不銹鋼系統(tǒng)知識簡介-(2453)

1、,不銹鋼系統(tǒng)知識簡介,,2009-9,什么是不銹鋼？,鋼-----碳含量小于2.11%的鐵碳（或鐵基）合金。不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡稱。在材料科學領域中，將Cr含量大于10.5%，且以耐蝕性和不銹性為主要使用性能的一系列鐵基合金稱為不銹鋼。通常對在大氣、水蒸氣和淡水中等腐蝕性較弱的介質(zhì)中不銹和耐蝕的鋼種稱為不銹鋼，對在酸堿鹽等腐蝕性強烈的環(huán)境中具有耐蝕性的鋼種稱為耐酸鋼。,不銹鋼不銹的特性與鋼中的鉻含量有直接關系，隨著鉻含量的提高而

2、增強。當鉻含量達到10.5%以上時鋼的這一特征發(fā)生突變，從易生銹到不銹，從不耐蝕到耐腐蝕，見圖4-1和圖4-2。而且含鉻量從10.5%以后隨著鉻含量的不斷提高，其耐銹性和耐蝕性也不斷得到改善。一般不銹鋼的最高鉻含量為26%，更高的鉻含量已沒有必要。,不銹鋼是如何分類的？,常用的不銹鋼的分類方法主要有：1）按鋼的組織結(jié)構(gòu)分類可分為：奧氏體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。2）按鋼的化學成分分類可分為：Cr

3、不銹鋼、Cr-Ni不銹鋼、Cr-Mn-N-Ni不銹鋼、超低碳不銹鋼、高純不銹鋼等。3）按鋼的功能分類可分為：低溫不銹鋼、耐熱不銹鋼、耐磨不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼和超塑性不銹鋼等。,不銹鋼主要鋼種的性能與特性,304 :由于具有較好的耐腐蝕性，強度高，壽命長，并且有良好的色澤和表面光澤度，因此作為不銹耐熱鋼使用最廣泛，適用于食品用設備，一般化工設備，特別是裝飾行業(yè)例如不銹鋼圍欄。其中0Cr18Ni9是0Cr19Ni9的節(jié)Cr鋼種

4、。 (304Cu2)0Cr18Ni9Cu2：屬于超深沖用不銹鋼冷軋板，用于器皿以及廚房用品等制品行業(yè)深沖制造的需要。例如我廠曾經(jīng)供貨，深沖制造軍用水壺SUS304J1與304Cu2相比，Cr與Ni含量低，生產(chǎn)成本低，耐腐蝕性和加工性能相當，用途相同，因此是我公司重點開發(fā)品種。,316、317系列：與0Cr18Ni9相比Mo的合金化使鋼耐酸性和耐氯化物孔蝕的性能明顯提高，被用于的石油、化工、化肥等工業(yè)的設備、容器、管道等部件。301

5、系列：該鋼種在大氣條件下具有較好的耐腐蝕性，冷加工后強度和硬度較高，應用于不生銹的條件下承受較高載荷的設備或構(gòu)件。例如鐵道車輛和傳動帶螺栓螺母以及彈簧件321系列：作焊芯、抗磁儀表、醫(yī)療器械、耐酸容器、設備襯里及輸送管道等設備和零件。,,430：具有良好耐腐蝕性的通用鋼種，用于建筑內(nèi)的裝飾、重油燃燒器部件、家庭用具、家用電器部件。409：焊接性能好，用于汽車排氣處理裝置。例如長春一汽所生產(chǎn)的紅旗轎車排氣管使用的就是我廠生產(chǎn)的00Cr

6、12Ti不銹鋼。,200系列不銹鋼屬于300系列的替代產(chǎn)品，與我廠常規(guī)300系列產(chǎn)品相比具有以下特點：1.性能好，200系列奧氏體不銹鋼耐蝕性、強度等性能都與300系列相當，只是硬度偏高，外觀表面光亮度、顏色和色澤比300系列稍差一些。2.成本低。200系列不銹鋼在冶煉中提高了錳含量并增加了氮，用這兩個元素代替了鎳，使其鎳含量降低到2.5～5％的水平，其成本比300系列低15～20％，由于價格低適用于缺乏鎳資源的國家。3.適用性高

7、。200系列與300系列有對應的鋼種，與300系列相似可以應用于很多領域。 目前缺乏鎳資源已經(jīng)成為影響我國不銹鋼不能大幅降低成本的因素之一，因此開發(fā)低成本的200系列不銹鋼已經(jīng)成為現(xiàn)在不銹鋼的發(fā)展方向之一。,410（0~1Cr13）：具有良好的耐腐蝕性、機械加工性，一般用途：刃具類。 420（2~3Cr13）：淬火狀態(tài)下硬度高，耐腐蝕性良好，可用于汽輪機葉片，刃具、噴嘴、閥座、閥門等。 405（0Cr13A

8、l）：高溫冷卻下不產(chǎn)生顯著硬化，用于汽輪機材料、淬火用部件、復合鋼材等。,,加工方法及用途,主要國家常用不銹鋼標準牌號對照表,不銹鋼中各種元素的作用,目前已知的化學元素有100多種，在工業(yè)中常用的鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對于人們在與腐蝕現(xiàn)象作長期斗爭的實踐而形成的不銹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，對不銹鋼的性能與組織影響最大的元素是：碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅

9、、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外，都是化學元素周期表中位于過渡族的元素。 實際上工業(yè)上應用的不銹鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的，當幾種元素共存于不銹鋼這一個統(tǒng)一體中時，它們的影響要比單獨存在時復雜得多，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，因此不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。,1.鉻在不銹鋼中的決定作用 決定不銹鋼性屬的元素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼

10、都含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止，還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻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鉻作為合金元素以后，促使其內(nèi)部的矛盾運動向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。這種變化可以從以下方面得到說明：　?、巽t使鐵基固溶體的電極電位提高　?、阢t吸收鐵的電子使鐵鈍化鈍化是由于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(xiàn)象。構(gòu)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。,2. 碳在不銹鋼中的兩重性

11、 碳是工業(yè)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，在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對組織的影響主要表現(xiàn)在兩方面，一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，并且作用的程度很大（約為鎳的30倍），另一方面由于碳和鉻的親和力很大，與鉻形成—系列復雜的碳化物。所以，從強度與耐腐燭性能兩方面來看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。 　 總的來講，目前工業(yè)中獲得應用的不銹鋼的含碳量都是比較

12、低的，大多數(shù)不銹鋼的含碳量在0.1～0.4％之間，耐酸鋼則以含碳0.1～0.2％的居多。含碳量大于0.4％的不銹鋼僅占鋼號總數(shù)的一小部分，這是因為在大多數(shù)使用條件下，不銹鋼總是以耐腐蝕為主要目的。此外，較低的含碳量也是出于某些工藝上的要求，如易于焊接及冷變形等。,3. 鎳在不銹鋼中的作用是在與鉻配合后才發(fā)揮出來的 ： 鎳是優(yōu)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

13、量要達到24％；而只有含鎳27％時才使鋼在某些介質(zhì)中的耐腐蝕性能顯著改變。所以鎳不能單獨構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時存在于不銹鋼中時，含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。 　　基于上面的情況可知，鎳作為合金元素在不銹鋼中的作用，在于它使高鉻鋼的組織發(fā)生變化，從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。,4. 錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳 錳對于奧氏體的作用與鎳相似。但說得確切一些，錳的作用不在于形成奧氏體，而是在于它降低鋼

14、的臨界淬火速度，在冷卻時增加奧氏體的穩(wěn)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(fā)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(yè)上雖有以錳合金化的奧氏體鋼（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13鋼等），但它們不能作為不銹鋼使用。 錳在鋼中

15、穩(wěn)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(wěn)定奧氏體，并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銹鋼與元鎳的鉻錳氮不誘鋼，目前已在工業(yè)中獲得應用，有的已成功地代替了經(jīng)典的18-8鉻鎳不銹鋼。,5.不銹鋼中加鈦或鈮是為了防止晶間腐蝕。 6.鉬和銅 可以提高某些不銹鋼的耐腐蝕性能。 7.硅 形成鐵素體的元素，在一般不銹鋼中為常存雜質(zhì)元素。 8.磷 在一般不銹鋼

16、中都是雜質(zhì)元素，但其在奧氏體不銹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％，以利于冶煉控制。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Cr14Mnl4Ni鋼）。利用磷對鋼的強化作用，也有加磷作為時效硬化不銹鋼的合金元素，PH17－10P鋼(含0．25％磷)乃PH－HNM鋼（含0．30磷）等。,9.硫和硒　在一般不銹鋼中也是常有雜質(zhì)元素。但向不銹鋼中加

17、0．2～0．4％的硫，可提高不銹鋼的切削性能，硒也具有同樣的作用。硫和硒提高不銹鋼的切削性能，是因為它們降低不銹鋼的韌性，例如一般18－8鉻鎳不銹鋼的沖擊值可達30公斤/厘米2。含0．31％硫的18－8鋼（0．084％C、18．15％Cr、9．25％Ni）的沖擊值為1．8公斤/平方厘米；含0。22％硒的18－8鋼（0．094％C、18．4％Cr、9％Ni）的沖擊值為3．24公斤/平方厘米。硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能，所以實際應用它們

18、作為不銹鋼的合金化元素的很少。,不銹鋼的發(fā)展,世界不銹鋼公司主要設備,世界前九大不銹鋼公司裝備及發(fā)展情況,,,,,,,,,,,,,國內(nèi)不銹鋼生產(chǎn)狀態(tài),一、燁聯(lián)鋼鐵公司,1995年9月建成的臺灣唯一全流程的不銹鋼板材廠。其不銹鋼產(chǎn)能：連鑄坯90萬噸、熱軋黑卷88萬噸、No.1 25萬噸、2B板30萬噸、BA板6萬噸。工藝流程2臺×85t電爐（普通廢鋼+返回鋼+合金）→2臺×100t MRP轉(zhuǎn)爐→2臺×1

19、00t VOD→（1臺×100t LF爐→）方板坯連鑄機（方坯：140×140mm，板坯：厚200mm，寬1000mm、1240mm、1550mm）→一座1800爐卷軋機→四臺廿輥森吉米爾軋機。,,1．主要生產(chǎn)品種：300系列：占60—70%，以304、304L、316、309為主。（321、409L以前生產(chǎn)過，質(zhì)量不過關，現(xiàn)在已不生產(chǎn)。）200系列：占5%左右，從去年7月開始生產(chǎn)。400系列：占20—30%

20、，以420、430為主。目前燁聯(lián)的產(chǎn)品60%外銷（主要是大陸），40%本地使用。2．冷軋品種能力⑴25萬噸No1、30萬噸2B、6萬噸BA和25萬噸黑皮卷。⑵退火酸洗能力：AP（H）設計能力33萬噸（實際達到40萬噸）、設計過線板寬1219mm，實際有部份1524mm。⑶混線能力30萬噸，其中熱板20萬噸、冷板10萬噸。⑷冷線能力27萬噸。,2、寶新公司,,,3、張家港浦項,,不銹鋼工藝及流程,不銹鋼全線基本生產(chǎn)工藝,電爐

21、 精煉 連鑄板坯板坯修磨 熱連軋 熱軋卷酸洗退火軋制 冷軋卷酸洗退火 平整剪切 包裝,,,,,,,,,,,,,冷軋廠工藝流程,,,現(xiàn)有設備,新增設備,不銹鋼冷軋生產(chǎn)目的：,1、厚度規(guī)格減?。?、控制產(chǎn)品厚度精度；3、提高表面光潔度；4、改善鋼的組織，提高產(chǎn)品的使用性能。,,,功能：

22、熱處理、酸洗熱軋、冷軋帶鋼帶寬：600-1300；厚度：1.0-6.0卷重：20噸生產(chǎn)能力：150000噸,主要裝備介紹－混線,具有先進的厚度、板形自動控制， 為90年代末先進水平產(chǎn)品厚度：0.3-3.0mm卷重：20噸設計能力：12.5萬噸,主要裝備介紹－廿輥,主要裝備介紹－APL線,功能：熱處理、酸洗冷軋帶鋼帶寬：600-1300；厚度：0.3-2.0卷重：20噸生產(chǎn)能力：17.5萬噸/條,主要裝備介紹－S

23、KP線,功能：消除屈服平臺，改善板型速度：0—300—600m/min 卷重：20噸生產(chǎn)能力：28萬噸,主要裝備介紹－縱切線,功能：切邊、分條、表面檢查剪切寬度：600mm—1300mm；剪切厚度：0.3mm—3.0mm卷重：20噸 生產(chǎn)能力：14萬噸/條,我廠主要生產(chǎn)鋼種,我廠所生產(chǎn)鋼種有：200系列包括： 202J（1Cr18Mn8Ni5N）和201（1Cr17Mn6Ni5N） 300系列包括：1 304系

24、列：0Cr18Ni9、0Cr19Ni92 321系列：1Cr18Ni9Ti3 301 系列：包括普通0Cr17Ni7和普通1Cr17Ni7，以及SUS301T、SUS301L、301S、301B。后4種同樣屬于0-1Cr17Ni7系列，只是成分控制上有區(qū)別,我廠主要生產(chǎn)鋼種,316、317系列：包括0Cr17Ni12Mo2（ＳＵＳ316）00Cr17Ni14Mo2（ＳＵＳ316L）0Cr19Ni13Mo3（ＳＵＳ317）