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不銹鋼材質(zhì)
時(shí)間：2009/3/11 來源：浙江揚(yáng)子江泵業(yè)有限公司
通俗地說，不銹鋼就是不容易生銹的鋼，實(shí)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(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，其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高，當(dāng)鉻含量達(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。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(diǎn)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(diǎn)分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強(qiáng)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(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(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的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(qiáng)度較低，不可能通過相變使之強(qiáng)化，僅能通過冷加工進(jìn)行強(qiáng)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(shí)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(diǎn)，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(diǎn)，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(diǎn)，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(shí)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(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)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。
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(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的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(qiáng)度較低，不可能通過相變使之強(qiáng)化，僅能通過冷加工進(jìn)行強(qiáng)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(shí)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(diǎn)，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(diǎn)，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(diǎn)，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(shí)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(diǎn)。與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)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(hào)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(qiáng)韌性組合，主要用于蒸汽輪機(jī)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(qiáng)化機(jī)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(shí)效不銹鋼等。
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(hào)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(qiáng)韌性組合，主要用于蒸汽輪機(jī)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(qiáng)化機(jī)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(shí)效不銹鋼等。
代表鋼號(hào)、化學(xué)成分、室溫力學(xué)性能：
馬氏體不銹鋼的代表鋼號(hào)為1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等，鐵素體不銹鋼的代表鋼號(hào)為1Cr17、1Cr17Ti、 1Cr25等，奧氏體不銹鋼的代表鋼號(hào)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(hào)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(biāo)準(zhǔn)鋼號(hào)對(duì)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(hào) |
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(hào) |
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 |
|
750-800oC空冷 |
412-632 |
245-485 |
20-57 |
50-80.5 |
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