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“不锈钢”的真正认识及钢材的几大类和术语
作者:网络 来源:网络转摘 时间:2007-12-25 0:45:16 点击:6869 次

                       “不锈钢”的真正认识及钢材的几大类和术语

不锈钢这个词常常让人误解,因为事实上没有钢材是不生锈的,生锈会在钢材上留下污点,并使刀具状态欠佳。熔炼时在钢材中加入铬,并降低碳的含量,就可以使其成为不锈钢

一、不锈钢热轧钢板
不锈钢热轧钢板是用热轧工艺生产的不锈钢钢板。厚度不大于3mm的为薄板,厚度大于3mm的为厚板。用于化工、石油、机械、船舶等行业制造耐蚀零件、容器和设备。其分类和牌号如下: 1.奥氏体型钢 (1)1Cr17Mn6Ni15N(2)1Cr18Mn8Ni5N(3)1Cr18Ni9(4)1Cr18Ni9Si3(5)0Cr18Ni9(6)00Cr19Ni10(7)0Cr19Ni9N(8)0Cr19Ni10NbN(9)00Cr18Ni10N(10)1Cr18Ni12;11) 0Cr23Ni13(12)0Cr25Ni20(13) 0Cr17Ni12Mo2(14) 00Cr17Ni14Mo2(15) 0Cr17Ni12Mo2N(16) 00Cr17Ni13Mo2N(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2(23) 0Cr19Ni13Mo3(24) 00Cr19Ni13Mo3(25) 0Cr18Ni16Mo5(26) 1Cr18Ni9Ti(27) 0Cr18Ni10Ti(28) 0Cr18Ni11Nb(29) 0Cr18Ni13Si4 2.奥氏体——铁素体型钢 (300Cr26Ni5Mo2;(3100Cr18Ni5Mo3Si2 3.铁素体型钢 (320Cr13Al(33) 00Cr12(34)1Cr15(35)1Cr17(36)1Cr17Mo(37)00Cr17Mo (38)00Cr18Mo2(39)00Cr30Mo2(40)00Cr27Mo 4.马氏体型钢 (411Cr12;(420Cr13;(43);1Cr13;(442Cr13;(453Cr13;(464Cr13;(473Cr16;(487Cr17 5.沉淀硬化型钢 (490Cr17Ni7Al

二、不锈钢冷轧钢板
不锈钢冷轧钢板是用冷轧工艺生产的不锈钢钢板,厚度不大于3mm的为薄板,厚度大于3mm的为厚板。用于制作耐腐蚀部件,石油、化工的管道、容器、医疗器械、船舶设备等,其分类和牌号如下:
1
.奥氏体型钢 除与热轧部分相同外(29种),还有:(1
2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni8
2
.奥氏体——铁素体型钢 除与热轧部分相同外(2种),还有:
(1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti
3
.铁素体型钢 除与热轧部分相同外(9种),还有:00Cr17 4.马氏体型钢 除与热轧部分相同外(8种),还有1Cr17Ni2 5.沉淀硬化型钢:同热轧部分

三、铁素体、奥氏体、马氏体简介
大家知道固态金属及合金都是晶体,即在其内部原子是按一定规律排列的,排列的方式一般有三种即:体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。金属是由多晶体组成的,它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构:910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁,910℃ 以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。如果碳原子挤到铁的晶格中去,而又不破坏铁所具有的晶格结构,这样的物质称为固溶体。碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体,它的溶碳能力极低,最大溶解度不超过0.02%。而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体,它的溶碳能力较高,最高可达2%。奥氏体是铁碳合金的高温相。钢在高温时所形成的奥氏体,过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。如以极大的冷却速度过冷到230℃以下,这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能,奥氏体将直接转变成一种含碳过饱和的α固溶体,称为马氏体。由于含碳量过饱和,引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低,脆性增大。不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明,只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高,因此,不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。由于含铬量的提高,对钢的组织也有很大影响,当铬含量高而碳含量很少时,铬会使铁碳平衡,图上的Υ相区缩小,甚至消失,这种不锈钢为铁素体组织结构,加热时不发生相变,称为铁素体型不锈钢。当含铬量较低(但高于12%),碳含量较高,合金在从高温冷却时,极易形成马氏体,故称这类钢为马氏体型不锈钢。镍可以扩展Υ相区,使钢材具有奥氏体组织。如果镍含量足够多,使钢在室温下也具有奥氏体组织结构,则称这种钢为奥氏体型不锈钢。

四、不锈钢在各领域的应用
1
1960——1999年约40年间,西方国家的不锈钢产量从215万吨猛增到1728万吨,增加了约8倍,平均年增长率约为55%。不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。在厨房器具方面主要有水洗槽和电气、煤气热水器,家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒。从节能和再循环等环保的观点看,不锈钢的需求有望进一步扩大。在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统,用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为20-30kg,全世界的年需求约100万吨,这是不锈钢最大的应用领域。 在建筑领域,最近的需求急剧增长,如:新加坡地铁车站的防护装置,使用了约5000吨的不锈钢外装饰材。再如日本1980年以后,用于建筑业的不锈钢增长了约4倍,主要用作屋顶、大楼内外装饰和结构材。80年代,在日本沿海地区使用304型无涂漆材作为屋顶材料,从防锈考虑,逐步转变为使用涂漆不锈钢。进入90年代,开发了具有高耐蚀性的20%以上高Cr铁素体系不锈钢,被用作屋顶材料,同时为了美观性,开发了各种表面精加工技术。在土木领域,日本的水坝吸水塔使用不锈钢。欧美的寒冷地区,为防止高速公路和桥梁的冻结需撒盐,这就加速了钢筋的腐蚀,所以使用不锈钢钢筋。在北美的道路中,近3年间约有40处采用了不锈钢钢筋,每处的使用量为200-1000吨,今后不锈钢在该领域的市场将有所作为。
2
.今后扩大不锈钢应用的关键是环保、长寿命和IT的普及。 关于环保方面,首先从大气环保的观点看,用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、LNG发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。还有估计在21世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使用不锈钢。从水质环保的观点看,在给水、排水处理装置中,具有优异耐蚀性的不锈钢也将扩大需求。关于长寿命,在欧洲已有的桥梁、高速公路、隧道等设施中,不锈钢的应用在增加,预计这种潮流将遍及全世界。还有日本一般住宅建筑的寿命特别短为20-30年,废材处理成为一大问题。最近以寿命达到100年为目标的建筑物开始出现,这样具有优异耐久性的材料需求将增长。从地球环保的观点看,长寿命在减少土木、建筑废材的同时,有必要从引入新概念的设计阶段探讨如何降低维修成本。关于IT的普及,在IT的发展和普及过程中,功能材料在设备硬件方面起很大的作用,对高精密度、高功能材料的要求非常大。如:在手机和微机部件中,灵活应用了不锈钢的高强度、弹性和非磁性等特性,使得不锈钢的应用扩大。还有在半导体和各种基板的制造设备中,具有良好清洁度和耐久性的不锈钢发挥了重要作用。不锈钢具有多种其它金属没有的优异性能,是一种具有优异耐久性和再循环性的材料,今后对应时代的变化,不锈钢将广泛应用于各种领域。

常用钢产品术语

1.碳钢   
  
碳钢也叫碳素钢,是含炭量WC小于2%的铁碳合金。碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷按

用途可以把碳钢分为碳素结构钢、碳素工具钢和易切削结构钢三类。碳素结构钢又分为建筑结构钢和机器

制造结构钢两种按含碳量可以把碳钢分为低碳钢(WC ≤ 0.25%,中碳钢(WC0.25%——0.6%)和高碳钢

WC>06%) 按磷、硫含量可以把碳素钢分为普通碳素钢(含磷、硫较高)、优质碳素钢(含磷、硫较

低)和高级优质钢(含磷、硫更低)一般碳钢中含碳量较高则硬度越高,强度也越高,但塑性较低
   2.
碳素结构钢   

  
这类钢主要保证力学性能,故其牌号体现其力学性能,用Q+数字表示,其中“Q”为屈服点字的

汉语拼音字首,数字表示屈服点数值,例如Q275表示屈服点为275Mpa。若牌号后面标注字母ABCD

则表示刚才质量等级不同,含SP的量依次降低,钢材质量依次提高。若在牌号后面标注字母“F”则为

沸腾钢,标注“b”为半镇静钢,不标注“F”“b”者为镇静钢。例如Q235-A·F表示屈服点为235Mpa

A级沸腾钢,Q235-C表示屈服点为235MpaC级镇静钢碳素结构钢一般情况下都不经热处理,而在供应状

态下直接使用。通常Q195Q215Q235钢碳的质量分数低,焊接性能好,塑性、韧性好,有一定强度,常

轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等,用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺钉、螺母等零件。Q255Q275钢碳

的质量分数稍高,强度较高,塑性、韧性交好,可进行焊接,通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及

制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、稍等零件
   3.
优质结构钢   

  
这类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其牌号是采用两位数字表示钢中平均碳的质量分数的万分

数(WC×10000)。例如45钢表示钢中平均碳的质量分数为0.45%08钢表示钢中平均碳的质量分数为

0.08% 优质碳素结构钢主要用于制造机器零件。一般都要经过热处理以提高力学性能。根据碳的质量分数

不同,有不同的用途。0808F1010F钢,塑性、韧性高,具有优良的冷成性能和焊接性能,常冷轧成

薄板,用于制作仪表外壳、汽车和拖拉机上的冷冲压件,如汽车身、拖拉机驾驶室等;152025钢用于

制作尺寸叫小、负荷较轻、表面要求耐磨、心部强度要求布告的渗碳零件,如活塞销、样板等;3035

404550钢经热处理后具有良好的综合力学性能,即具有较高的强度和较高的塑性、韧性、用于制作轴

类零件,例如4045钢常用于制造汽车、拖拉机的曲轴、连杆、一般机床主轴、机床齿轮和其他受力不大

的轴类零件;556065钢热处理后具有高的弹性极限,常用于制作负荷不大,尺寸较小的弹簧,如调压

和调速弹簧、柱塞弹簧、冷卷弹簧等
   4.
碳素工具钢   

  
碳素工具钢是基本上不含合金元素的高碳钢,含碳量在0.65%-1.35%范围内,其生产成本低,原料来源

易取得,切削加工性良好,热处理后可以得到高硬度和高耐磨性、所以是被广泛采用的钢种,用来制造各

种刃具、模具 但这类钢的红硬性差,即当工作温度大于250 ℃ 时,钢的硬度和耐磨性就会急剧下降而失

去工作能力。另外,碳素工具钢如制成较大的零件则不易淬硬,而且容易产生变形和裂纹
   5.
易切削结构钢   

  
易切削结构钢是在钢中加入一些使钢变脆的元素,使钢切削时切削易脆断成碎屑,从而有利于提高切

削速度和延长刀具寿命。使钢变脆的元素主要是硫,在普通低合金易切削结构钢中使用了铅、碲、铋等元

素 这种钢的含硫量WS0.08%-0.03%范围内,含锰量WMn0.60%-1.55%范围内。钢中的硫和锰以硫化锰形

态存在,硫化锰很脆并有润滑效能,从而使切削容易碎断,并有利于提高加工表面的质量
   6.
合金钢   

  
在钢中除含铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外,还含有一定量的合金元素,钢中的合

金元素有硅、锰、钼、镍、硌、矾、钛、铌、硼、铅、稀土等其中的一种或几种,这种钢叫合金钢各国

的合金钢系统,随各自的资源情况、生产和使用条件不同而不同,国外以往曾发展镍、硌钢系统,我国则

发现以硅、锰、钒、钛、铌、硼、铅、稀土为主的合金钢系统合金钢在钢的总产量中约占百分之十几,

一般是在电炉中冶炼的按用途可以把合金钢分为8大类,它们是:合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、合金工

具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热不起皮钢,电工用硅钢
   7.
普通低合金钢   

  
普通低合金钢是一种含有少量合金元素(多数情况下其总量W总不超过3%)的普通合金钢。这种钢的强

度比较高,综合性能比较好,并具有耐腐蚀、耐磨、耐低温以及较好的切削性能、焊接性能等在大量节

约稀缺合金元素条件下,通常1吨普通低合金钢可顶1.2-1.3吨碳素钢使用,其使用寿命和使用范围更是远

远超过碳素钢。普通低合金钢可以用一般冶炼方法在平炉、转炉中冶炼,成本也和碳素钢接近
   8.
工程结构用合金钢   

  
这是指工程和建筑结构用的合金钢,包括可焊接的高强度合金结构钢、合金钢筋钢、铁道用合金钢、

地质石油钻探用合金钢、压力容器用合金钢、高锰耐磨钢等。这类钢用作工程和建筑结构件,在合金钢中

,这类钢合金含量总量较低,但生产、使用量较大
   9.
机械结构用合金钢   

  
这类钢是指适用于制造机器和机械零件的合金钢。它是在优质碳素钢的基础上,适当地加入一种或数

种合金元素,用来提高钢的强度、韧性和淬透性。这类钢通常要经过热处理后使用。主要包括常用的合金

结构钢和合金弹簧钢两大类,其中包括调质处理的合金钢、表面硬化处理的合金钢、冷塑性成型用合金钢

。按化学成分基本组成系统可分为Mn系钢、SiMn系钢、Cr系钢、CrMo系钢、CrNiMo系钢、Ni系钢、B系钢


   10.
弹簧钢   

  
弹簧在冲击、振动或长期交应力下使用,所以要求弹簧钢有高的抗拉强度、弹性极限、高的疲劳强度

。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等碳素弹簧钢即含碳量WC0.6%-0.9%

围内的幼稚碳素结构钢。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种,它们的含碳量稍低,主要靠增加硅含量Wsi提高

性能;另外还有硌、钨、钒的合金弹簧钢。近年来,结合我国资源,并根据汽车、拖拉机设计新技术的要

求,研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种,延长了弹簧的使用寿命,提高了弹簧质量
   11.
轴承钢   

  
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作是承受着极大的压力和磨擦力,所以要求

轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的

含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格轴承钢又称高碳硌钢,含碳Wc1%左右,含硌量Wcr

0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳硌轴承钢、无硌轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁

轴承钢六大类
   12.
电工硅钢   

  
电器工业用硅钢主要用来制造电器工业用硅钢片。硅钢片是电机和变压器制造中用量很大的钢材 按化

学成分硅钢可分为低硅钢和高硅钢。低硅钢含硅量Wsi1.0%-2.5%,主要用来制造电机;高硅钢含碳量

Wsi3.0%-4.5%,一般用来制造变压器。他们的含碳量Wc ≤ 0.06%-0.08%
   13.
桥梁钢   

  
铁路或公路桥梁承受车辆的冲击载荷,桥梁钢要求有一定的强度,韧性和良好的抗疲劳性能,并且对

钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢,近来成功地采用了普通低合金钢如16锰、15

矾氮等
   14.
锅炉钢   

  
锅炉钢主要指用来制造过热器、主蒸汽管和锅炉火室受热面用的材料。对锅炉钢的性能要求主要是有

良好的焊接性能、一定的高温强度和耐碱性腐蚀、耐氧化等。常用的锅炉钢有平炉冶炼的低碳镇静钢或电

炉冶炼的低碳钢,含碳量Wc0.16%-0.26%范围内。制造高压锅炉时则应用珠光体耐热钢或奥氏体耐热钢

。近年来也采用普通低合金钢建造锅炉,如12锰、15锰钒、18锰钼铌等
   15.
不锈钢   

  
不锈耐酸钢简称不锈钢,它是由不锈钢和耐酸钢两大部分组成的,简言之,能抵抗大气腐蚀的钢叫不

锈钢,而能抵抗化学介质腐蚀的钢叫耐酸钢。一般说来,含硌量Wcr大于12%的钢就具有了不锈钢的特点

不锈钢按热处理后的显微组织又可分为五大类:即铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体

-铁素体不锈钢及沉淀碳化不锈钢
   16.
耐热钢   

  
在高温条件下,具有抗氧化性和主够的高温强度以及良好的耐热性能的钢称作耐热钢。耐热钢包括抗

氧化钢和热强钢两类。抗氧化钢又简称不起皮钢。热强钢是指在高温下具有良好的抗氧化性能并具有较高

的高温强度的钢。耐热钢主要用于在高温下长期使用的零件

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