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不锈钢的一般常识.docx

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不锈钢一般常识 (一)不锈钢的定义 在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢,具有美观的表面和耐腐蚀性能好,不必经过镀色等表面处理,而发挥所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种,通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢,18-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的铬膜,这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。 为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有12%以上的铬。 (二)不锈钢的应用 不锈钢不但具有良好的耐腐蚀性能,而且具有良好的外观等多种特性,不锈钢的应用范围越来越广泛。下表是关于不锈钢的应用方面的简单事例图: 行业 主要使用事例 汽车用 外装部品 热装部品 FLATWARE(一种器皿) SPOON(勺)、FORK(叉)-出口或内销 刀类-出口或内销 HOLLOWWARE餐具(二种器皿) 深拉加工(DDQ)-拉伸比大于1.5 DRAWING(一般拉伸)-拉伸比小于1.5 PRESS(冲压) SPINNING(旋压) 厨房设备 洗涤槽(SINK)一般拉伸材(表面要求高) 煤气灶-表面要求高 电冰箱(冰柜内胆) 电器用具 洗衣机、烘干机 微波炉 电子部件(无磁性) 钢管用 装饰管 构造管(工业用) 排管用 建筑材料 MIRROR(镜面材) 再研磨 电梯 建筑内外装饰材 窗户、门材 化学设备 热交换器 锅炉、罐 化学工业炉 化学设备部件 一般用途 REROLL(再轧钢用) 高硬度用 加工厂用 市场流通用 特殊用途 运输设备 集装箱 铁道车辆 1.不锈钢在建筑业中的应用 近年来,应用不锈钢作为建筑材料正日益广泛。使用越来越广泛有着多方面的原因,其中包括对材料更好的了解、企图更新某些设计,设想生产出一种既耐久又无需维护的结构材料等。 早期,不锈钢用于建筑方面只局限在某些场合,即在过去认为没有适当材料的场合建筑师们正在寻求一种有特殊作用的新材料。实际上许多这样的场合,不锈钢已长期被使用而其效果已经经过长期不断地对不锈钢的冲刷作用,使生产厂家相信不锈钢材料用于室外场合甚至在高腐蚀性气体的条件下也不腐蚀。 由于不锈钢具有耐用和几乎无需要维护表面这两种特性,促使人们较以往任何时候都更加重视其应用。大多数建筑材料的价格都在一定比例迅速上涨,而有许多材料的涨价又远远超过不锈钢材料。为保养和维持建筑物内外结构处于良好状态的费用更加猛涨得惊人。今天的建筑师必须认真地考虑建筑物的全部情况。如果建筑物长年需要更换或维修,那么建筑师的设计是失败的。 近年来,游泳池的墙壁已采用不锈钢。长期以来采用的主要材料混凝土需要每年修补和涂刷,尤其是在北方地区.用碳钢并加涂层建造的游泳池每年也需要大面积的擦洗和涂刷,上述两者都增加了游泳池一笔可观的使用开支。当游泳池采用不锈钢材料(304型,2B光洁度)做侧壁时,擦洗就很简单,只需用水和肥皂便能很快洗净。现在的游泳池常常采用不锈钢槽壁和混压土池底,池底用混凝土主要是为了防滑。 某些建筑物的墙壁用304型,8级镜面抛光的不锈钢作材料。互相连接的不锈钢板都经过抛光和着色打磨使墙壁具有一致的色凋和反光性。为了防止油垢,大面积的不锈钢板的露出部分(茸脚)安装在由使镀锌板和压缩板组成的厚夹层中。抛光的不锈钢板用环氧树脂作粘结剂与镀锌钢板连接固定。 由干不锈钢能得到很软的性能,使它右可能用来作屋顶覆盖层材料。正是因为这种材料容易成形,耐用美观,故许多建筑师选用不锈钢不仅单纯把它作为一种保护层,而是作为总体设计的组成部分。 某些建筑物(室内滑冰场管)用不锈钢材料建造永平重叠层的屋顶,不仅使该建筑从设计的观点上美观大方,而且由于不锈钢表面的反光作用,使室内滑冰季节得以延长而兔去承担不合理的投资。 对于某些特殊结构,往往由于应用不锈钢使许多难题得到解决。比如有一座汽车库,设计时要求停车库对停放汽车不仅要有保护作用且对排出气体具有良好通风作用;同时还能使一定程度的阳光进入车库,选材既经久耐用又无需保养。为满足上述要求,设计者选用6*10in(15*25cm)201型不锈钢格板,将格板固定在垂直柱子上,使内外交错造成重叠布局.为增强建筑设汁效果,交错的外格板上采用浮面光洁度,外围的成行柱格板采用普通2B光洁度,所有里面的格板均为2D光沽度。这种交借变化的格局使车库具有一个生动的外观。 对于一座建筑物的屋顶结构,其使用寿命和外观应同样重视。在机场的餐厅,为了使屋顶美观,排气风扇都用不锈钢板遮盖。在选择遮盖材料时,还特别强调了材料的不反光性。所选用的村料为304型不锈钢,粗抛光,低反射性,6级光洁度。对于光沽度的选择要特别注意到特别由于发出眩光,防碍飞行员在到达目的地着陆时的视线。 办公大厅的内外建筑给构中都采用了不锈钢材料。其建筑措施采用不锈钢作幕墙。建筑入口处的柱列都包上不锈钢板,建筑物正面所有窗户的净化装置也都途盖上不锈钢。 办公大厦休息厅上面的无花板是由带有浮雕的不锈钢板组成。利用阳模和阴模冲制不锈钢薄板上的浮凸部分. 不锈钢不仅使用寿命长,而且是制作俘凸给构的好材料,这样可以加强建筑物的造型美,故往往是广场的主要标志。 不锈钢作为主要材料用于室外艺末建筑的另一例子是矗立在河畔上有名的拱桥。 不锈钢材料可以任意选择。它具有多种不同的强度-重量比以适应各类建筑结构要求。此外,不同等级的表面光洁度也为各种不同建筑设施提供选择范围,以满足实际需要。建筑师的大胆构思,将使不锈钢在建筑业上的应用日益广泛。 2.不锈钢在海洋装置上的应用 各种不同类型的不锈钢正在日益广泛和成功地用于各种不同的海洋环境中。必需指出,在海水中不锈钢要长期免于腐蚀需要复杂的防腐工程技术和大量投资。奥氏体和马氏体不锈钢很久以来就用于航海动力装置上的过热器管道以及透平机叶片。在这些装置中要保持低氯化物含量是很不容易的,因为航海动力装置的应用技术与一般发电装置的基本原理并无差别。不锈钢也正在用于远洋商船上的大容量化学容器,其使用情况在某些方面与陆地化工厂的使用条件截然不同。 大多数不锈钢牌号在海洋条件下应用都能得到满意的结果,但不同牌号则对应力腐蚀开裂表现敏感。以410型为代表的马氏体钢和430型为代表的铁素体钢,在海洋条件下,数月内便会生锈。这种均匀锈蚀可通过机械打磨加以去除。比较受欢迎的不锈钢是奥氏体不锈钢,因为它的抗锈蚀能力较强(但由于应力腐蚀开裂则例外)。随着时间迁移,奥氏体不锈钢也会发黑。如果由于美观或其它方面的原因,这种发黑也可以通过打磨去除。不锈钢在海水中很少会产生均匀锈烛,所以在实际使用中可不必担心。 推进器 海洋上的拖轮和其它船只上的推进器可由铸造不锈钢CF-8(相当干304型不锈钢)制成。当船只不航行时,从推进器主轴通过轴承到船体,构成一个导电的金属回路。相当于成分为410型不锈钢的铸造推进器也经常披选用,并在其它方面得到广泛应用如用于破冰船等。 近代不锈钢技术的发展,已开始采用复相奥氏体-铁素体不锈钢 20Cr-8Ni-3.5Mo来铸造远洋巨轮上大型推进器(重达3000kg)。 经常在港口工作的船只,特别容易遇到海面上的原木或其它浮体而加速推进器的损坏。因此,采用奥氏体不锈钢制作推进器能通过矫直或焊接的办法而得到修复,这是选材上一个值得重视的问题。 泵 早已观察到离心泵在海水工作的条件下,如采用不锈钢构件,则能显示出一定的可靠性。在保持流动的海水中,采用CF—8M铸造不锈钢叶轮(其成分相当于316型不锈钢)以及用316型不锈钢作主轴,可以不出任何问题。当水泵停止工作时,缝隙腐蚀和点腐蚀很可能就成为严重问题。但如果来用较为活泼而又易锈的铸铁制造一个壁厚相当大的泵箱时,则铸铁在停机时间能起到阴极保护作用。当泵工作时,铸铁箱的阴极保护作用下一定能使下锈钢极化,但流动的水维待了阴极保护作用。此外,长期工作的泵可能由于交替使用,既有时海水更换成淡水而起到防护作用。 散装容器 不锈钢一直被用来作为货运中的散袋容器,用以装载液化天然气体(LNG),化学药品、饮料等。货运中盛LNG的容器习惯采用304L型不锈钢,其目的不是为了耐腐蚀而是考虑到在低温状态下的机械性能。 对于海运化学制品的容器,采用不锈钢的目的主要是考虑到它的耐腐蚀性,这与陆地化学制品的储运是不同的。如果船只属于一般不定期货轮,则运载化学制品的容器也可以运输任何物品,从醋酸、糟浆到二甲苯。一般都用316L型不锈钢作阀门、货运泵、管遭、加热盘管以及容器本身。容器可以由整体不锈钢组成或用碳钢包复上一层0.06~0.08in (1.5—2.0mm)的不锈钢板制成。在使用之前,必须进行细致的检查板材是否有缺陷并进行彻底的清洁处理和钝化处理。 实验表明装有化学制品的客器允许用海水进行冲洗,但随后必烦很快用淡水冲洗。对于在容器内的任何不锈钢加热装置,当氯化物未彻底冲刷掉以前,切莫启动以防产生应力腐蚀开裂。化学制品容器设计时,不应考虑用来盛海水因为这样做会导-致产生缝隙腐蚀的危险。如果设计方案中规定非用来盛海水不可,那么就必须考虑采取阴极保护系统以控制缝隙腐蚀的发展。在这种情况下,不锈钢容器可能会产生难以去除的石灰质沉积物,这是一个值得重视的问题。 热交换器 强迫水循环系统的冷却器和电站蒸汽冷凝器已广泛采用奥氏体不锈钢管道,后者的进水口因高度污染而不宜采用铜合金材料。比较受欢迎的好材料为316型不锈钢。在海岸和港湾地区,大量外来的团块和淤泥进入冷凝器管道,特别容易造成严重障碍,这种情况必须采取措施加以排除。一种合理的措施就是采用橡胶球循环通过管道中,由于橡胶球能产生挤压作用从而清理了管壁。当海水的流动速度大约为1m/S时,便可以防止海洋有机类杂物被吸入,从而保怔了冷凝器管道免于产生点腐蚀。不同于其它有色合金,采用不锈钢作冷凝器的管道则不受最大流速的限制,但却与整个泵装置的经济效果有关。 O形密封圈 串联式电连接器和有关O形密封圈定位装置都广泛采用304型和316型不锈钢制造,特别是海洋和军事工程。采用上述材料都能得到满意的使用效果。O形密封器可通过船体,铝架或其它因素得到阴极保护作用。如果没有阴极保护作用,O形密封圈的细糟很快(有些在数周内)就会产生缝隙腐烛而导致严重失效。 (三)不锈钢的特性 1.一般特性 ◆ 表面美观以及使用可能性多样化 ◆ 耐腐蚀性能好,比普通钢长久耐用 ◆ 耐腐蚀性好 ◆ 强度高,因而薄板使用的可能性大 ◆ 耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾 ◆ 常温加工,即容易塑性加工 ◆ 因为不必表面处理,所以简便、维护简单 ◆ 清洁,光洁度高 ◆ 焊接性能好 2、品质特性 2-1不锈钢的品质特性 项目 基本组织 代表钢种 STS304 STS430 STS410 热处理 固融化热处理 退火 退火后急冷 硬度性 加工硬化性 微量硬化性 小量硬化性 主要用途 建筑物内外装饰,厨房用具,化学刻度,航空机器 建筑材料,汽车零件,加用电器,厨房器具,饭盒等 钎、刀机器零部件,医院用具,手术用具 耐腐蚀性 高 高 中 强度 高 中 高 加工性 高 中 高 磁性 非磁 上磁性 上磁性 焊接性 高 中 低   2-2不锈钢的品质特性要求 用途 对象产品 加工工艺 要求品质特性 表面质量 BQ性 材质 形状 厚度公差 焊接性 耐腐蚀性 浅加工类 刀、叉等 落料→横延→切头→成型→抛光→清洗→包装 要求高不得有麻点等缺陷 好 一般材 一般 -5% 不要求 好 深加工类 二类餐具、保温杯等 落料→涂油→成型→(有时几次)切边→卷边→清洗→复底→抛光→焊手柄→包装 要求高不得有划伤折痕等缺陷 好 DDQ 要求高 -3--5% 好 好 PIPE 装饰管等 窄带→挤成压成型→对焊→打磨焊缝→切管→磨口→抛光→包装 要求高不得有折痕等缺陷 一般 一般材 好 -8% 好 一般 厨具 冷柜等的外壁 落料→折边→电焊→打磨 要求高不得有折痕等缺陷 一般 一般材 一般 -8% 好 一般 容器 热水器饮水机内胆 窄带→卷筒→焊接→切管→焊底→打磨焊缝→包装 一般 一般 一般材 一般 -10% 好 一般 ※各产品由于用途的不同,其加工工艺和原料的品质要求也不同。 2-3品质要求特性微细项目 (1)材质: ①DDQ(deep drawing quality)材:是指用于深拉(冲)用途的材料,也就是大家所说的的软料,这种材料的主要特点是延伸率较高(≧53%),硬度较低(≦170%),内部晶粒等级在7.0-8.0之间,深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业,其产品的加工比(BLANKING SIZE/制品直径)一般都比较高,它们的加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品,当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话,在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象,影响成品合格率,当然也就加大了厂家的成本; ②一般材主要用于除了DDQ用途外的材料,这种材料的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8.0-9.0间,与DDQ用材比较,它的深冲性能相对稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与DDQ材相比有一个优点,就是BQ性相对较好,这主要是由于它的硬度稍高的缘故。 (2)表面品质: 不锈钢薄板是一种价格非常高的材料,客户对它的表面质量要求也非常高。但不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷,如划伤、麻点、折痕、污染等,从而其表面质量,象划伤、折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现,而麻点这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的,因为抛光时很难抛掉它。我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率,来确定其表质量等级,从而来确定产品等级。 (3)厚度公差: 一般来说不锈钢制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二类餐具和保温杯等,厚度公差一般要求较高,为-3-5%,而一类餐具厚度公差一般要求-5%,钢管类要求-10%,宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%,经销商对厚度公差的要求一般在-4%-6%间。同时产品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较高,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),部分客户甚至要求-15%。 (4)焊接性: 产品用途的不同对焊接性能的要求也是各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求,甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,象二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。 (5)耐腐蚀性: 绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,象一、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的成分,会导致测试时表面出现锈斑) (6)抛光性能(BQ性): 目前不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序,只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能很好。影响抛光性能的因素主要有以下几点: ①原料表面缺陷。如划伤、麻点、过酸洗等。 ②原料材质问题。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。硬度高的BQ性相对就好。 ③经过深拉伸的制品,变形量极大的区域表面也会出小的黑点和RIDGING,从而影响BQ性。 3.各种不锈钢的特性和用途 钢号 特性 用途 奥 氏 体 钢 301 17Cr-7Ni-低碳 与304钢相比,Cr、Ni含量少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。 列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网 301L 17Cr-7Ni-0.1N-低碳 是在301钢基础上,降低C含量,改善焊口的抗晶界腐蚀性;通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足,保证钢的强度。 铁道车辆构架及外部装饰材料 304 18Cr-8Ni 作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃-800℃)。 家庭用品(1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品),医疗器具,建材,化学,食品工业,农业,船舶部件 304L 18Cr-8Ni-低碳 作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304刚相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶界腐蚀能力优秀;在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,使用温度-196℃-800℃。 应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器,建材耐热零件及热处理有困难的零件 304Cu 13Cr-7.7Ni-2Cu 因添加Cu其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂纹性好,故可进行复杂形状的产品成形;其耐腐蚀性与304相同。 保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。 304N1 18Cr-8Ni-N 在304钢的基础上,减少了S、Mn含量,添加N元素,防止塑性降低,提高强度,减少钢材厚度。 构件、路灯、贮水罐、水管 304N2 18Cr-8Ni-N 与304相比,添加了N、Nb,为结构件用的高强度钢。 构件、路灯、贮水罐 316 18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo,故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛酷的条件下使用;加工硬化性优(无磁性)。 海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 316L 18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳 作为316钢种的低C系列,除与316钢有相同的特性外,其抗晶界腐蚀性优。 316钢的用途中,对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。 321 18Cr-9Ni-Ti 在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀;适合于在430℃-900℃温度下使用。 航空器、排气管、锅炉汽包 铁 素 体 钢 409L 11.3Cr-0.17Ti-低C、N 因添加了Ti元素,故其高温耐蚀性及高温强度较好。 汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。 410L 13Cr-低C 在410钢的基础上,降低了含C量,其加工性,抗焊接变形,耐高温氧化性优秀。 机械构造用件,发动机排气管,锅炉燃烧室,燃烧器。 430 16Cr 作为铁素体钢的代表钢种,热膨胀率抵,成形性及耐氧化性优。 耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网 430J1L 18-Cr0.5Cu-Nb-低C.N 在430钢中,添加了Cu、Nb等元素;其耐蚀性、成形性、焊接性及耐高温氧化性良好。 建筑外部装饰材料,汽车零件,冷热水供给设备。 436L 18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N 耐热性、耐磨蚀性良好,因含有Nb、Zr元素,故其加工性,焊接性优秀。 洗衣机、汽车排气管、电子产品、3层底的锅。 马 氏 体 钢 410 13Cr-低碳 作为马氏体钢的代表钢,虽然强度高,但不适合于苛酷的腐蚀环境下使用;其加工性好,依热处理面硬化(有磁性)。 刀刃、机械零件、石油精练装置、螺栓、螺母、泵杆、1类餐具(刀叉)。 420J1 13Cr-0.2C 淬火后硬度高,耐蚀性好(有磁性)。 餐具(刀)、涡轮机叶片。 420J2 13Cr-0.3C 淬火后,比420J1钢硬度升高(有磁性)。 刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具(剪刀、刀)。 (四)不锈钢的耐腐蚀性及其种类 1、腐蚀的种类和定义 在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。 点腐蚀:是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。 晶间腐蚀:晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城,因而,它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物(如碳化物和δ相)沉淀析出的有利区城。因此,在某些腐蚀介质中,晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀,大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。 缝隙腐蚀:是局部腐蚀的一种形式,它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成,例如,在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。 全面腐蚀:是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时,村料由于腐蚀而逐渐变薄,甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心,因为,这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。 2.各种不锈钢的耐腐蚀性能 304 是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象,被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种,通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢,它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢,用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件,因为在这类条件下,这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少,而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀(焊接侵蚀)。 304N 是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。 305和384 不锈钢含有较高的镍,其加工硬化率低,适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高,为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种,所不同者只是碳含量较低,为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性. 316和317 型不锈钢含有铝,因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中,316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348 是分别以钛,铌加钽、铌稳定化的不锈钢,适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢,对钽和钻的合量有着一定的限制。 3、不锈钢腐蚀的涵义和分类 在腐蚀环境中,金属与周围介质由于化学或电化学作用而引起的破坏称为腐蚀. 在腐蚀环境中,当不锈钢选择不当时,同样会产生腐蚀。 腐蚀有很多分类方法。 按作用的性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 2.按腐蚀的形态可分为一般(全面,均匀)腐蚀。所谓一般腐蚀,系措腐蚀分布在整个不锈钢表面上,所谓局部腐蚀点蚀,缝隙腐蚀,应力腐蚀,腐蚀疲劳,选择性腐蚀,冲刷腐蚀等。 3.按腐蚀发生的环境和条件可分为大气腐蚀,工业水腐蚀,土壤腐蚀。酸,碱。盐的腐蚀,海水腐蚀,高温腐蚀,(包括液体金属,熔盐,燃气腐蚀)等。 4、不锈钢遭腐蚀的原因 最近英国科学家的一项研究表明,不锈钢里微小的硫化锰高浓度区域能导致不锈钢锈蚀。 不锈钢是铁、铬和镍的合金,最早出现在20世纪初。由于不锈钢具有优异的抗腐蚀特性,因而它常常被用在恶劣的工作环境下,或者用来制造餐具和医疗用具。 不锈钢的腐蚀速率非常之慢,在理想情况下每100万年才能腐蚀1厘米。但是在实际应用中,腐蚀往往在某处产生和扩大,最终导致整块不锈钢的腐蚀。 此前有很多理论认为不锈钢中的杂质导致了腐蚀,但是对于腐蚀发生的具体机制还不很清楚。在最新一期的英国《自然》杂志上,一个英国研究小组报告了他们对于不锈钢腐蚀过程的研究成果。他们发现不锈钢中微小的硫化锰高浓度区域是导致不锈钢腐蚀的元凶。 腐蚀发生处并不是随机的,它们总是产生在小块硫化锰周围几百纳米的区域。科学家的研究表明,在不锈钢制造过程中,硫化锰在局部产生高浓度的聚集,导致在其周围区域中铬元素浓度的降低。铬元素和氧气反应产生铬的氧化物能够起到防止腐蚀的作用。低浓度的铬区域最先产生腐蚀,然后腐蚀会逐步扩大到整块不锈钢。在含有盐的水中,这个过程会变得更加迅速。 这个研究小组经过了20多年的研究才得出了不锈钢腐蚀原因的答案。专家认为,这一研究成果有助于改善不锈钢的性能。 (五)不锈钢产品介绍: 1、315J1特征及用途 315J1是日金工新开发的一种与316相匹敌的耐腐蚀性的省钼不锈钢,可应用于贮水槽、锅炉零部件等。 各种钢种的特性与用途比较: 符合JIS 特 征 用 途 NTK M1C SUS 15J1 与316相匹敌的耐腐蚀性的省钼不锈钢 贮水槽、锅炉零部件 NTK 316 SUS 316 含有比304耐腐蚀高的钼的奥氏体系不锈钢 化学、纤维、纸浆、海水淡化、沿岸建材 NTK 304 SUS 304 通用奥氏体系不锈钢(18-8) 家庭用品、建材、食品、化学 化学成分比较:(质量%) 符合JIS C Ni Cr Mo Cu NTK M1C SUS 315J1 0.06以下 9.0-11.0 17.0-19.0 0.5-1.5 2.0-4.0 NTK 316 SUS 316 0.08以下 10.0-14.0 16.0-18.0 2.0-3.0 -- NTK 304 SUS 304 0.08以下 8.0-10.5 18.0-20.0 -- -- 力学性能比较 符合JIS 抗拉强度 弹性极限应力 伸长率 硬度 300℃抗拉强度 NTK M1C SUS 315J1 559 294 58 150 500 NTK 316 SUS 316 588 275 58 170 520 NTK 304 SUS 304 618 314 59 170 451 315J1的使用实绩例: 用途 代表板厚 石油供热水机罐体 0.8/0.6/1.2 石油供热水器零部件 0.6/0.7/0.8/1.0/1.2 太阳能热水器水槽 0.5/0.6 电热水器罐体 1 电热水器零部件 0.8 烧灯油锅炉 0.7/0.8/0.6 锅炉用炉体 1.0/1.5 锅炉烟筒 0.8 热变换管 0.35 揉面机 2 2、304复合不锈钢 304复合不锈钢是不锈钢领域的革命,是全世界范围内唯一独家发明的,可以帮助企业大大降低原材料成本,保持了传统304不锈钢优良防锈性能, 通过中间的低炭钢来提升产品的机加工性能,形成有绝对竞争力产品和价格。本产品是304不锈钢的更新升级产品。 304复合不锈钢所制造的产品,不需要化学电镀,因此能有效保护环境,符合国家对钢铁生产的产业指导原则和国家对于建设节约型社会的要求。新型的复合材料,代表了不锈钢冷轧薄板产品新的发展方向,使企业在激烈的竞争中取胜。新技术做支撑下的产品,能够帮助不锈钢企业寻找到新的商业机会。 304复合不锈钢系列和普通的不锈钢持有同样的抗腐蚀性及耐用性。用它制造的产品可以大大地降低产品制造的成本,例如我们对300系列不锈钢薄板和1000系列碳钢进行加工处理以后,产品表面层为300系列不锈钢,而内层是由1000系列碳钢而构成。因此该产品不仅价格低,而且在使用时具有与300 系列不锈钢同样的抗腐蚀性能。高质量低价格的304复合不锈钢是需要生产耐用,而且表面抗腐蚀产品的最好选择,也是最好的不锈钢原料选择。 该产品能用于制造多种耐用抗腐蚀且具有漂亮表面的产品。在制造时,该产品可以直接用于取代不锈钢卷或者薄板,而且不需要改变加工过程和工艺,这些包括加工轧制部件,表面易损的部件和易受腐蚀影响的部件。因为304复合不锈钢是一种令人满意的高质量和低价格组合产品,它可广泛用于许多种类的产品,例如:食品工业、酿酒工业、化工和医药设备、医疗器械、运输设备、船舶部件、 农业、汽车内外装、厨房设备、家电、焊接管子、建筑内外装饰、室内管线、锅炉、桌面和贴面、浴缸、 容器设备、 水池、 太阳能热水器、游泳池墙壁等等。 在直接地取代304不锈钢同时,显着降低原料成本;不需要修改工具、模具及器械的费用,任何用于制造普通碳钢的产品的工具、模具及器械都可以用于制造 304复合不锈钢产品 因此节省了修改工具、模具及器械的费用; 304复合不锈钢特有的抗腐蚀优秀特性,不需要对产品制造以后进行加工处理,因此节省加工费用;有助环境保护;复合不锈钢所制造的产品不需要化学电镀,因此有效保护了环境,同时也节省了环境保护费用。 产品介绍附录: 表1:304复合不锈钢化学成分 SC304L 304L 低碳钢 元素 化学成分 (最大含量或者含量范围) 碳 0.03% 0.06% 硅 0.75%   锰 2.00% 0.50% 磷 0.05% 0.20% 硫 0.03% 0.03% 镍 9.0-12.0% 0.20% 铬 18.0-20.0% 0.15% 氮 0.10%   铝 0.01-0.10% 铜 0.20% 钼 0.06% 牌号 类 型 用途 1Cr18Ni9Ti 奥氏体型 使用最广泛,适用于食品、化工、医药、原子能工业 0Cr25Ni20 奥氏体型 炉用材料,汽车排气净化装置用材料 1Cr18Ni9 奥氏体型 经冷加工有高的强度,建筑用装饰部件 0Cr18Ni9 奥氏体型 作为不锈耐热钢使用最广泛、食品用设备,一般化工设备,原子能工业用 00Cr19Ni10 奥氏体型 用于抗晶间腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件 0Cr17Ni12Mo2 奥氏体型 适用于在海水和其它介质中,主要作耐点蚀材料,照相、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 00Cr17Ni14Mo2 奥氏体型 为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢,用于对抗晶间腐蚀性有特别要求的产品 1Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备,有良好的耐晶间腐蚀性 0Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 同上 0Cr18Ni10Ti 奥氏体型 添加Ti提高耐晶间腐蚀,不推荐作装饰部件 0Cr16Ni14 奥氏体型 无磁不锈钢,作电子原件 01Cr20Ni14Si2 奥氏体型 具有较高的高温强度及抗氧化性,对含硫气氛较敏感,在600-800℃有析出相的脆化倾向,适用于制作承受应力的各种炉用构件 1Cr17Ni7 奥氏体型 适用于高强度构件,火车客车车厢用材料 00Cr18Ni5Mo3Si2 奥氏体型+铁素体 耐应力腐蚀破裂性能良好,具有较高的强度,适用于含氯离子的环境,用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业,制造热交换器、冷凝器等 0Cr17(Ti) 铁素体型 用于洗衣机内桶冲压件,装饰用 00Cr12Ti 铁素体型 用于汽车消音器管,装饰用 0Cr13Al 铁素体型 从高温下冷却不产生显著硬化,汽轮材料,淬火用部件,复合钢材 1Cr17 铁素体型 耐蚀性良好的通用钢种,建筑内装饰用,重油燃烧部件,用于家庭用具,家用电器部件 0Cr13 铁素体型 作较高韧性及受冲击负荷的零件,如汽轮叶片,结构架,螺栓,螺帽等 1Cr13 马氏体型 具有良好的耐蚀性,机械加工性,用作一般用途、刀刃机械零件、石油精炼装置、螺栓、螺母、泵杆、餐具等 2Cr13 马氏体型 淬火状态下硬度高,耐蚀性良好,作汽轮机叶片,餐具(刀) 表2:304复合不锈钢的机械性能表 延伸率 % 抗拉强度 Mpa (Rm) 屈服强度 Mpa (Rp) 最小2"- 40% 297N/mm2 157N/mm2 表3 304复合不锈钢型号 公制 英制 60.96 cm x 0.5 mm 24 英寸 x 0.0197英寸 60.96 cm x 1 mm 24 英寸 x 0.0394英寸 60.96 cm x 1.5 mm 24 英寸 x 0.0591英寸 45.72 cm x 0.5 mm 18 英寸 x 0.0197英寸 45.72 cm x 0.5 mm 18 英寸 x 0.0394英寸 45.72 cm x 0.5 mm 18 英寸 x 0.0591英寸 注:304复合不锈钢的每层覆层厚度大于板厚的3%。 (六)常用不锈钢牌号 1、不锈钢的分类 不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。不锈钢钢种很多,性能各异,它在发展过程中逐步形成了几大类。按组织结构分,分为马氏不锈钢(包括沉淀硬化不锈钢)、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类;按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类,分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等;按钢的性能特点和用途分类,分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等;按钢的功能特点分类,分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。目前常用的分类方法是按钢的组织结构特点和钢的化学成分特点以及两者相结合的方法分类。一般分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢等,或分为铬不锈钢和镍不锈钢两大类。 通俗地说,不锈钢就是不容易生锈的钢,实际上一部分不锈钢,既有不锈性,又有耐酸性(耐蚀性)。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明,钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高,当铬含
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