
1Cr17Ti | ≤0.12 | ≤0.8 | ≤0.8 | 16-18 | | | 5×C%~0.8 | | | ≤0.03 |
0Cr17Ti | ≤0.08 | ≤0.8 | ≤0.8 | 16-18 | | | 5×C%~0.8 | | | ≤0.03 |
1Cr25Ti | ≤0.12 | ≤1.0 | ≤0.8 | 20-27 | | | 5×C%~0.8 | | | ≤0.03 |
表3馬氏體,、鐵素體,、奧氏體和雙相不銹鋼的室溫力學(xué)性能
鋼號 | 熱處理制度 | σbMpa | σsMpa | δ(%) | ψ(%) |
2Cr18Ni9 | 1100-1150oC水冷 | 568 | 216 | 40 | 55 |
1Cr18Ni9 | 1100-1150oC水冷 | 539 | 196 | 45 | 50 |
1100oC水冷 | 540-706 | 201-382 | 48.8-69 | 59.5-81 |
0Cr18Ni9(304) | 1080-1130oC水冷 | 490 | 196 | 45 | 60 |
1Cr18Ni9Ti | 920-1150oC水冷 | 540 | 205 | 40 | 45 |
1100oC水冷 | 541-790 | 196-510 | 40-81 | 55-79.5 |
0Cr18Ni9Ti(321) | 950-1050oC水冷 | 541 | 196 | 40 | 55 |
1100oC水冷 | 554-653 | 245-328 | 46-62 | 57.2-78.3 |
00Cr18Ni10 | 1050-1100oC水冷 | 480 | 177 | 40 | 60 |
1100oC水冷 | 510-745 | 196-490 | 45-68.5 | 68-81.5 |
0Cr18Ni11Nb | 900-1100oC水冷 | 520 | 205 | 40 | 50 |
1100oC水冷 | 539-632 | 235-304 | 40-57 | 63.5-75.5 |
1Cr18Ni12Mo2Ti | 1000-1100oC水冷 | 530 | 205 | 40 | 55 |
00Cr18Ni17Mo2Ti | 1000-1100oC水冷 | 539-767 | 216-414 | 41.2-67 | 55-77.5 |
00Cr17Ni4Mo2Ti | 1010-1150oC水冷 | 480 | 177 | 40 | 60 |
1050oC水冷 | 260 | 578 | 54 | 60 |
0Cr17Ni14Mo2(316L) | 1010-1050oC水冷 | 480 | 177 | 40 | 60 |
1050oC水冷 | 265 | 578 | 54 | 76 |
1100oC水冷 | 230-225 | 505-554 | 56-63.5 | 76-81 |
00Cr26Ni7Mo2Ti | 1080oC水冷 | 674 | 544 | 29.6 | 66.8 |
1Cr13(410) | 1000-1050oC淬火(油,、水冷)700-790oC回火(油、水,、空冷) | 588 | 412 | 20 | 60 |
2Cr13(420) | 1000-1050oC淬火(油,、水冷)660-770oC回火(油、水,、空冷) | 647 | 441 | 16 | 55 |
1Cr17(430) | 750-800oC空冷 | 450 | 205 | 22 | 50 |