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不锈钢铝合金材料及表面处理工艺模板.doc

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资源描述

1、不锈钢和铝合金知识不锈钢(Stainless Steel)指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀钢,又称不锈耐酸钢。不锈钢固有表面性能使用于多方面钢铁一个。实际应用中,基础合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等,以满足多种用途对不锈钢组织和性能要求。不锈钢轻易被氯离子腐蚀,因为铬、镍、氯是同位元素,同位元素会进行交换同化从而形成不锈钢腐蚀。历史起源毕业于英国谢菲尔德大学著名冶金科学家亨利布雷尔利(Harry Brearley)于20世纪早期发明了不锈钢。伴随不锈钢行业不停发展,越来越多行业和企业利用到了不锈钢,也有部分企业进入到了不锈钢行业并发展, 不锈钢发明和使用,要追

2、溯到第一次世界大战时期。英国科学家布享利布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托,研究武器改善工作。那时,士兵用步枪枪膛极易磨损,布雷尔利想发明一个不易磨损合金钢。布雷尔利发明不锈钢于19取得英国专利权并开始大量生产,至此,从垃圾堆中偶然发觉不锈钢便风靡全球,亨利布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”第一次世界大战时,英国在战场上枪支,总是因枪膛磨损不堪使用而运回后方。军工生产部门命令研制高强度耐磨合金钢布雷尔利,专门研究处理枪膛磨损问题。布雷尔利和 其助手搜集了中国外生产多种型号钢材,多种不一样性质合金钢,在多种不一样性质机械上进行性能试验,然后选择出较为适用钢材制成枪枝。一天,她们实 验了一个含大量铬国产

3、合金钢,经耐磨试验后,查明这种合金并不耐磨,说明这不能制造枪支,于是,她们统计下试验结果,往墙角一扔了事。多个月后一天, 一位助手拿着一块锃光瓦亮钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说:“先生,这是我在清理仓库时发觉毛拉先生送来合金钢,您是否试验一下,看它到底有什么特殊作用!”“好!”布雷尔利看着光亮刺眼钢材,快乐地说。试验结果证实:它是一块不怕酸、碱、盐不锈钢。这种不锈钢是德国毛拉在19发明,然而,毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途。布雷尔利心里盘算道:“这种不耐磨却耐腐蚀钢材,不能制枪枝,是否能够做餐具呢?”她说干就干,动手作制了不锈钢水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等。2关键分类不锈钢常按组织状态分为:

4、马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成份分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。不锈钢3铁素体不锈钢含铬12%30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量增加而提升,耐氯化物应力腐蚀性能优于其它种类不锈钢,属于这一类有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能和抗氧化性能均比很好,但机械性能和工艺性能较差,多用于受力不大耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵御大气、硝酸及盐水溶液腐蚀,并含有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作零件,如燃

5、气轮机零件等。title4化学成份不锈钢耐蚀性随含碳量 增加而降低,所以,大多数不锈钢含碳量均较低,最大不超出1.2%,有些钢c(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。不锈钢中关键合 金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达成一定值时,钢才有耐蚀性。所以,不锈钢通常Cr(铬)含量最少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、 N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。5奥氏体不锈钢title含铬大于18%,还含有 8%左右镍及少许钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多个介质腐蚀。奥氏体不锈钢常见牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。 0Cr19Ni9钢Wc0.08%,钢号中标识为“0”。这

6、类钢中含有大量Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢含有良好塑性、韧 性、焊接性、耐蚀性能和无磁或弱磁性,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均很好,用来制作耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸设备零件等,另 外还可用作不锈钢钟表饰品主体材料。奥氏体不锈钢通常采取固溶处理,立即钢加热至10501150,然后水冷或风冷,以取得单相奥氏体组织。奥氏体 - 铁素体双相不锈钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢优点,并含有超塑性。 奥氏体和铁素体组织各约占二分之一不锈钢。在含C较低情况下,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

7、氏体和铁素体不锈钢特点,和铁素体相比,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升,同时还保 持有铁素体不锈钢475脆性和导热系数高,含有超塑性等特点。和奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有显著提升。双相不锈钢含有优良耐孔蚀性能,也是一个节镍不锈钢。沉淀硬化不锈钢title基体为奥氏体或马氏体组织,沉淀硬化不锈钢常见牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能经过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬(强)化不锈钢。马氏体不锈钢强度高,但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢常见牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故含有较高强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于

8、力学性能要求较高、耐蚀性能要求通常部分零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用。铸造、冲压后需退火。6品质特征各产品因为用途不一样,其加工工艺和原料品质要求也不一样。材质DDQ(deep drawing quality)材:是指用于深拉(冲)用途材料,也就是大家所说软料,这种材料 关键特点是延伸率较高(53%),硬度较低(170%),内部晶粒等级在7.08.0之间,深冲性能极佳。很多生产保温瓶、锅类企业,其产品加 工比(BLANKING SIZE/制品直径)通常全部比较高,它们加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304DDQ用材关键就是用于这些

9、要求较高加工比 产品,当然加工比超出2.0产品通常全部需经过几道次拉伸才能完成。假如原料延伸方面达不到话,在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿现象,影响 成品合格率,当然也就加大了厂家成本;通常材:关键用于除了DDQ用途外材料,这种材料特点是延伸率相对较低(45%),而硬度相对较高 (180),内部晶粒度等级在8.09.0间,和DDQ用材比较,它深冲性能相对稍差,它关键用于不需伸拉就能得到制品,象一类餐具勺、匙、 叉、电器用具、钢管用途等。但它和DDQ材相比有一个优点,就是BQ性相对很好,这关键是因为它硬度稍高缘故。表面品质不锈钢薄板是一个价格不高材料,不过用户对它表面质量要求很高。不锈薄板

10、在 生产过程中不可避免会出现多种缺点,如划伤、麻点、沙孔、暗线、折痕、污染等,从而其表面质量,象划伤、折痕等这些缺点是高级材不许可出现,而麻点、沙 孔这种缺点在勺、匙、叉、制作时也是决不许可,因为抛光时极难抛掉它。我们依据表面多种缺点出现程度和频率,来确定其表质量等级,从而来确定产品等 级。(见表:)厚度公差一 般来说不锈钢制品不一样,其要求原料厚度公差也各不相同,象二类餐具和保温杯等,厚度公差通常要求较高,为-35%,而一类餐具厚度公差通常要求 -5%,钢管类要求-10%,宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%,经销商对厚度公差要求通常在-4%6%间。同时产品内外销不一样也会造成用户对原 料厚度

11、公差要求不一样。通常出口产品用户厚度公差要求较高,而内销企业对厚度公差要求相对较低(大多出于成本方面考虑),部分用户甚至要求-15%。焊接性产品用途不一样对焊接性能要求也各不相同。一类餐具对焊接性能通常不做要求,甚至包含部分锅类企业。不过绝大多数产品全部需要原料焊接性能好,像二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。耐腐蚀性绝 大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,像一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验:用NACL水溶液加温到沸腾,一段 时间后倒掉溶液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意:产品抛光时,因砂布或砂纸中含有Fe成份,会造成测试时表面出现锈

12、斑)抛光性能当今社会不锈钢制品在生产时通常全部经过抛光这一工序,只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。所以这就要求原料抛光性能很好。影响抛光性能原因关键有以下几点:原料表面缺点。如划伤、麻点、过酸洗等。原料材责问题。硬度太低,抛光时就不易抛亮(BQ性不好),而且硬度太低,在深拉伸时表面易出现桔皮现象,从而影响BQ性。硬度高BQ性相对就好。经过深拉伸制品,变形量极大区域表面也会出小黑点和RIDGING,从而影响BQ性。7耐热性能耐热性能是指高温下不锈钢仍能保持其优良物理机械性能。碳影响:碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳。定奥氏体且扩大奥氏体区元素。碳形成奥氏体能力约为镍30倍,碳是一个间

13、隙元素,经过固溶强化可显著提升奥氏体不锈钢强度。碳还可提升奥氏体不锈钢在高浓氯化物(如42%MgCl2沸腾溶液)中耐应力耐腐蚀性能。不过,在奥氏体不锈钢中,碳常常被视为有害元素,这关键是因为在不锈钢耐蚀用途中部分条件下(比如焊接或经 450850加热),碳可和钢中铬形成高铬Cr23C6型碳化合物从而造成局部铬贫化,使钢耐蚀性尤其是耐晶间腐蚀性能下降。所以。60年代 以来新发展铬镍奥氏体不锈钢大全部是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型,能够知道伴随碳含量降低,钢晶间腐蚀敏感性降低,当碳含量低于 0.02%才含有最显著效果,部分试验珠光还指出,碳还会增大铬奥氏体不锈钢点腐蚀分倾向。因为碳有害

14、作用,不仅在奥氏体不锈钢冶炼过和中应按要求 控制尽可能低碳含量,而且在随即热,冷加工和热处理等过程中也在预防不锈钢表面增碳,且免铬碳化物析出。8发展过程中国不锈钢产 业发展进步较晚,建国以来到改革开放前,中国不锈钢需求关键是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后,国民经济快速发展,人民生活水平显著提升,拉 动了不锈钢需求。进入上世纪90年代后,中国不锈钢产业进入快速发展期,不锈钢需求增速远高于全球水平。1990年以来,全球不锈钢表观消费量以年均 6%速度增加,而90年代间,中国不锈钢表观消费量是世界年均增加率2.9倍。进入二十一世纪,中国不锈钢产业高速增加。依据-中国不锈钢行业市场前瞻和投资战略

15、计划分析汇报数据统计,中国不锈钢消费量年平均增加率在21.17%以上。其中,中国不锈钢表观消费量达成205万吨,超出美国成为世界第一不锈钢消费大国。,中国不锈钢表观消费量达成624.00万吨,同比下降5.17%。11月份,中国不锈钢产量增加了11.1%至1250万吨。生产不锈钢制品33.68万吨,同比增加65.25%。其中广东省是中国不锈钢制品关键生产基地,其产量达183.7万吨,同比增加41.76%,占全国总产量78.62%。不锈钢是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优钢材表面处理方法。伴随西部大开发战略实施,西电东送、西气东输、南水北调、三峡工程、农网及城市电网二网改造等项目标深入展开,中

16、国热镀锌行业已进入新一轮高速发展阶段。中国不锈钢行业原材料中铬镍在国外是供大于求,而在中国是供不应求情况;不锈钢则是产能过剩,供大于求,盈利空 间波动频繁。伴随不锈钢行业竞争不停加剧,大型不锈钢生产企业间并购整合和资本运作日趋频繁,中国优异不锈钢生产企业愈来愈重视对行业市场研究,特 别是对企业发展环境和用户需求趋势改变深入研究。正因为如此,一大批中国优异不锈钢品牌快速崛起,逐步成为不锈钢行业中翘楚!9牌号分组沉淀硬化型不锈钢。含有很好成形性能和良好焊接性,可作为超高强度材料在核工业、航空和航天工业中应用。按成份可分为Cr系(400系列)、CrNi系(300系列)、CrMnNi(200系列)、耐

17、热铬合金钢(500系列)及析出硬化系(600系列)。200系列:铬-锰-镍 华业不锈钢201,202等:以锰代镍,耐腐蚀性比较差,中国广泛用作300系列廉价替换品300系列:铬-镍 奥氏体不锈钢301:延展性好,用于成型产品。也可经过机械加工使其快速硬化。焊接性好。抗磨性和疲惫强度优于304不锈钢。302:耐腐蚀性同304,因为含碳相对要高所以强度愈加好。303:经过添加少许硫、磷使其较304更易切削加工。304:通用型号;即18/8不锈钢。产品如:耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。标准成份是 18 % 铬加 8 % 镍。为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构不锈钢。GB牌号为0

18、Cr18Ni9。304 L:和 304 相同特征,但低碳故更耐蚀、易热处理,但机械性较差 适用焊接及不易热处理之产品。304 N:和 304 相同特征,是一个含氮不锈钢,加氮是为了提升钢强度。309:较之304有愈加好耐温性,耐温高达980。309 S:具多量铬、镍,故耐热、抗氧化性佳,产品如:热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。310:高温耐氧化性能优异,最高使用温度1200。316:继304以后,第二个得到最广泛应用钢种,关键用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材,添加钼 元素使其取得一个抗腐蚀特殊结构。因为较之304其含有愈加好抗氯化物腐蚀能力所以也作“船用钢”来使用。SS316则通

19、常见于核燃料回收装置。 18/10级不锈钢通常也符合这个应用等级。316 L:低碳故更耐蚀、易热处理,产品如:化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。321:除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀风险之外,其它性能类似304。347:添加安定化元素铌,适于焊接 航空器具零件及化学设备。400系列:铁素体和马氏体不锈钢,无锰,一定程度上可替换304不锈钢408:耐热性好,弱抗腐蚀性,11%Cr,8%Ni。409:最廉价型号(英美),通常见作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。416:添加了硫改善了材料加工性能。420:“刃具级”马氏体钢,类似布

20、氏高铬钢这种最早不锈钢。也用于外科手术刀具,能够做很光亮。430:铁素体不锈钢,装饰用,比如用于汽车饰品。良好成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。440:高强度刃具钢,含碳稍高,经过合适热处理后能够取得较高屈服强度,硬度能够达成58HRC,属于最硬不锈钢之列。最常见应用例子就是“剃须刀片”。常见型号有 三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。500系列:耐热铬合金钢。600系列:马氏体沉淀硬化不锈钢。10耐腐蚀性当钢中铬量原子数量不低于12.5%时,可使钢电极电位发生突变,由负电位升到正电极电位。阻止电化学腐蚀。11生锈原因不锈钢是靠其表面形成一层极薄而又坚固细密稳定富铬

21、氧化膜(防护膜)。预防氧原子继续渗透继续氧化,而取得抗锈蚀能力。一旦有某种原因,这种薄膜受到不停破坏,空气或液体中氧原子就会不停地析离出来,形成疏松氧化铁,金属表面也就受到不停锈蚀。现在中国很多厂家处于成本考虑,在不锈钢中降低了铬、镍,增加了锰含量。教授认为,不锈钢之所以能不锈,就是因为有铬和镍存在,降低这两种成份含量会降低防锈性能。使用环境中存在氯离子氯离子广泛存在,比如食盐/汗迹/海水/海风/土壤等等。不锈钢在氯离子存在下环境中,腐蚀很快,甚至超出一般 低碳钢。所以对不锈钢使用环境有要求,而且需要常常擦拭,除去灰尘,保持清洁干燥。(这么就能够给她定个“使用不妥”。) 美国有一个例子:某企业

22、用一橡木容器盛装某含氯离子溶液,该容器已使用近百余年,上个世纪九十年代计划更换,因橡木材料不够现代,采取不锈钢更换后16 天容器因腐蚀泄漏。没有经过固溶处理合金元素没有溶入基体,致使基体组织合金含量低,抗蚀性能差。天生晶间腐蚀这种不含钛和铌材料有晶间腐蚀倾向。加入钛和铌,再配以稳定处理,能够降低晶间腐蚀。在空气中或化学腐蚀介质中 能够抵御腐蚀一个高合金钢,不锈钢是含有美观表面和耐腐蚀性能好,无须经过镀色等表面处理,而发挥不锈钢所固有表面性能,使用于多方面钢铁一 种,通常称为不锈钢。代表性能有13铬钢,18-8铬镍钢等高合金钢。从金相学角度分析,因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄铬膜,这个膜隔离开

23、和钢内 侵入氧气起耐腐蚀作用。为了保持不锈钢所固有耐腐蚀性,钢必需含有12%以上铬。用于需要焊接场所。较低碳含量使得在靠近焊缝热影响区中所 析出碳化物减至最少,而碳化物析出可能造成不锈钢在一些环境中产生晶间腐蚀12抗菌作用经 权威单位检测,抗菌不锈钢对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌杀灭率均在99%以上,对其它细菌如白念珠菌、枯黑菌等也有显著杀灭作用,显示了优良广谱抗菌 性和抗菌持久性。国家药品和生物制品检验所检测表明,抗菌不锈钢在毒性和人体安全性方面完全符合国家技术标准。在给予不锈钢抗菌特征同时,材料力 学、耐蚀、冷热加工、焊接等性能和原有不锈钢相当。应用抗菌不锈钢研制成功,为抗菌制品发展提供了宽广

24、空间。抗菌不锈钢产品发展潜力巨大,市场前景极为宽广。当今社会已经有中国多家厂商对抗菌不锈钢表示了浓厚爱好,课题组正主动寻求支持进行中试,争取早日使该项结果转化为商品。13关键类型“不 锈钢”一词不仅仅是单纯指一个不锈钢,而是表示一百多个工业不锈钢,所开发每种不锈钢全部在其特定应用领域含有良好性能。成功关键首先是要搞清用 途,然后再确定正确钢种。相关不锈钢深入具体情况可参见由NiDI编制不锈钢指南软盘。幸而和建筑结构应用领域相关钢种通常只有六种。它们 全部含有1722%铬,很好钢种还含有镍。添加钼可深入改善大气腐蚀性,尤其是耐含氯化物大气腐蚀不锈钢产品。14经典用途大 多数使用要求是长久保持建筑

25、物原有外貌。在确定要选择不锈钢类型时,关键考虑是所要求审美标准、所在地大气腐蚀性和要采取清理制度。然 而,其它应用越来越多只是寻求结构完整性或不透水性。比如,工业建筑屋顶和侧墙。在这些应用中,物主建造成本可能比审美更为关键,表面不很洁净也 能够。在干燥室内环境中使用304不锈钢效果相当好。不过,在乡村和城市要想在户外保持其外观,就需常常进行清洗。在污染严重工业区和沿海地域,表面会很脏,甚至产生锈蚀。但要取得户外环境中审美效果,就需采取含镍不锈钢。所以,304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途,但在侵蚀性严重工业或海洋大气中,最好采取316不锈钢。不锈钢拉门有 多个设计准则中包含了30

26、4和316不锈钢。因为双相不锈钢2205已把良好耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体,所以,欧洲准则中也包 括了这种钢。产品形状,实际上,不锈钢是以全标准金属形状和尺寸生产制造,而且还有很多特殊形状。最常见产品是用薄板和带钢制成,也用中厚板生产 特殊产品,比如,生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式产品,包含型材、棒材、线材和铸件。十、表面状态正如后面将谈到,为了满足建筑师们美学要求,已开发出了多个不一样商用表面加工。15标识方法钢编号和表示方法用国际化学元素符号和该国符号来表示化学成份,用阿拉伯字母来表示成份含量:如:中国、俄

27、国 12CrNi3用固定位数数字来表示钢类系列或数字;如:美国、日本、300系、400系、200系;用拉丁字母和次序组成序号,只表示用途。中国编号规则采取元素符号用途、汉语拼音,平炉钢:P、 沸腾钢:F、 镇静钢:B、甲类钢:A、T8:特8、GCr15:滚珠合金钢、弹簧钢,如:20CrMnTi 60SiMn、(用万分之几表示C含量)不锈钢、合金工具钢(用千分之几表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即0.1%C),不锈 C0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C0.03% 如00Cr17Ni13Mo国际不锈钢标示方法美国钢铁学会是用三位数字来标示多种标准级可锻不锈钢。其中:奥氏体型不锈

28、钢用200和300系列数字标示,比如,一些较一般奥氏体不锈钢是以201、 304、 316和310为标识。铁素体和马氏体型不锈钢用400系列数字表示。铁素体不锈钢是以430和446为标识,马氏体不锈钢 是以410、420和440C为标识,双相(奥氏体铁素体),不锈钢、沉淀硬化不锈钢和含铁量低于50%高合金通常是采取专利名称或商标命名。4)标准分类和分级4-1分级分类:国家标准GB 行业标准YB 地方标准 企业标准Q/CB4-2 分类:产品标准 包装标准 方法标准 基础标准4-3 标准水平(分三级):Y级:国际优异水平 I级:国际通常水平 H级:中国优异水平4-4国家标准GB1220-84 不锈

29、棒材(I级) GB4241-84 不锈焊接盘园(H级)GB4356-84 不锈焊接盘园(I级) GB1270-80 不锈管材(I级)GB12771-91 不锈焊管(Y级) GB3280-84 不锈冷板(I级)GB4237-84 不锈热板(I级) GB4239-91 不锈冷带(I级)损伤维护不锈钢为何会损伤裸露在腐蚀环境中金属表面发生电化反应或化学反应,均匀受到腐蚀。不锈钢表面钝化膜之中耐腐蚀能力弱部位,因为自激反应而形成点蚀反应,生成小孔,再加上有氯离子靠近,形成很强腐蚀性溶液,加速腐蚀反应速度。还有不锈钢内部晶间腐蚀开裂,全部这些,对不锈钢表面钝化膜全部发生破坏作用。所以,对不锈钢表面必需进

30、行定时清洁保养,以保持其华丽表面及延长使用寿命。清洗不锈钢表面时必需注意不发生表面划伤现象,避免使用漂白成份和研磨剂洗涤液,钢丝球、研磨工具等,为除掉洗涤液,洗涤完成后再用洁净水冲洗表面。粉尘制作常常是在有粉尘场地进行,空气中常带有很多粉尘,它们不停地落在设备表面。它们能够用水或碱性溶液去除掉。不过,有附着力尘垢需要高压水或蒸气进行清理。浮铁粉或嵌入铁在任何表面上,游离铁全部会生锈并使不锈钢产生腐蚀。所以,必需清除。浮粉通常可随粉尘一起清除掉。有些粘着力很强,必需按嵌入铁处理。除粉尘外,表面铁起源很多,其中包含用一般碳钢钢丝刷清理和用以前在普碳钢,低合金钢或铸铁件上使用过砂子、玻璃珠或其它磨料

31、进行喷丸处理,或在不锈钢部件及设备周围对前面提到非不锈钢制品进 行修磨。在下料或吊过过程中假如不对不锈钢采取保护方法,钢丝绳、吊具和工作台面上铁很轻易嵌入或玷污表面。订货要求和制作后检验能够预防并发觉游离铁 存在,ASTM标准A3803要求了检验不锈钢表面铁或钢微粒铁锈试验法。当要求绝对不能有铁存在时候,应该使用这种检验方法。假如结果令人满 意,应用洁净纯水或硝酸对 表面进行洗涤,直到深蓝色完全消失。正如标准A3803指出假如铁锈试验溶液不能全部清除洁净,不推荐在设备工艺表面,即用来生产人类消费品直 接接触表面采取这种试验方法。比较简单试验方法是在水中暴露12二十四小时,检验是否有锈斑。这种试

32、验灵敏性差,而且耗时。这些全部是检测试验,不是清理 方法。假如发觉有铁存在,必需用后面介绍化学和电化学方法进行清理。划痕为 了预防工艺润滑剂或生成物和/或污物积留,必需对划痕和其它粗糙表面进行机械清理通常全部是用不锈钢专用抛光机去除。假如在焊接或修磨过程中不锈钢在空气中 被加热到一定高温,焊缝两侧、焊缝下表面和底部全部会出现铬氧化物热回火色。热回火色比氧化保护膜薄,而且显著可见。颜色决定于厚度,可呈见彩虹色、蓝 色、紫色到淡黄色和棕色。较厚氧化物通常为黑色。它是因为在高温或长时间在较高度下停留所致。当出现任何一个这类氧化层时,金属表面铬含量全部会降低, 造成这些区域耐腐蚀性降低。在这种情况下,

33、不仅要消除热回火色和其它氧化层,还应对它们下面贫铬金属层进行清理。锈斑制作前或制作过程中有时会看到不锈钢产品或设备上生锈,这说明表面受到严重污染。设备投入使用前必需把锈清除掉,根本清理过表面应经过铁试验和/或水试验进行检验。粗糙研磨和机加工研磨和机加工全部会造成表面粗糙,留有凹槽,重合和毛刺等缺点。每种缺点也可能使金属表面损伤到一定深度,以至于受损伤金属表面无法经过酸洗,电抛光或喷丸(如干喷砂,磨料用玻璃珠)等方法清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物起源地,重焊前清理焊缝缺点或清除多出焊缝加强高全部不能用粗磨进行研磨。对后一个情况,应再用细磨料研磨。焊接引弧斑痕焊工在金属表面引弧时,会

34、造成表面粗糙缺点。保护膜受损,留下潜在腐蚀源。焊工应在已经焊好焊道上或在焊缝接头侧边引弧。然后将引弧痕迹熔入焊缝中。焊接飞溅焊接飞溅和焊接工艺有很大关系。比如:GTAM(气体保护钨极电弧焊) 或TIG(惰性气体保护钨极焊)没有飞溅。不过,采取GMAW(气体保护金属电弧焊)和FCAW(带焊剂芯电弧焊)两种焊接工艺时假如焊接参数使用不妥 会造成大量飞溅。出现这种情况时,必需调整参数。假如要处理焊接飞溅问题,焊接前应在接头每一边涂上防溅剂,这么能够消除飞溅物附着力。焊完后能够 很轻易地将这种防溅剂及多种飞溅物清理掉,可不损伤表面或带来轻微损伤。焊剂利用焊剂进行焊接工艺有手工焊,带焊剂芯电弧焊和埋弧焊

35、,这些焊接工艺全部会在表面留下细小焊剂颗粒,一般清理方法无法将它们清除掉。这此颗粒将是缝隙腐蚀腐蚀源,必需采取机械清理方法去除这些残留焊剂。焊接缺点焊接缺点如:咬边、未焊透、密集气孔和裂纹不仅降低接头牢靠性,而且还会成为缝隙腐蚀腐蚀源。改善这种结果进行清理操作时,它们还会夹带固体颗粒。这些缺点可经过重新焊接或修磨后重焊进行修补。油和油脂有 机物质如:油,油脂甚至指印全部会成为局部腐蚀腐蚀源。因为这些物质能起屏障作用,它们会影响化学和电化学清理效果,所以必需根本清理掉。ASTM A380有一个简单断水(WATERBREAK)试验检测有机污染物。试验时,从垂直表面顶部浇下水,在向下流过程中水会沿着

36、有机物质周围分开。 熔剂和/或酸性化学清洗剂可清除油迹和油脂。残余粘合剂撕掉胶带和保护纸时,粘合剂总有一部分残留在不锈钢表面。假如粘全剂还没硬,能够用有机熔剂去除。不过,当曝露在光或空气中时,粘全剂变硬,形成缝隙腐蚀腐蚀源。然后需要用细磨料进行机械清理。油漆、粉笔和标识笔印这些污染物影响和油和油脂影响相同。提议用洁净刷子和 洁净水或碱性清洗剂进行洗涤,也能够使用高压水或蒸汽冲洗。在使用状态下以铁素体组织为主不锈钢。含铬量在11%30%,含有体心立方晶体结构。这 类钢通常不含镍,有时还含有少许Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐

37、大气、水 蒸气、水及氧化性酸腐蚀零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性显著降低等缺点,所以限制了它应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)应用可使 碳、氮等间隙元素大大降低,所以使这类钢取得广泛应用。16比对碳钢1、密度碳钢密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;2、电阻率电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;3、线膨胀系数大小排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;4、碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。奥氏体型不锈钢和碳钢相比,含有下

38、列特点:1)高电阻率,约为碳钢5倍。2)大线膨胀系数,比碳钢大40%,并伴随温度升高,线膨胀系数数值也对应地提升。3)低热导率,约为碳钢1/3。17用途特点不锈钢根据其组织结构分为奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、双相不锈钢、马氏体型不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。title一、奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢是不锈钢中最关键一类,其产量和用量占不锈钢总量70%。根据合金化方法,奥氏体型不锈钢可分为铬镍钢和铁铬锰钢两大类。前者以镍为奥氏体化元素,是奥氏体钢主体;后者是以锰、氮替换昂贵镍节镍钢种。总体讲,奥氏体钢耐蚀性好,有良好综协力学性能和工艺性能,但强度、硬度偏低。二、铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢含铬1

39、1%-30%,基础不含镍,是节镍钢种,在使用状态下组织结构以铁素体为主。铁素体型不锈钢强度较高,而冷加工硬化倾向较低,耐氯化物应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀性能优良,不过对晶间腐蚀敏感,低温韧性较差。三、双相不锈钢通常认为,在奥氏体基体上存在15%以上铁素体,或在铁素体基体上存在15%以上奥氏体即可称其为奥氏体+铁素体双相不锈钢。双相不锈钢兼有奥氏体钢和铁素体钢优点。四、马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢是一类能够用热处理手段调整其性能钢,其强度、硬度较高。五、沉淀硬化型不锈钢沉淀硬化型不锈钢是经过热处理手段使钢中碳化物沉淀析出,从而达成提升强度目标钢。18外界影响不管不锈钢板还是耐热钢板,奥氏

40、体型钢板综合性能最好,现有足够强度,又有极好塑性同时硬度也不高,这也是它们被广泛采取原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数其它金属材料相 似,其抗拉强度、屈服强度和硬度,伴随温度降低而提升;塑性则伴随温度降低而减小。其抗拉强度在温度1580C范围内增加是较为均匀。更关键 是:伴随温度降低,其冲击韧度降低缓慢,并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够塑性和韧性。不锈钢耐热性能耐热性能是指高温下,现有 抗氧化或耐气体介质腐蚀性能即热稳定性铬影响铬是奥氏体不锈钢中最关键合金元素, 奥氏体不锈钢不锈性和耐蚀性取得关键是因为在会质作用下,铬促进了钢钝化并使钢保持稳定钝态结果。1铬对组织影响:在奥氏

41、体不锈钢中,铬是强 烈形成并稳定铁体元素,缩小奥氏体区,伴随钢中含量增加,奥氏体不锈钢中可出现铁素体()组织,研究表明,在铬镍奥氏体不锈钢中,当碳含量为 0.1%,铬含量为18%时,为取得稳定单一奥氏体组织,所需镍含量最低,约为8%,就这一点而言,常见18Cr8Ni型铬镍奥氏体不锈钢是含铬, 镍量配比最为适宜一个。有奥氏体不锈钢中,伴随铬含量增加,部分金属间相(比如相)形成倾向增大,当钢中含有钼时,铬含含量会增加还会相等形 成,如前所述,相析出不仅显著降低钢塑性和韧性,而且在部分条件下还降低钢耐蚀性,奥氏体不锈钢中铬含量提升可使马氏体转烃温度(Ms)下 降,从而提升奥氏体基体稳定性。所以高铬(

42、比如超出20%)奥氏体不锈钢即使经过冷加工和低温处理也极难取得马氏体组织。铬是强碳化物形成元素,在奥氏体不锈钢中也不例外,奥氏体不锈钢中常见铬碳化物有Cr23C6;当钢中含有钼或铬 时,还可见到期Cr6C等碳化物,它们形成在一些条件下对钢性能会产生关键影响。2铬对性能影响:通常来主,只要奥氏体不锈钢保持完全奥氏体组织 而没有铁素体等形成,仅提升钢中铬含量不会对力学性能有显著影响,铬对奥氏体不锈钢性能影响最大是耐蚀性,关键表现为:铬提升钢耐氧化性介质和酸 性氯化物介质性能;在镍和钼和铜复合作用下,铬提升钢耐部分还原性介质,有机酸,尿素和碱介质性能;铬还提升钢耐局部腐蚀,比如晶间腐蚀。点腐蚀, 缝

43、隙腐蚀和某此条件下应力腐蚀性能。对奥氏体不锈钢晶间腐蚀敏感性影响最大原因是钢中碳含量,其它元素对晶间腐蚀作用关键视其对碳化物溶解和沉 淀行为影响而定,在奥氏体不锈钢中,铬能增大碳溶解度而降低铬贫化度,所以提升铬含量对奥氏体不锈钢耐晶间腐蚀是有益,铬很有效地改善奥氏体不 锈钢耐点腐蚀及缝隙腐蚀性能,当钢中同时有钼或钼及氮存在时,铬这种有效性大加强,即使依据研究钼耐点腐蚀及缝隙腐蚀能力为铬3倍左右,氮为铬 30倍,不过大量研究,奥氏体不锈钢中假如没有铬或铬含量较低,钼及氮耐点腐蚀和缝隙腐蚀作用便会丧失或不够显著。铬对奥氏体不锈钢耐应力腐蚀性能作用,随试验介质条件及实际使用环境而异,在MgCl2沸腾

44、溶液中,铬作用一 般是有害,不过在含Cl-和氧水介质,高温高压水和点腐蚀为起源应力腐蚀条件下,提升钢中铬含量则对耐应力腐蚀有利,同时,铬还可预防奥氏体不锈 钢及合金中因为镍含量提升而轻易出现晶间型应力腐蚀倾向,对开裂性(NaOH)应力腐蚀,铬作用也是有益,铬除对奥氏体不锈钢耐蚀性相关键影响 外,还能显著提升该类钢抗氧化,抗硫化和抗融盐腐蚀等性能。镍影响1镍对组织影响镍是强烈稳定奥氏体且扩大奥氏体相区元素,为了取得单一奥氏体组织,当钢中含有0.1%碳和18%铬时所需最 低镍含量约为8%,这便是最著名18-8铬镍奥氏体不锈钢基础分,奥氏体不锈钢中,伴随镍含量增加,残余铁素体可完全消除,并显著降低相

45、形成倾 向;同时马氏体转烃温度降低,甚至可不出现M相变,不过镍含量增加会降低碳在奥氏体不锈钢中溶解度,从而使碳化物析出倾向增强。2镍对性能影响镍对奥氏体不锈钢尤其是对铬镍奥氏体不锈钢力学性能影响,关键是由镍对奥氏体稳定性影响来决定,在钢中可能发生 马氏体转变镍含量范围内,伴随镍含量增加,钢强度降低而塑性提升,含有稳定奥氏体组织铬镍奥氏体不锈钢韧性(包含极低温韧性)很优良,所以可作 为低温钢使用,这是众所周知,对于含有稳定奥氏体组织铬锰奥氏体不锈钢,镍加入可深入改善其韧性.镍还可显著降低奥氏体不锈钢冷加工硬化倾向, 这关键是因为奥氏体稳定性增大,降低以至消除了冷加工过程中马氏体转变,同时对奥氏体

46、本身冷加工硬化作用不太显著,不锈钢冷加工硬化倾向影响,镍降 低奥氏体不锈钢冷加工硬化速率,和降低钢室温及低温强度,提升塑性作用,决定了镍含量提升有利于奥氏体不锈冷加工成形性能,提升镍含量还可降低以 至消除18-8和17-14-2型铬镍奥氏体不锈钢中铁素体,从而提升其热加工性能,不过,铁素体降低对这些钢种可焊接性不利会增大焊接热裂纹 丝倾向,另外,镍还可显著提升铬锰氮(铬锰镍氮)奥氏体不锈钢热加工性能,从而显著提升钢成材率,在奥氏体不锈钢中,镍加入和伴随镍含量提升, 造成钢热力学稳定性增加,所以奥氏体不锈钢含有愈加好不锈性和耐氧化性介质性能,且伴随镍含量增加,耐还原性介质性能深入得到改善.值得指

47、出,镍 还是提升奥氏体不锈耐很多介质穿晶型应力腐蚀唯一关键元素,在多种酸介质中镍对奥氏体不锈钢耐蚀性能影响,需要指出,在高温高压水中部分条件下,镍 含量提升造成钢和合金晶间型应力腐蚀敏感性增加,不过这种不利作用会因为钢及合金中铬含量提升而取得减轻或受到抑制.随磁卡奥氏体不锈钢中镍含量 提升,其产生晶间腐蚀临界碳含量降低,即钢晶间腐蚀敏感性增加,至于对奥氏体不锈钢耐点腐蚀及缝隙腐蚀性能,镍作用并不显著,另外,镍还提升奥氏 体不锈钢高温抗氧化性能,这关键和镍改善了铬氧化膜成份,结构和性能降低,而且镍含量越高越有害,这关键是因为钢中晶界处低熔点硫化镍所致,通常来 说,简单铬镍(及铬锰氮)奥氏体不锈钢

48、仅用于要求不锈性和耐氧化性介质(比如硝酸等)使用条件下,钼作为奥氏体不锈钢中关键合金元素加入到钢中使其 使用范围深入扩大,钼作用关键是提升钢在还原性介质钼影响1钼对组织影响钼和铬全部是形成和稳定铁素体并扩大铁素体相区元素,钼形成铁素体能力和铬相当.钼还促进奥氏体不锈钢中金属间 相,比如相,相,和Laves相等沉淀,对钢耐蚀性和力学性能全部会产生不利影响,尤其是造成塑性,韧性下降。为使奥氏体不锈钢保持单一奥氏体组 织,伴随钢中钼含量增加,奥氏体形成元素(镍,氮及锰等)含量也要对应提升,以保持钢中铁素体和奥氏体形成元素之间平衡。2钼对性能影响钼对奥氏体不锈钢氧化作用不显著,所以当铬镍奥氏体不锈钢保持单一奥氏体组织且无金属间析出时,钼加入对其室 温力学性能影响不大,不过,伴随钼含量增加,钢高温强度提升,比如持久,蠕变等性能均获较大改善,所以含钼不锈钢也常在高温

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