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不锈钢材料知识讲座1、不锈钢发展史2、不锈钢基本元素组成及作用3、不锈钢分类4、不锈钢性能5、不锈钢牌号表示方法及国内外牌号对照6、不锈钢腐蚀1、不锈钢发展史不锈钢的发明是世界冶金使上的一项重大成就。1904年～1911年间，在法国、英国及德国有人发现并提出了钢的不锈性能和钝化理论（均含铬元素）。1912～1914年，在英国、美国和德国相继开发出了铁素体、马氏体和奥氏体不锈钢。1929年德国人施特劳斯取得18－8（Cr18％，Ni8％）的低碳不锈钢的专利权。从此，拉开了不锈钢工业化快速发展的序幕。我国不锈钢大量生产是在1949年以后。早期先生产Cr13型马氏体不锈钢，后来才开始生产18-8型。2、不锈钢基本元素组成及作用⑴.不锈钢是一种合金钢，主要的合金元素有：铬、镍、硅、铝、钼、铜、锰、氮、钛、铌和碳。⑵.主要合金元素的作用：※铬、硅、铝：为形成铁素体的元素，是不锈钢获得耐腐蚀性能的主要合金元素。当钢中铬的质量分数超过12%时，能产生一种与基体组织牢固结合的铬铁氧化物（FeCr）2O3的钝化膜,使金属与外界隔离而不发生化学反应。※镍：为形成奥氏体的元素，能使合金表面钝化，扩大钢在酸中的钝化范围，是耐蚀钢的主要合金元素。※钼：钼是形成铁素体的元素，在铬不锈钢中加入钼，可以改善钢的耐蚀性，提高强度与硬度。独特之处是能抵抗氯离子产生的点腐蚀。⑶碳化物的影响碳是降低耐蚀性的一种有害元素。在不锈钢中应尽量控制碳的含量，愈少愈好。在我国部锈钢牌号中，碳含量在0.06％～0.08％之间（牌号前加0表示），称为低碳不锈钢，碳含量≤0.03％的，谓之超低碳不锈钢（牌号前加00表示）。不锈钢防锈过程不锈钢表面在受到外来物体的损伤后，氧化膜会遭到破坏，但是不锈钢材料会在几分钟至数小时内在破损的表面上形成新的氧化膜。含Cr越高，形成越快，所以不锈钢材料在使用过程中能持续地产生防腐效果。OOO3、不锈钢分类（1）按合金成分分:铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢以及低碳不锈钢、超低碳不锈钢和高纯度不锈钢。（2）按性能特点分：耐热不锈钢、耐酸不锈钢（3）按金相组织分：铁素体型（F）、马氏体型（M）、奥氏体型（A）、奥氏体－铁素体型（A－F）、奥氏体－马氏体型（A－M）、沉淀硬化型（PH）。【注】通常都是以金相组织进行分类，下面重点讲述。（1）铁素体型不锈钢※Cr含量：11%－30%之间※材质较脆，强度较高，冷加工硬化倾向较低，加工时不会产生马氏体，加工后不会时效开裂，只会在加工过程中开裂。无法通过热处理强化，焊接工艺性较差，有磁性。铁素体型不锈钢※国家标准牌号主要有：00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。其中1Cr17可称之为430（美国牌号),又可称为18∕0（德国牌号），是一种较为常见的铁素体不修钢。※主要用途：制造硝酸化工设备的吸收塔、热交换器、储槽和运输硝酸用的槽罐以及制造其他承受冲力载荷的零部件和设备。炊具行业应用非常广泛。（2）、马氏体不锈钢※显微组织为马氏体。※Cr的含量为11.5%－18.0%之间。※C的最高含量可达0.6%，是一类可以用热处理（淬火回火）手段调整其性能的钢（可以硬化的钢种）。高的强度和硬度，焊接性较差，有磁性。可以分为马氏体铬不锈钢与马氏体铬镍不锈钢。※国家主要牌号有：1Cr13（410）、2Cr13（420）、3Cr13（420）、1Cr17Ni2※用途：广泛用来制造对韧性和冲击韧度要求较高的零件，如汽车轮胎的叶片、内燃机排气阀和医疗器械。（3）、奥氏体不锈钢其显微组织为奥氏体。不能通过热处理强化，冷加工硬化程度高，容易出现时效开裂现象。可以采用以下方法避免加工硬化：1、提高镍元素的含量；2、退火处理：将产生的马氏体转变成奥氏体，有口部退火与整体退火(整体退火一定要在最后一次拉深的前一次进行）。3、加快冲压速度，使马氏体来不及转变。4、升高温度，可以减少马氏体产生。奥氏体不锈钢无磁性，经冷加工后会产生少量马氏体而出现磁性（可用热处理消除）。有较好的塑性和韧性，好的冲压和焊接性能，有优良的耐蚀性和耐热性能。奥氏体不锈钢※主要牌号：0Cr18Ni9（304）、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9（302）、1Cr18Ni9Ti、00Cr18Ni10其中0Cr18Ni9可叫304（美国牌号），又可叫18∕8与18∕10。用途：应用非常广泛，其产量与用量占不锈钢总量的70％。4、不锈钢的性能（1）物理性能密度（从小到大）：铁素体－碳钢－奥氏体430：7.70；Q235：7.86；304：7.93；电阻率（从小到大）：碳钢－铁素体－奥氏体线膨胀系数（从小到大）：碳钢－铁素体－奥氏体（奥氏体钢比碳钢大40%）热导率（从小到大）：奥氏体－铁素体－碳钢（奥氏体钢约为碳钢的1／3）【注】奥氏体不锈钢在焊接时会引起较大的焊接变形，特别是在异种金属（如碳钢、低合金钢）焊接时，由于热导率和线膨胀系数有很大的差异，会产生很大焊接残余应力。（2）力学性能奥氏体不锈钢：综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性，同时硬度又不高。具有良好的弯折、卷曲和冲压成形性，便于制成各种形状的零件。可以经受住多次拉深（为防止中途破裂，中间须增加退火处理,退火温度多在850～970度之间）。铁素体不锈钢：普通纯度高铬铁素体不锈钢，如430，与奥氏体不锈钢相比，由于含碳量较高，其室温脆性较大，焊接工艺性较差。难以进行深加工，经过深拉深时很容易起皱或破裂，一般经过3次拉深后，就已经很难再往下继续拉深。5、不锈钢牌号表示方法及国内外牌号对照⑴国内牌号表示方法(GB)：第一位数表示平均含碳量（千分之几计），0表示含碳量0.06％～0.08％，00表示碳含量≤0.03％。合金元素含量：平均含量≤1.5％时，不写数量；平均含碳量为1.5％～2.49％，2.5％～3.49％……时，相应标明2、3…….如：1Cr18Ni9Ti、1Cr17等⑵美国牌号表示方法：AISI标准牌号第一位数表示类别，第二、三位表示顺序号。2：铬镍锰系3：铬镍系4：铬系5、低铬系举例：202、304、430、504等。如数字后加L，则表示超低碳含量（碳含量≤0.03％），如304L。⑶日本牌号表示方法（JIS标准）：日本JIS不锈钢材标准的牌号表示为SUS＋数字编号。S（Stainless）：钢，U（Use）：用途，S（Steel）：不锈数字编号基本采用美国AISI的牌号表示方法。举例：SUS201、SUS304、SUS430、SUS504日本独特的牌号，采用向类似的AISI的牌号在其后加J1、J2来表示，如SUS304J1。⑷德国牌号（DIN标准）：X5CrNi18-10，1.4301表示如下：“X”表示合金钢，”5“含碳量（万分之几），“CrNi”主要合金元素，“18-10”表示元素百分含量。“1”钢的代号，“43”钢组代号，“01”按需要区分的数字代号。钢组代号：40-Ni＜2.5％，无Mo，Nb和Ti41-Ni＜2.5％，含Mo，无Nb和Ti43-Ni≥2.5％，无Mo，Nb和Ti44-Ni≥2.5％，含Mo，无Nb和Ti45-含特殊添加元素不锈钢的表面种类2D板：表面呈略具光泽的银白色板；2B板：呈银白色且比2D表面佳的光泽度和平坦度；NO.3：有佳的光泽度、粗纹；NO.3：有佳的光泽度、细纹；HL：呈银灰色且具发丝条纹；Mirror：镜面效果；6、不锈钢腐蚀⑴金属的腐蚀分三大类：A.物理腐蚀：金属的物理溶解属于物理腐蚀。B.化学腐蚀：是指在介质中直接发生的化学作用，即金属同介质中离子直接交换电荷。C.电化学腐蚀：金属在电介质中，由于电极反应而发生的腐蚀。⑵不锈钢的主要腐蚀形式：A.均匀腐蚀（表面腐蚀）B.点腐蚀C.缝隙腐蚀D.晶间腐蚀E.应力腐蚀A.均匀腐蚀定义指接触腐蚀介质的金属表面全部产生腐蚀的现象。均匀腐蚀使金属截面不断减少，对于被腐蚀的受力零件而言，会使其承受的应力逐渐增加，最终达到材料的断裂强度而发生断裂。存在均匀腐蚀的环境，须选用耐腐蚀较好的材料。B.点腐蚀定义是指在金属材料表面大部分不腐蚀或腐蚀轻微，而分散发生高度的局部腐蚀。点腐蚀是金属表面局部钝化膜被腐蚀破坏所致。在含有氯离子的介质中，最易引起不锈钢的点腐蚀。防蚀办法：①减少介质中氯离子与氧离子含量，降低介质温度，加入缓蚀剂。②尽量不进行冷加工。③降低钢中碳的含量，提高铬、镍含量。C.缝隙腐蚀定义是指在金属构件缝隙处发生斑点状或溃疡形的宏观蚀坑，是局部腐蚀的一种。防腐措施：⑴.适当增加铬、钼含量⑵.改善运行条件，改变介质成分和结构形式防蚀办法：①在钢中适当增加铬、钼的含量。②改善运行条件，改变介质成分和结构形式D.晶间腐蚀定义集中发生在金属显微组织晶界并向金属材料内部深入的一种有选择性的腐蚀破坏。这是一种危害性很大的腐蚀破坏。奥氏体不锈钢发生晶间腐蚀的原因：加热到600－800℃温度区间会发生敏化，即在晶界区产生贫铬，贫铬的金属在腐蚀介质作用下首先被腐蚀溶解而形成晶间腐蚀。该腐蚀多发生在焊接接头处。普通纯高铬铁素体焊接后在700～800°C进行短时间保温退火处理，又可恢复耐蚀性。晶间腐蚀奥氏体钢防止晶间腐蚀的方法：1、固溶处理，1050～1150度保温，水冷。2、降低C含量，304L、316L。3、加入Ti或Nb形成碳化物。4、采用双相不锈钢。晶间腐蚀铁素体钢防止晶间腐蚀的方法：1、700～800度回火处理；2、降低C含量。E.应力腐蚀指金属在某种特定环境与相应水平应力的共同作用下，以裂纹扩展方式发生的与腐蚀有关的断裂。断裂的模式是完全脆性的，很多发生在焊接部位。不锈钢腐蚀不锈钢产品要定期清洗，保持产品表面的清洁，可以有效防止生锈。抛光产品的防锈性能比砂光产品要好。不锈钢最怕“氯离子”的侵蚀，在遇到盐酸与盐液时，一定要清洗干净，否则，很容易生锈。不锈钢产品的不锈是相对在一定条件下的，而生锈是绝对的。谢谢！