不銹鋼的定義與分類(lèi)

不銹鋼的定義與分類(lèi)1、不銹鋼的定義不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡(jiǎn)稱或統(tǒng)稱，是在空氣和淡水中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。通俗地說(shuō)，不銹鋼就是不容易生銹的鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富銘(Cr，本文中元素對(duì)應(yīng)注解見(jiàn)附1)氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對(duì)的。試驗(yàn)表明，鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中，其耐蝕性隨鋼中銘含量的增加而提高，當(dāng)銘含量達(dá)到一定的百分比時(shí)，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。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，不銹鋼必須含有12%以上的銘。2、不銹鋼的分類(lèi)按金相組織分類(lèi)為：鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼。按鋼的功能特點(diǎn)分類(lèi)，如低溫不銹鋼、無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼，超塑性不銹鋼等。按主要化學(xué)組成可分為銘不銹鋼(俗稱400系)、銘竦不銹鋼、銘竦鉬不銹鋼(俗稱300系)、銘錳氮不銹鋼(俗稱200系)以下是三種常見(jiàn)不銹鋼的主要性能比較:分類(lèi)金相組織磁性強(qiáng)度耐蝕性加工性200系奧氏體無(wú)高一般較好300系奧氏體無(wú)較高好好400系鐵素體/馬氏體有中/高良一般不銹鋼金相組織決定其是否具有磁性。其中鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼具有磁性；奧氏體(A)型不銹鋼無(wú)磁性。目前市場(chǎng)上將是否具有磁性將不銹鋼分為不銹鋼和“不銹鐵”是不科學(xué)的。3、銘與竦在不銹鋼中作用銘在不銹鋼中的決定作用每種不銹鋼都必須含有一定數(shù)量的銘。迄今為止，還沒(méi)有不含銘的不銹鋼。銘之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加12%以上的銘作為合金元素以后，鋼表面自動(dòng)形成一種非常薄的無(wú)色、透明且非常光滑的一層富銘的氧化物膜（即鈍化膜），這層膜的形成大大緩減了鋼的氧化。竦與銘配合在不銹鋼中發(fā)揮重要作用竦在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)。在不銹鋼中增加竦的一個(gè)主要原因就是形成奧氏體品體結(jié)構(gòu)，從而改善和加強(qiáng)銘的鈍化機(jī)理，其抗晶間腐蝕能力得到提高，同時(shí)如加工性、可焊接性和韌性等機(jī)械性能提高。即300系不銹鋼。然而，竦并不是唯一的奧氏體形成元素，常見(jiàn)的奧氏體形成元素還有：碳、氮、錳、銅等。最著名的是下面的公式：奧氏體形成能力二Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%所以，在不銹鋼中通過(guò)增加一定量錳、氮元素，也可以形成奧氏體不銹鋼，即200系不銹鋼。雖然碳是一種較強(qiáng)的奧氏體形成元素，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因?yàn)樵诤附雍笏鼤?huì)造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問(wèn)題。氮元素形成奧氏體的能力也是竦的30倍，但由于溶解度問(wèn)題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。添加錳和銅會(huì)造成鋼材使用過(guò)程中的焊接問(wèn)題。4、不銹鋼的應(yīng)用范圍不銹鋼具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn)，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)中得到了廣泛應(yīng)用，但在不同使用環(huán)境選擇不同的不銹鋼品種十分重要。下表為主要不銹鋼鋼號(hào)的特性及其應(yīng)用領(lǐng)域。鋼號(hào)特性用途300系301與304鋼相比，Cr、Ni含量少，冷加工時(shí)抗拉強(qiáng)度和硬度增高，無(wú)磁性，但冷加工后有磁性。列車(chē)、航空器、傳送帶、車(chē)輛、螺栓、螺母、彈簧、篩網(wǎng)301L在301鋼基礎(chǔ)上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蝕性；通過(guò)添加N元素來(lái)彌補(bǔ)含C量降低引起的強(qiáng)度不足，保證鋼的強(qiáng)度。鐵道車(chē)輛構(gòu)架及外部裝飾材料304作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性;沖壓、彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象（無(wú)磁性，使用溫度-196°C~800°C）。醫(yī)療器具，建材，化學(xué)，船舶部件、汽車(chē)配件食品工業(yè)、家庭用品（餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、浴缸等），農(nóng)業(yè)

300系304L作為低C的304鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性與304剛相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀；在未進(jìn)行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度-196°C~800°C。應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機(jī)器，建材耐熱零件及熱處理有困難的零件316L作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。在含有氯離子腐蝕介質(zhì)中，具有比304、304L更高的抗腐蝕能力。適用于海水淡化及水工業(yè)321在304鋼中添加Ti元素來(lái)防止品界腐蝕；適合于在430C-900C溫度下使用。航空器、排氣管、鍋爐汽包400系409L因添加了Ti元素，故其高溫耐蝕性及高溫強(qiáng)度較好。汽車(chē)排氣管、熱交換機(jī)、集裝箱等在焊接后不熱處理的產(chǎn)品。410L在410鋼的基礎(chǔ)上，降低了含C量，其加工性，抗焊接變形，耐高溫氧化性優(yōu)秀。機(jī)械構(gòu)造用件，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，鍋爐燃燒室，燃燒器。430作為鐵素體鋼的代表鋼種，熱膨脹率抵，成形性及耐氧化性優(yōu)。耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、CD桿、篩網(wǎng)436L耐熱性、耐磨蝕性良好，因含有鈮元素，故其加工性，焊接性優(yōu)秀。洗衣機(jī)、汽車(chē)排氣管、電子產(chǎn)品、3層底的鍋410作為馬氏體鋼的代表鋼，雖然強(qiáng)度高，但不適合于苛刻的腐蝕環(huán)境下使用；其加工性好。刀刃、機(jī)械零件、石油精練裝置、螺栓、螺母、泵桿、餐具（刀叉）。420J1淬火后硬度高，耐蝕性好餐具（刀）、渦輪機(jī)葉片420J2淬火后，比420J1鋼硬度升高刀刃、管嘴、閥門(mén)、板尺、餐具（剪刀、刀）200系2