本文章最後由 cflung 於 2012-7-12 21:05 編輯
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在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不鏽鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不鏽鋼所固有的
表面性能,使用於多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不鏽鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-鉻鎳鋼等高合金鋼。
從金相學角度分析,因為不鏽鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。
為了保持不鏽鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
不鏽鋼種類:
不鏽鋼可以按用途、化學成分及金相組織來大體分類。
以奧氏體系類的鋼由18%鉻-8%鎳為基本組成,各元素的加入量變化的不同,而開發各種用途的鋼種。
以化學成分分類:
①. CR系列:鐵素體系列、馬氏體系列
②. CR-NI系列:奧氏體系列,異常系列,析出硬化系列。
以金相組織的分類:
①. 奧氏體不鏽鋼
②. 鐵素體不鏽鋼
③. 馬氏體不鏽鋼
④. 雙相不鏽鋼
⑤. 沉澱硬化不鏽鋼
不鏽鋼的標識方法
鋼的編號和表示方法
①用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成份,用阿拉伯字母來表示成份含量:
如:中國、俄國 12C rNi 3A
②用固定位數數字來表示鋼類系列或數字;如:美國、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
國際不鏽鋼標示方法
美國鋼鐵學會是用三位數字來標示各種標準級的可鍛不鏽鋼的。其中:
①奧氏體型不鏽鋼用200和300系列的數字標示,
②鐵素體和馬氏體型不鏽鋼用400系列的數字表示。例如,某些較普通的奧氏
體不鏽鋼是以201、 304、 316以及310為標記,
③鐵素體不鏽鋼是以430和446為標記,馬氏體不鏽鋼 是以410、420以及440C
為標記,雙相(奧氏體-鐵素體),
④不鏽鋼、沉澱硬化不鏽鋼以及含鐵量低於50%的高合金通常是採用專利名稱
不鏽鋼專業名詞
通俗地說,不鏽鋼就是不容易生鏽的鋼,實際上一部分不鏽鋼,既有不鏽性,又有耐酸性(耐蝕性)。不鏽鋼的不鏽性和耐蝕性是由於其表面上富鉻氧化膜
(鈍化膜)的形成。這種不鏽性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,
當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生鏽到不易生鏽,從不耐蝕到耐腐蝕。不鏽鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分類,
有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不鏽鋼;按主要化學成分分類,基本上可分為鉻不鏽鋼和鉻鎳不鏽鋼兩大系統;按用途分則有耐硝酸不鏽鋼、耐硫酸
不鏽鋼、耐海水不鏽鋼等等,按耐蝕類型分可分為耐點蝕不鏽鋼、耐應力腐蝕不鏽鋼、耐晶間腐蝕不鏽鋼等;按功能特點分類又可分為無磁不鏽鋼、易切削
不鏽鋼、低溫不鏽鋼、高強度不鏽鋼等等。由於不鏽鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度範圍內的強韌性等系列特點,所以在重工業、
輕工業、生活用品行業以及建築裝飾等行業中獲取得廣氾的應用。
奧氏體不鏽鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不鏽鋼包括著名的
18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素髮展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不鏽鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,
但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。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於0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。
高矽的奧氏體不鏽鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由於奧氏體不鏽鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣氾的應用。
鐵素體不鏽鋼:在使用狀態下以鐵素體組織為主的不鏽鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳,有時還含有少量的Mo、Ti、Nb
等到元素,這類鋼具導熱係數大,膨脹係數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點,多用於製造耐大氣、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,因而限制了它的應用。爐外精鍊技術(AOD或VOD)的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得
廣氾應用。
奧氏體--鐵素體雙相不鏽鋼:是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不鏽鋼。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鏽鋼的特點,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
,同時還保持有鐵素體不鏽鋼的475℃脆性以及導熱係數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不鏽鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。
雙相不鏽鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不鏽鋼。
馬氏體不鏽鋼:通過熱處理可以調整其力學性能的不鏽鋼,通俗地說,是一類可硬化的不鏽鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 , 3C r13 , 4C r13等。粹火后
硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手朮器械。根據化學成分的差異,馬氏體不鏽鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏
體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不鏽鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉澱硬化不鏽鋼以及馬氏體時效不鏽鋼等。
不鏽鋼的物理化學機械特性
不鏽鋼的物理性能主要用以下幾方面來表示:
①.熱膨脹係數:因溫度變化而引起物質量度元素的變化。膨脹係數是膨脹-溫度曲線的斜率,瞬時膨脹係數是特定溫度下的斜率,兩個指定的溫度之間的
平均斜率是平均熱膨脹係數。膨脹係數可以用體積或者是長度表示,通常是用長度表示。
②.密度:物質的密度是該物質單位體積的質量,單位是kg/m3或1b/in3。
③.彈性模量:當施加力于單位長度稜住的兩端能引起物體在長度上的單位變化時,單位面積上所需的力稱為彈性模量。單位為1b/in3或N/m3。
④.電阻率:在單位長度立方體材料的兩對面之間測量的電阻,單位用Ω•m,μΩ•cm或(已廢的)Ω/(circular mil.ft)來表示。
⑤.磁導率:無量綱係數,表示物質易被磁化的程度,是磁感應強度與磁場強度之比。
⑥.熔化溫度範圍:確定合金開始凝固和凝固完了的溫度。
⑦.比熱: 單位質量的物質溫度改變1度所需要的熱量。在英制和CGs制中二者比熱的數值相同,因為熱量的單位(Biu或cal)取決于單位質量的水升高1度
聽需的熱量。國際單位制中比熱的數值與英制或CGS制是不同的,因為能量的單位(J)是按不同的定義定的。比熱的單位是Btu(1b• 0F )及J/(kg •k)。
⑧.熱導率:物質導熱的速率的量度。在單位截面積物質上建立單位長度上的1度的溫度梯度時,那麼熱導率定義為單位時間傳導的熱量,熱導率的單位為
Btu/(h•ft• 0F )或w/(m •K)。
⑨.熱擴散率:是確定物質內部溫度前遷速率的一種性能,是熱導率對比熱和密度乘積的比值,熱擴散率單位以Btu/(h•ft• 0F )或w/(m•k)表示。
不鏽鋼的性能與組織
目前已知的化學元素有100多種,在工業中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對於人們在與腐蝕現象作長期鬥爭的實踐而形成的不鏽鋼這一
特殊鋼系列來說,最常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對不鏽鋼的性能與組織影響最大的元素是:碳、鉻、鎳、錳、矽、鉬、鈦、鈮、鈦
、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、矽、氮以外,都是化學元素週期表中位於過渡族的元素。
實際上工業上應用的不鏽鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存於不鏽鋼這一個統一體中時,它們的影響要比單獨存在時複雜得多,因為在
這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此不鏽鋼的組織決定于各種元素影響的總和。
1).各種元素對不鏽鋼的性能和組織的影響和作用
1-1.鉻在不鏽鋼中的決定作用:決定不鏽鋼性屬的元素只有一種,這就是鉻,每種不鏽鋼都含有一定數量的鉻。迄今為止,還沒有不含鉻的不鏽鋼。鉻之所以
成為決定不鏽鋼性能的主要元素,根本的原因是向鋼中添加鉻作為合金元素以後,促使其內部的矛盾運動向有利於抵抗腐蝕破坏的方面發展。這種變化可以從
以下方面得到說明:
①鉻使鐵基固溶體的電極電位提高
②鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化
鈍化是由於陽極反應被阻止而引起金屬與合金耐腐蝕性能被提高的現象。構成金屬與合金鈍化的理論很多,主要有薄膜論、吸附論及電子排列論。
1-2. 碳在不鏽鋼中的兩重性
碳是工業用鋼的主要元素之一,鋼的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式,在不鏽鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不鏽鋼中對組織的
影響主要表現在兩方面,一方面碳是穩定奧氏體的元素,並且作用的程度很大(約為鎳的30倍),另一方面由於碳和鉻的親和力很大,與鉻形成—系列複雜的
碳化物。所以,從強度與耐腐燭性能兩方面來看,碳在不鏽鋼中的作用是互相矛盾的。
認識了這一影響的規律,我們就可以從不同的使用要求出發,選擇不同含碳量的不鏽鋼。
例如工業中應用最廣氾的,也是最起碼的不鏽鋼—— 0C rl3~4Cr13這五個鋼號的標準含鉻量規定為12~14%,就是把碳要與鉻形成碳化鉻的因素考慮進去以後
才決定的,目的即在於使碳與鉻結合成碳化鉻以後,固溶體中的含鉻量不致低於11.7%這一最低限度的含鉻量。
就這五個鋼號來說由於含碳量不同,強度與耐腐蝕性能也是有區別的,0Cr13~2Crl3鋼的耐腐蝕性較好但強度低於3Crl3和4Cr13鋼,多用於製造結構零件,后兩
個鋼號由於含碳較高而可獲得高的強度多用於製造彈簧、刀具等要求高強度及耐磨的零件。又如為了克服18-8鉻鎳不鏽鋼的晶間腐蝕,可以將鋼的含碳量降至
0.03%以下,或者加入比鉻和碳親和力更大的元素(鈦或鈮),使之不形成碳化鉻,再如當高硬度與耐磨性成為主要要求時,我們可以在增加鋼的含碳量的同時
適當地提高含鉻量,做到既滿足硬度與耐磨性的要求,又兼顧—定的耐腐蝕功能,工業上用作軸承、量具與刃具有不鏽鋼9Cr18和9Cr 17M oVCo鋼,含碳量雖高達
0.85~0.95%,由於它們的含鉻量也相應地提高了,所以仍保証了耐腐蝕的要求。
總的來講,目前工業中獲得應用的不鏽鋼的含碳量都是比較低的,大多數不鏽鋼的含碳量在0.1~0.4%之間,耐酸鋼則以含碳0.1~0.2%的居多。含碳量大於
0.4%的不鏽鋼僅占鋼號總數的一小部分,這是因為在大多數使用條件下,不鏽鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外,較低的含碳量也是出於某些工藝上的要求,
如易於焊接及冷變形等。
1-3. 鎳在不鏽鋼中的作用是在與鉻配合后才發揮出來的
鎳是優良的耐腐蝕材料,也是合金鋼的重要合金化元素。鎳在鋼中是形成奧氏體的元素,但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織,含鎳量要達到24%;而只有含鎳27%
時才使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構成不鏽鋼。但是鎳與鉻同時存在於不鏽鋼中時,含鎳的不鏽鋼卻具有許多可貴的性能。
基於上面的情況可知,鎳作為合金元素在不鏽鋼中的作用,在於它使高鉻鋼的組織發生變化,從而使不鏽鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。
1-4. 錳和氮可以代替鉻鎳不鏽鋼中鎳
鉻鎳奧氏體鋼的優點雖然很多,但近几十年來由於鎳基耐熱合金與含鎳20%以下的熱強鋼的大量發展與應用,以及化學工業日益發展對不鏽鋼的需要量越來越大,
而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數地區,因此在世界範圍內出現了鎳在供和需方面的矛盾。所以在不鏽鋼與許多其他合金領域(如大型鑄鍛件用鋼、工具鋼、
熱強鋼等)中,特別是鎳 的資源比較缺乏的國家,廣氾地開展了節鎳和以其他元素代鎳的科學研究與生產實踐,在這方面研究和應用比較多的是以錳和氮來代替
不鏽鋼與耐熱鋼中的鎳。
錳對於奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切一些,錳的作用不在於形成奧氏體,而是在於它降低鋼的臨界淬火速度,在冷卻時增加奧氏體的穩定性,抑制奧氏體
的分解,使高溫下形成的奧氏體得以保持到常溫。在提高鋼的耐腐蝕性能方面,錳的作用不大,如鋼中的 含錳量從0到10.4%變化,也不使鋼在空氣與酸中的耐
腐蝕性能發生明顯的改變。這是因為錳對提高鐵基固溶體的電極電位的作用不大,形成的氧化膜的防護作用也很低,所以工業上雖有以錳合金化的奧氏體鋼(如
40Mn 18C r4, 50M n 18C r4WN、ZGMn13鋼等),但它們不能作為不鏽鋼使用。 錳在鋼中穩定奧氏體的作用約為鎳的二分之一,即2%的氮在鋼中的作用也是穩定
奧氏體,並且作用的程度比鎳還要大。例如,欲使含18%鉻的鋼在常溫下獲得奧氏體組織,以錳和氮代鎳的低鎳不鏽鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼,目前已在工業中
獲得應用,有的已成功地代替了經典的18-8鉻鎳不鏽鋼。
1-5.不鏽鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。
1-6.鉬和銅可以提高某些不鏽鋼的耐腐蝕性能。
1-7.其他元素對不鏽鋼的性能和組織的影響
以上主要的九種元素對不鏽鋼的性能和組織的影響,除這些元素對不鏽鋼性能與組織影響較大的元素以外,不鏽鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一
樣為常存雜質元素,如矽、硫、磷等.也有的是為了某些特定的目的而加入的,如鈷、硼、硒、稀土元素等。從不鏽鋼的耐腐蝕性能這一主要性質來說,這些元素
相對於已討論的九種元素,都是非主要方面的,雖然如此,但也不能完全忽略,因為它們對不鏽鋼的性能與組織同樣也發生影響。
矽是形成鐵素體的元素,在一般不鏽鋼中為常存雜質元素。
鈷作為合金元素在鋼中應用不多,這是因為鈷的價格高及其在其它方面(如高速鋼、硬質合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等)有著更重要的用途。在一般
不鏽鋼中加鈷作合金元素的也不多,常用不鏽鋼如9Crl 7M oVCo鋼(含1.2-1.8%鈷)加鈷,目的並不在於提高耐腐蝕性能而在於提高硬度,因為這種不鏽鋼的
主要用途是製造切片機械刃具、剪刀及手朮刀片等。
硼:高鉻鐵素體不鏽鋼Crl 7M o2Ti鋼中加0.005%硼,可使在沸騰的65%醋酸中的耐腐蝕性能提高。加微量的硼(0.0006~0.0007%)可使奧氏體不鏽鋼的熱態
塑性改善。少量的硼由於形成低熔點共晶體,使奧氏體鋼焊接時產生熱裂紋的傾向增大,但含有較多的硼(0.5~0.6%)時,反而可防止熱裂紋的產生。因為
當含有0.5~0.6%的硼時,形成奧氏體-硼化物兩相組織,使焊縫的熔點降低。熔池的凝固溫度低於半溶化區時,母材在冷卻時產生的張應力,由處於液態.
固態的焊縫金屬承受,此時是不致引起裂縫的,即使在近縫區形成了裂紋,也可以為處於液態-固態的熔池金屬所填充。含硼的鉻鎳奧氏體不鏽鋼在原子能工業
中有著特殊的用途。
磷:在一般不鏽鋼中都是雜質元素,但其在奧氏體不鏽鋼中的危害性不像在一般鋼中那樣顯著,故含量可允許高一些,如有的資料提出可達0.06%,以利於冶煉
控制。個別的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達0.06%(如2Crl3NiMn9鋼)以至0.08%(如Cr 14M nl4Ni鋼)。利用磷對鋼的強化作用,也有加磷作為時效硬化不鏽
鋼的合金元素,PH17-10P鋼(含0.25%磷)乃PH-HNM鋼(含0.30磷)等。
硫和硒:在一般不鏽鋼中也是常有雜質元素。但向不鏽鋼中加0.2~0.4%的硫,可提高不鏽鋼的切削性能,硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不鏽鋼的切削性能
,是因為它們降低不鏽鋼的韌性,例如一般18-8鉻鎳不鏽鋼的衝擊值可達30公斤/釐米2。含0.31%硫的18-8鋼(0.084%C、18.15%Cr、9.25%Ni)的衝擊
值為1.8公斤/平方釐米;含0。22%硒的18-8鋼(0.094%C、18.4%Cr、9%Ni)的衝擊值為3.24公斤/平方釐米。硫與硒均降低不鏽鋼的耐腐蝕性能,所以實
際應用它們作為不鏽鋼的合金化元素的很少。
稀土元素:稀土元素應用於不鏽鋼,目前主要在於改善工藝性能方面。如向Crl7Ti鋼和Cr 17M o2Ti鋼中加少量的稀土元素,可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡和減
少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不鏽鋼中加0.02~0.5%的稀土元素(鈰鑭合金),可顯著改善鍛造性能。曾有一種含19.5%鉻、23%鎳以及鉬銅錳的
奧氏體鋼,由於熱加工工藝性能在過去只能生產鑄件,加稀土元素后則可軋製成各種型材。
2).按金相組織對不鏽鋼的分類及各類不鏽鋼的一般特點
按化學成分(主要是含鉻量)及用途,不鏽鋼分為不鏽與耐酸兩大類。工業上還按自高溫(900-1100度)加熱空氣冷卻后鋼的基體組織的類型對不鏽鋼進行分類,
這是基於我們上面所討論的碳及合金元素對不鏽鋼組織影響的特點決定的。
工業上應用的不鏽鋼按金相組織可分為三大類:鐵素體不鏽鋼,馬氏體不鏽鋼,奧氏體不鏽鋼。可以把這三類不鏽鋼的特點歸納(如下表),但需要說明的是馬氏體
不鏽鋼並不是都不可焊接,只是受某些條件的限制,如焊前應預熱焊后應作高溫回火等,而使焊接工藝比較複雜。實際生產中一些馬氏體不鏽鋼如1Cr13, 2C r13
以及2Cr13與45鋼焊接還是比較多的。
不鏽鋼的分類、主要成分及性能比較
分類 大概成分 (%) 淬火性 耐蝕性 加工性 可焊接性 磁性
C Cr Ni
鐵素體系 0.35以下 16-27 - 無 佳 尚佳 尚可 有
馬氏體系 1.20以下 11-15 - 自硬性 可 可 不可 有
奧氏體系 0.25以下 16以上 7以上 無 優 優 優 無
以上分類僅是按鋼的基體組織分的,由於鋼中穩定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡,以及由於大量的鉻使平衡圖S點左移,工業中應用的不鏽鋼的組
織除了上面講的三種基本類型以外,還有馬氏體—鐵素體,奧氏體-鐵素體,奧氏體-馬氏體等過渡型的復相不鏽鋼,以及具有馬氏體-碳化物組織的不鏽鋼。
2-1.鐵素體鋼
含鉻大於14%的低碳鉻不鏽鋼,含鉻大干27%的任何含碳量的鉻不鏽鋼,以及在上述成分基礎上再添加有鉬、鈦、鈮、矽、鋁、、鎢、釩等元素的不鏽鋼,化學成分
中形成鐵素體的元素占絕對優勢,基體組織為鐵素。這類鋼在淬火(固溶)狀態下的組織為鐵素體,退火及時效狀態的組織中則可見到少量碳化物及金屬間化合物。
屬於這一類的有Crl7、Cr 17M o2Ti、Cr25,Cr 25M o3Ti、Cr28等。鐵素體不鏽鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好,但機械性能與工藝性能較差,
多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。
2-2.鐵素休-馬氏體鋼
這類鋼在高溫時為y+a(或δ)兩相狀態,快冷時發生y-M轉變,鐵素體仍被保留,常溫組織為馬氏體和鐵素體,由於成分及加熱溫度的不同,組織中的鐵素體量可在
百分之几至几十的範圍內變化。0Crl3鋼,lCrl3鋼,鉻偏上限而碳偏下限的2Cr13鋼,Cr17Ni2鋼,Cr17wn4鋼,以及在ICrl3鋼基礎上發展起來的許多改型12%鉻熱
強鋼(這類鋼也叫做耐熱不鏽鋼)中的許多鋼號,如Cr 11M oV,Cr12WMoV,Crl2W 4M oV,18Crl2WMoVNb等均屬干這一類。
鐵素體—馬氏體鋼可以部分地接受淬火強化,故可獲得較高的機械性能。但它們的機械性能與工藝性能在很大程度上受組織中鐵素體的含量及分布形態的影響。
這類鋼按成分中的含鉻量分屬12~14%與15~18%兩個系列。前者具有抵抗大氣及弱腐蝕性介質的能力,並且具有良好的減震性及較小的線膨脹係數;後者的耐腐蝕
性能與相同含鉻量的鐵素體耐酸鋼相當,但在一定程度上也保留著高鉻鐵素體鋼的某些缺點。
2-3.馬氏體鋼
這類鋼在正常淬火溫度下處在y相區,但它們的y相僅在高溫時穩定,M點一般在3OO℃左右,故冷卻時轉變為馬氏體。
這類鋼包括2Cr13, 2C r13Ni2, 3C r13以及部分改型12%鉻熱強鋼,如13Cr14NiWVBA,Cr11Ni 2M oWVB鋼等。馬氏體不鏽鋼的機械性能、耐腐蝕性能、工藝性能與
物理性能,均和含鉻12~14%的鐵素體-馬氏體不鏽鋼相近。由於組織中沒有游離的鐵素體,機械性能比上述鋼要高,但熱處理時的過熱敏感性較低。
2-4.馬氏體—碳化物鋼
Fe-C合金的並析點的含碳為0.83%,在不鏽鋼中由於鉻使S點左移,含12%鉻和大於0.4%碳的鋼(圖11-3),以及含18%鉻和大於0.3%碳的鋼(圖卜)3)均屬
於過共析鋼。這類鋼在正常淬火溫度加熱,次生碳化物不能完全溶于奧氏體,因此淬火后的組織為馬氏體和碳化物組成。
屬於這一類的不鏽鋼牌號不多,卻是一些含碳比較高的不鏽鋼,如4Crl3、9Cr18、9Crl 8M oV 、9Crl 7M oVCo鋼等,含碳量偏上限的3Crl3鋼在較低的溫度下淬火
,也可能出現這樣的組織。由於含碳量高,上述9Cr18等三個鋼號中雖含有較多的鉻,但其耐腐蝕性能僅與含12~14%鍺的不鏽鋼相當。這類鋼的主要用途是要求高
硬及耐磨的零件,如切削工具、軸承、彈簧及醫療器械等。
2-5.奧氏體鋼
這類鋼含有較多擴大y區和穩定奧氏體的元素,在高溫時為均為y相,冷卻時由於Ms點在室溫以下,所以在常溫下具有奧氏體組織。 18-8, 18-12、25-20、20
-25M o等鉻鎳不鏽鋼,以錳代替部分鎳並加氮的低鎳不鏽鋼如Cr 18M nl0Ni5,Cr13Ni 4M n9,Cr17Ni 4M n9N,Cr14Ni 3M nl4Ti鋼等均屬於這一類。
奧氏體不鏽鋼具有前已述及的許多優點,雖然機械性能也比較低,和鐵素體不鏽鋼—樣不能熱處理強化,但可以通過冷加工變形的方法,利用加工硬化作用提高
它們的強度。 這類鋼的缺點是對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感,需通過適當地合金添加劑及工藝措施消除。
2-6.奧氏體-鐵素體鋼
這類鋼因擴大y區和穩定奧氏體元素的作用程度,不足以使鋼在常溫或很高的溫度下具有純奧氏體組織,因此為奧氏體-鐵素體復相狀態,其鐵素體量也因成分
及加熱溫度不同而可在較大的範圍內變化。
屬於這一類的不鏽鋼很多,如低碳的18-8鉻鎳鋼,加鈦、鈮、鉬的18-8鉻鎳鋼,特別是在鑄鋼的組織中均可見到鐵素體,此外含鉻大於14~15%而碳低於0.2%
的鉻錳不鏽鋼(如Cr 17M nll),以及目前研究的和已獲得應用的大多數鉻錳氮不鏽鋼等。與純奧氏體不鏽鋼比較,這類鋼的優點很多,如屈服強度較高,抗晶間
腐蝕的能力較高,應力腐蝕的敏感性低,焊接時產生熱裂紋的傾向小,鑄造流動性好等等。缺點是壓力加工性能較差,點腐蝕傾向較大,易產生c相脆性,在強磁場
作用下表現出弱磁性等。所有這些優點和缺點均來源於組織中的鐵素體。
2-7.奧氏缽-馬氏體鋼
這類鋼的Ms點低於室溫,固溶處理以後為奧氏體組織,易於成形和焊接。通常可用兩種工藝方法使之發生馬氏體轉變。一是固溶處理以後經700~800度加熱,奧氏體
因析出碳化鉻而轉變為介穩定狀態,Ms點升高至室溫以上,冷卻時轉變為馬氏體;二是固溶處理以後直接冷卻至Ms與Mf點之間,使奧氏體轉變為馬氏體。后一方法可
獲得較高的耐腐蝕性能,但固溶處理以後至深冷的間隔時間不宜過久,否則會因奧氏體的陳化穩定作用而使深冷的強化效應降低。經上述處理以後鋼再經400~500度
時效,使析出金屬間化合物進—步強化。這類鋼的典型鋼號有17Cr一7Ni一A1、15Cr-9Ni-A1, 17C r—5Ni-Mo、15Cr-8Ni-Mo一A1等等。這類鋼也稱為奧氏體-
馬氏體時效不鏽鋼,並因為實際上這些鋼的組織中除奧氏體和馬氏體以外,還存在不同數量的鐵素體,故也稱為半奧氏體沉澱硬化不鏽鋼。
這類鋼是50年代後期發展和應用的新型不鏽鋼,它們總的特點是強度高(C可達100一150)及熱強性好,但由於含鉻量較低並在熱處理時有碳化鉻析出,因此耐腐蝕
性能比標準的奧氏體不鏽鋼要低一些。也可以說這類鋼的高強度是在犧牲一部分耐腐蝕性能與其他性能(如非磁性)的情況下獲得的,目前這類鋼主要用於航空工業
及火箭導彈生產方面,一般機械製造中應用尚不普遍,並且在分類上也有把它們納為超高強度鋼的一個系列。
不鏽鋼的耐蝕性能
腐蝕的種類和定義
一種不鏽鋼可在許多介質中具有良好的耐蝕性,但在另外某種介質中,卻可能因化學穩定性低而發生腐蝕。所以說,一種不鏽鋼不可能對所有介質都耐蝕。 在眾多
的工業用途中,不鏽鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看,除機械失效外,不鏽鋼的腐蝕主要表現在:不鏽鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕
(亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕)。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上,很多失效事故是可以
通過合理的選材而予以避免的。
金屬的腐蝕,按機理可分為特理腐蝕、化學腐蝕與電化學腐蝕三種。生活實際、工程實際中的金屬腐蝕,絕大多數都屬於電化學腐蝕。
應力腐蝕開裂(SCC):是指承受應力的合金在腐蝕性環境中由於烈紋的擴展而互生失效的一種通用朮語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌,但它也可能發生于韌性
高的材料中。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力(不論是殘餘應力還是外加應力,或者兩者兼而有之)和特定的腐蝕介質存在。型紋的形成和擴展大致與
拉應力方向垂直。這個導致應力腐蝕開裂的應力值,要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上,穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋,而沿晶
界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋,當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時(此處,承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力),則材料就按正常的裂紋(在
韌性材料中,通常是通過顯微缺陷的聚合)而斷開。因此,由於應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面,將包含有應力腐蝕開裂的特征區域以及與已微缺陷的聚合相聯
繫的“韌窩”區域。
點腐蝕:點腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散髮生高度的局部腐蝕,常見蝕點的尺寸小於1.00mm,深度往往大於表面孔徑,輕者有較淺的蝕坑
,嚴重的甚至形成穿孔。
晶間腐蝕:晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城,因而,它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物(如碳化物和δ相)沉澱析出的有利區城。因此
,在某些腐蝕介質中,晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕,大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。
晶間腐蝕是一種有選擇性的腐蝕破坏,它與一般選擇性腐蝕不同之處在於,腐蝕的局部性是顯微尺度的,而宏觀上不一定是局部的。
縫隙腐蝕:是指在金屬構件縫隙處發生斑點狀或潰瘍形的宏觀蝕坑,是局部腐蝕的一種形式,它可能發全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內。這樣的縫隙可以在
金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成,例如,在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、鬆動的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。
全面腐蝕:是用來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發生的腐蝕現象的朮語。當發生全面腐蝕時,村料由於腐蝕而逐漸變薄,甚至材料腐蝕失效。不鏽鋼
在強酸和強碱中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題並不怎麼令人擔心,因為,這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預
測它。
均勻腐蝕:是指接觸腐蝕介質的金屬表面全部產生腐蝕的現象。根據不同的使用情況對耐蝕提出不同的指標要求,一般可分為兩大類:
1. 不鏽鋼 指在大氣及弱腐蝕介質中耐蝕的鋼。腐蝕速率小於0.01mm/年的,認為是"完全耐蝕";腐蝕速率小於0.1mm/年的,認為是"耐蝕"的。
2. 耐蝕鋼 指在各種強烈腐蝕介質中能耐蝕的鋼。
2.各種不鏽鋼的耐腐蝕性能
304 是一種通用性的不鏽鋼,它廣氾地用於製作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設備和機件。
301 不鏽鋼在形變時呈現出明顯的加工硬化現象,被用於要求較高強度的各種場合。
302 不鏽鋼實質上就是含碳量更高的304不鏽鋼的變種,通過冷軋可使其獲得較高的強度。
302B 是一種含矽量較高的不鏽鋼,它具有較高的抗高溫氧化性能。
303和303Se 是分別含有硫和硒的易切削不鏽鋼,用於主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不鏽鋼也用於製作需要熱鐓的機件,因為在這類條件下,這種
不鏽鋼具有良好的可熱加工性。
304L 是碳含量較低的304不鏽鋼的變種,用於需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導致
不鏽鋼在某些環境中產生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
304N 是一種含氮的不鏽鋼,加氮是為了提高鋼的強度。
305和384 不鏽鋼含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用於對冷成型性要求高的各種場合。
308 不鏽鋼用於製作焊條。
309、310、314及330 不鏽鋼的鎳、鉻含量都比較高,為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不鏽鋼的變種,所不同者只是
碳含量較低,為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至最少。330不鏽鋼有著特別高的抗滲碳能力和抗熱震性.
316和317 型不鏽鋼含有鋁,因而在海洋和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于304不鏽鋼。其中,316型不鏽鋼由變種包括低碳不鏽鋼316L、含氮的高強度
不鏽鋼316N以及合硫量較高的易切削不鏽鋼316F。
321、347及348 是分別以鈦,鈮加鉭、鈮穩定化的不鏽鋼,適宜作高溫下使用的焊接構件。348是一種適用於核動力工業的不鏽鋼,對鉭和鑽的合量有著一定的限制。
表面加工等級、特征及用途
原面:NO.1 熱軋后施以熱處理及酸洗處理的表面。一般用於冷軋材料,工業用槽罐、化學工業裝置等,厚度較厚由2.0MM-8.0MM。
鈍面:NO.2D 冷軋後經熱處理、酸洗者,其材質柔軟,表面呈銀白色光澤,用於深沖壓加工,如汽車構件、水管等。
霧面:NO.2B 冷軋後經熱處理、酸洗,再以精軋加工使表面為適度之光亮者。由於表面光滑,易於再研磨,使表面更加光亮,用途廣氾,如餐具、建材等。採用
改善機械性能的表面處理后,幾乎滿足所有用途。
粗砂NO.3 用100-120號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋。用於建築內外裝飾材料、電器產品及廚房設備等。
細砂:NO.4 用粒度150-180號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋,條紋比 NO.3細。用於浴池、建築內外裝飾材料、電器產品、廚房
設備及食品設備等。
#320 用320號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度,具有不連續的粗紋,條紋比 NO.4細。用於浴池、建築內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。
毛絲面HAIRLINE:HL NO.4經適當粒度拋光砂帶的連續研磨生成研磨花紋的產品(細分 150-320號)。主要用於建築裝飾,電梯,建築物的門、面板等。
亮面:BA 經冷軋后施以光亮退火,並經過平整得到的產品。表面光澤度極好,有很高的反射率。如同鏡面的表面。用於家電產品、鏡子、廚房設備、裝飾材料等。
產品特性及用途
SUS304:具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械性能,沖壓彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象,無磁性。廣氾用於家庭用品(1、2類餐具)、櫥櫃、室內
管線、熱水器、鍋爐、浴缸、汽車配件、醫療器具、建材、化學、食品工業、農業、船舶部件。
SUS 304L:奧氏體基本鋼種,用途最為廣氾;耐蝕性和耐熱性優良;低溫強度和機械性能優良;單相奧氏體組織,無熱處理硬化現象(無磁性,使用溫度-196- -800℃)。
SUS304Cu:以17Cr-7Ni-2Cu為基本組成的奧氏不鏽鋼;成形性優良,特別是拔絲和抗時效裂紋性好;--耐腐蝕性與304相同。
SUS316: 耐蝕性和高溫強度特別好,可在苛刻的條件下使用,加工硬化性好,無磁性。適於海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生產設備、照相、食品工業
、沿海設施
SUS 316L:鋼中添加Mo(2-3%),故耐蝕性和高溫強度優良;SUS 316L含碳量比SUS316低,因此,抗晶間腐蝕性比SUS316優良;高溫蠕變強度高。可在苛刻的條件
使用,加工硬化性好,無磁性。 適於海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料生產設備、照相、食品工業、沿海設施
SUS321:在304鋼中添加Ti,故抗晶間腐蝕性優良;高溫強度和高溫抗氧性優良;成本高,加工性比SUS304差。耐熱材料、汽車、飛行器排氣管管路,鍋爐爐蓋、
管道,化學裝置、熱交換器.
SUH409H: 加工性能、焊接性能良好,高溫抗氧化性能良好,能夠承受的溫度範圍從室溫直到575℃。廣氾用於汽車尾氣排氣系統。
SUS 409L:控制鋼中的C和N含量,故焊接性、成形性和耐蝕性優良;含11%Cr,高溫和常溫下為具有BCC結構的鐵素體不鏽鋼;因填了Ti,750℃以下有空氧化性和耐蝕性。
SUS410:馬氏體代表鋼種,強度高,硬度高(有磁性);抗腐蝕性差,不適合於嚴重腐蝕環境下使用;含C量低,加工性好,通過熱處理可使表面硬化。
SUS420J2:馬氏體代表鋼種,強度高,硬度高(有磁性);耐腐蝕性差,加工成形性差,耐磨性好;能夠進行熱處理改善機械性能。廣氾用於加工刀具、管嘴、閥門、
板尺、餐具。
SUS430:熱膨脹率低,成型型及耐氧化性好 適用於耐熱器具、燃燒器、家電產品、2類餐具、廚房洗滌槽。價格低,加工性好是理想的SUS304的替代品;抗英里腐蝕性
好,典型的非熱處理硬化性鐵素體系不鏽鋼。
不鏽鋼的物理性能、力學性能和耐熱性能
不鏽鋼的物理性能
不鏽鋼和碳鋼的物理性能數據對比,碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不鏽鋼,而略低於奧氏體型不鏽鋼;電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不鏽鋼
排序遞增;線膨脹係數大小的排序也類似,奧氏體型不鏽鋼最高而碳鋼最小;碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不鏽鋼有磁性,奧氏體型不鏽鋼無磁性,但其冷加工硬化生成
氏體相變時將會產生磁性,可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復其無磁性。
奧氏體型不鏽鋼與碳鋼相比,具有下列特點:
1)高的電陰率,約為碳鋼的5倍。
2)大的線膨脹係數,比碳鋼大40%,並隨著溫度的升高,線膨脹係數的數值也相應地提高。
3)低的熱導率,約為碳鋼的1/3。
不鏽鋼的力學性
不論不鏽鋼板還是耐熱鋼板,奧氏體型的鋼板的綜合性能最好,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,這也是它們被廣氾採用的原因之一。奧氏體型
不鏽鋼同絕大多數的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~ 80°C範圍內
增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其衝擊韌度減少緩慢,並不存在脆性轉變溫度。所以不鏽鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。
不鏽鋼的耐熱性能
耐熱性能是指高溫下,既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性,同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。
不鏽鋼國際標準標準
標準 標準名
GB 中華人民共和國國家標準(國家技術監督局)
KS 韓國工業標準協會規格Korean Standard
AISI 美國鋼鐵協會規格America Iron and Steel Institute
SAE 美國汽車技術者協會規格Society of Automative Engineers
ASTM 美國材料試驗協會規格American Society for Testing and Material
AWS 美國焊接協會規格American Welding Society
ASME 美國機械技術者協會規格American Society of Mechanical Engineers
BS 英國標準規格British Standard
DIN 德國標準規格Deutsch Industria Normen
CAS 加拿大標準規格Canadian Standard Associatoin
API 美國石油協會規格American Petroleum Association
KR 韓國船舶協會規格Korean Resister of Shipping
NK 日本省事協會規格Hihon Kanji Koki
LR 英國船舶協會規格Llouds Register of Shipping
AB 美國艦艇協會規格American Bureau of Shipping
JIS 日本工業標準協會規格Japanese Standard
316和316L不鏽鋼
316和317不鏽鋼(317不鏽鋼的性能見后)是含鉬不鏽鋼種。317不鏽鋼中的鉬含量略高明于316不鏽鋼.由於鋼中鉬,該鋼種總的性能優于310和304不鏽鋼,高溫
條件下,當硫酸的濃度低於15%和高于85%時,316不鏽鋼具有廣氾的用途。316不鏽鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能,所以通常用於海洋環境。
316L不鏽鋼的最大碳含量0.03,可用於焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中。
耐腐蝕性:耐腐蝕性能優于304不鏽鋼,在漿和造紙的生產過程中具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不鏽鋼還耐海洋和侵蝕性工業大氣的侵蝕。
耐熱性:在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續使用中,316不鏽鋼具有好的耐氧化性能:在800-1575度的範圍內,最好不要連續作用316不鏽鋼,但
在該溫度範圍以外連續使用316不鏽鋼時,該不鏽鋼具有良好的耐熱性。316L不鏽鋼的耐碳化物析出的性能比316不鏽鋼更好,可用上述溫度範圍。
熱處理:在1850-2050度的溫度範圍內進行退火,然後迅速退火,然後迅速冷卻。316不鏽鋼不能過熱處理進行硬化。
焊接:316不鏽鋼具有良好的焊接性能。可採用所有標準的焊接方法進行焊接。焊接時可根據用途,分別採用316Cb、316L或309Cb不鏽鋼填料棒或焊條進行焊接。
為獲得最佳的耐腐蝕性能,316不鏽鋼鋼的焊接斷面需要進行焊後退火處理。如果使用316L不鏽鋼,不需要進行焊後退火處理。
典型用途:紙漿和造紙用設備熱交換器、染色設備、膠片沖洗設備、管道、沿海區域建築物外部用材料。
不鏽鋼加工及施工
Drawing深加工:易產生磨擦熱量所以使用耐壓、耐熱性高不鏽鋼種同時成型加工結束后應除掉表面附著的油。
焊接:焊接之前應徹底除掉有害于焊接的鏽 、油、水份、油漆等,選定適合鋼種的焊條。點焊時間距比碳鋼點焊間距短,除掉焊渣時應使用不鏽鋼刷。焊完
以後,為了防止局部腐蝕或強度下降,應對表面進行研磨處理或清洗。
切斷以及沖壓:由於不鏽鋼比一般材料強度高,所以沖壓以及剪切時需要更高的壓力,而刀與刀間隙準確時才能不發生切變不良和加工硬化,最好採用等離子
或激光切斷,當不得不採用氣割或電弧切斷時,對熱影響區進行研磨以及必要進行熱處理。
折彎加工:簿板可以折彎到180,但為了減少彎面的裂紋同半徑大小最好2倍板厚的,厚板沿壓延方向時給2倍板厚半徑,與壓延垂直方向彎曲時給4倍板厚的
半徑是有必要的,特別是在焊接時,為了防止加工開裂應對焊接區進行表面研磨。
施工以及施工注意點
為了防止施工時產生划傷以及污染物附著,貼膜狀態下進行不鏽鋼施工。但是隨著時間的延長,粘貼液的殘留按照貼膜使用期限,施工以後除掉貼膜時應進行
表面洗滌,並使用專用不鏽鋼工具,與一般鋼清潔公用工具時,為了不讓鐵屑粘著應進行清掃。
應注意不讓具有很強腐蝕性的磁性以及石奢清潔用藥物接觸到不鏽鋼表面,若接觸時應立即進行洗滌。施工建設結束后應用中性洗滌劑以及水洗滌表面
附著的水泥、粉灰等到物。
不鏽鋼保管和運輸
保管:保管時應注意水分、灰塵、油、潤滑油等,以及表面發生鏽 ,或者焊接不良耐蝕性下降。
貼膜和鋼板基體之間浸入水分時,腐蝕速度反而比沒貼膜時情況還要快。倉庫保管時應放在乾淨、乾燥易通風處,保持原來的包裝狀態,貼膜的不鏽鋼應避免
直射光線,貼膜應週期性做檢查,要是貼膜變質(貼膜壽命6個月)應立即替換,加墊紙時包裝材料若浸濕,為防止表面腐蝕應立即除掉墊紙。
運輸:運輸時為了避免表面划傷得用橡膠或枕木,盡可能採用不鏽鋼保護專用材,為避免指紋產生的表面污染,操作時應帶手套。
不鏽鋼為什麼也生鏽?
不鏽鋼為什麼也生鏽? 當不鏽鋼管表面出現褐色鏽斑(點)的時候,人們大感驚奇:認為 “不鏽鋼是不生鏽的,生鏽就不是不鏽鋼了,可能是鋼質出現了問題”。
其實,這是對不鏽鋼缺乏瞭解的一種片面的錯誤看法。不鏽鋼在一定的 條件下也會生鏽的。
不鏽鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不鏽性,同時也具有在含酸、碱、鹽的介質中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是 隨其鋼質本身化學
組成、加互狀態、使用條件及環境介質類型而改變的。 如304鋼管,在乾燥清潔的大氣中,有絕對優良的抗鏽蝕能力,但將它移到海濱地區,在含有大量鹽份
的海霧中,很快就會生鏽了;而316鋼管則表現良好。因此,不是任何一種不鏽鋼,在任何環境下都能耐腐蝕, 不生鏽的。
不鏽鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩定的富鉻氧化膜(防護膜),防止氧原子的繼續滲入、繼續氧化,而獲得抗鏽蝕的能力。一旦有某種原因,
這種薄膜遭到了不斷地破坏,空氣或液體中氧原 子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏鬆的氧化鐵,金 屬表面也就受到不斷地鏽蝕。這種
表面膜受到破坏的形式很多,日常生 活中多見的有如下幾種:
1.不鏽鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附 著物,在潮濕的空氣中,附著物與不鏽鋼間的冷凝水,將二者連成一個 微電池,引發了
電化學反應,保護膜受到破坏,稱之謂電化學腐蝕。
2.不鏽鋼表面粘附有機物汁液(如瓜菜、面湯、痰等),在有水氧 情況下,構成有機酸,長時間則有機酸對金屬表面的腐蝕。
3.不鏽鋼表面粘附含有酸、碱、鹽類物質(如裝修牆壁的碱水、石 灰水噴濺),引起局部腐蝕。
4.在有污染的空氣中(如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣 ),遇冷凝水,形成硫酸、硝酸、醋酸液點,引起化學腐蝕。
以上情況均可造成不鏽鋼表面防護膜的破坏引發鏽蝕。所以,為確保金屬表面永久光亮,不被鏽蝕,我們建議:
1.必須經常對裝飾不鏽鋼表面進行清潔擦洗,去除附著物,消除引發修飾的外界因素。
2. 海濱地區要使用316材質不鏽鋼,316材質能抵抗海水腐蝕。
3..市場上有些不鏽鋼管化學成分不能符合相應國家標準,達不到304 材質要求。因此也會引起生鏽,這就需要用戶認真選擇有信譽廠家的產品
不鏽鋼為什麼也會帶磁?
人們常以為磁鐵吸附不鏽鋼材,驗証其優劣和真偽,不吸無磁,認為是好的,貨真價實;吸者有磁性,則認為是冒牌假貨。其實,這是一種極其片面的、不切實
的錯誤的辨別方法。
不鏽鋼的種類繁多,常溫下按組織結構可分為几類:
1.奧氏體型:如304、321、316、310等;
2.馬氏體或鐵素體型:如430、420、410等;
奧氏體型是無磁或弱磁性,馬氏體或鐵素體是有磁性的。
通常用作裝飾管板的不鏽鋼多數是奧氏體型的304材質,一般來講是無磁或弱磁的,但因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性,但這不能認為是
冒牌或不合格,這是什麼原因呢?
上面提到奧氏體是無磁或弱磁性,而馬氏體或鐵素體是帶磁性的,由於冶煉時成分偏析或熱處理不當,會造成奧氏體304不鏽鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣
,304不鏽鋼中就會帶有微弱的磁性。
另外,304不鏽鋼經過冷加工,組織結構也會向馬氏體轉化,冷加工變形度越大,馬氏體轉化越多,鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶,生產Φ76管,無明顯
磁感,生產Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些,生產方矩形管因變形量比圓管大,特別是折角部分,變形更激烈磁性更明顯。
要想完全消除上述原因造成的304鋼的磁性,可通過高溫固溶處理開恢復穩定奧氏體組織,從而消去磁性。
特別要提出的是,因上面原因造成的304不鏽鋼的磁性,與其他材質的不鏽鋼,如430、碳鋼的磁性完全不是同一級別的,也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。
這就告訴我們,如果不鏽鋼帶弱磁性或完全不帶磁性,應判別為304或316材質;如果與碳鋼的磁性一樣,顯示出強磁性,因判別為不是304材質。
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