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不锈钢基本知识

•不锈钢的基本知识1、定义不锈钢是不锈钢与耐酸钢的简称。

在冶金学和材料科学领域中,依据钢的主要性能特征,将含铬量大于12%,且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称做不锈钢。

通常对在大气、水蒸气和淡水等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐腐蚀的钢种称不锈钢;对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称耐酸钢。

不锈钢的不锈性和耐蚀性是相对的,有条件的,实验表明,只有当基体中的含铬量》12%后,钢才具有明显的抗锈性,但不是严格意义上的不锈。

2、常用牌号200系列:Cr系列、Ni系列、Mn系列300系列:Cr系列、Ni系列400系列:Cr系列600系列:高温强度合金系列L :低碳,女口SUS316L J :日本独有的钢种,如SUS420J2XM:ASTM 觃格的专利钢种,如SUSXM27 (00Cr27Mo)N:加入了氮,如SUS316NSUS(STEEL USE STAINLESS)SUH(STEEL USE HEAT RESISTANT) (GB1220-92 GB3280-92 )基体组织及性能:SUS304 SUS316 SUS316L 奥氏体,无磁性,加工硬化明显,但是冷加工变形后带有磁性,原因是冷加工过程中引发产生马氏体组织,变硬而且有磁性。

SUS430 SUH409铁素体,有磁性,加工硬化不明显SUS430J2出厂时为铁素体,用户需淬火为马氏体组织使用铁素体加工硬化=位错引起的硬化奥氏体加工硬化=位错引起的硬化+马氏体转变引起的硬化(补充各钢种的加工硬化曲线)SUS304 7.93 SUS430 7.70 SUS316 7.98 SUS420J2 7.75•宝新产品介绍1、宝新公司实物质量控制标准执行日本工业标准JISG4305-1999。

产品主要有SUS304 SUS430 SUS316 SUS316L、SUH409L,表面加工等级有2D、2B、NO.4、HL150#、HL180#、HL240#、HL320#。

厚度0.3mm 〜3.0mm,宽度从40 mm 〜1320mm。

23、JISG4305-199际准对成分和机械性能的规定值4、宝新公司不锈钢化学成分与机械性能水平SUS304特性:用途广泛,具有良好的塑性、韧性、冷加工性,无热处理硬化现象,冷加工硬化倾向明显,在氧化性酸和大气、水、蒸汽等介质中耐蚀性好,焊接后有晶间腐蚀倾向,固溶态无磁性,冷加工后有磁性,使用温度-196〜800Eo用途:家庭用品(1、2 类餐具)、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件SUS316特性:耐蚀性和高温强度特别好,可在苛刻的条件下使用,冷加工硬化倾向明显,固溶态无磁性,冷加工后有磁性用途:海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备、照相、食品工业、沿海设施、螺栓、螺母SUS316L特性:耐蚀性比SUS316好,高温强度稍差,可在苛刻的条件下使用,加工硬化性好,无磁性用途:海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备、照相、食品工业、沿海设施、螺栓、螺母SUS430特性:热膨胀率低,具有较好的成型性,在大气、水蒸气等弱介质中具有不锈性,但当介质中含有较高CL-时不锈性显不足,在氧化性酸溶液中有良好的耐蚀性。

用途:生产硝酸、硝铵的化工设备,如吸收塔、热交换器、酸槽、输送管道、贮槽等,耐热器具、燃烧器、家电产品、2 类餐具、厨房洗涤槽SUS420J2特性:淬火硬度高,可焊性差(补充淬火特性曲线)用途:刀具、螺栓、阀门、轴承、弹簧、板尺、餐具SUH409L特性:加工性能、焊接性能良好,高温抗氧化性能良好,能够承受的温度范围从室温直到575 C用途:广泛用于汽车尾气排气系统5、JISG4305-1999标准中钢带厚度允许偏差(单位:毫米)直接生产厂家青睐宝新产品,贸易商对宝新产品公差的反映主要是不同产品之间的公差不稳定,经常存在小负公差。

造成公差不稳的原因是宝新公司曾经实行过多个内部控制标准。

宝新公司准备进行交货公差修订,分成两段,互不包含,增加公差的稳定性。

6钢板宽度允许偏差(单位:毫米)7、钢带宽度的允许偏差(单位:毫米)8、钢板长度的允许偏差(单位:毫米)9、JISG4305-1999标准中钢板不平度的允许偏差(单位:毫米)•外观判定方法JIS标准觃定:由于卷带产品中无法切除有害缺陷,因此其中允许夹带部分缺陷。

宝新公司现行标准中觃定:合格品标准:合格品比例》80%,废品比例w 5%。

二级品标准:合格品比例》60%,废品比例w 15%。

•焊接性能不锈钢的焊接特性:①引起焊区变形不均和晶粒粗大,不锈钢的电阻系数远大于低碳钢,在焊接时焊条及焊接区的母材都比较容易被加热而融化,同时熔区周围的基体过热。

②引起热裂纹,不锈钢的线膨胀系数大,导热系数小,热量不易传递,焊接时熔深大,焊接加热使结构膨胀,冷却时产生较大的收缩变形和拉应力③不锈钢焊接加工过程后,在焊接热影响区内容易引发晶间腐蚀。

现象和识别:产生晶间腐蚀的设备或制品,其尺寸和外形几乎没有任何变化,从外部难以发现腐蚀的迹象,仍具有明显的金属光泽,取样检查可以发现,腐蚀部位的塑性和强度已严重丧失,冷弯时出现裂纹、脆断,腐蚀部位落地无金属声。

钢的晶界由于受腐蚀变宽原因是出厂态的不锈钢是碳的过饱和固溶体,不锈钢焊接加工过程中,在焊接热影响区内,在敏化温度(450C —850C)区间,碳向晶界扩散,幵与基体中的铬形成碳化物Cr23C6 (含Cr 量非常高,常达90%以上),Cr 23C6 很快在晶界形成,使晶界成网状,基体中大量的铬集中到CsC e中,由于焊接时间短,远处的铬来不及向这里扩散,造成焊缝区域基体局部贫铬,难以钝化,耐蚀性明显下降,于是在相应的腐蚀环境中优先被腐蚀。

(图解晶间腐蚀)防范措施:①不锈钢的焊接觃范要小于低碳钢,电流量约为低碳钢的80%。

②尽可能使用较快的焊接速度,目的是减少热影响区宽度,缩短焊缝在敏化温度区间的停留时间,使焊缝处于一次稳定状态,以及细化焊缝组织。

③焊接时要选择合适的焊接材料、保护气氛。

焊丝的化学成分对焊缝部位的耐蚀性有重要影响,焊条应具有与母材相同的化学成分,这样可以使焊缝金属与母材具有相似的化学成分,一般被认为可以实现最佳的耐腐蚀性。

SUS304采用奥002焊条。

④材料的表面必修在焊接之前进行清理,焊接之后去除焊渣。

原因是不锈钢表面的惰性氧化膜赋予不锈钢以耐蚀性,但这层氧化膜非常薄,容易被加热、焊接、轧制、压力加工和其它加工程序所破坏。

如果不锈钢表面被划伤,更多的铬会暴露出来,它和氧反应使钝化层重新形成。

然而,如果有碳素钢粒子或其它异物嵌入划痕,钝化层就不能恢复,金属受潮或暴露在腐蚀性环境中时会被腐蚀。

当进行焊接或热处理时,会产生复合氧化层,不锈钢基体表面覆盖了氧化物,阻止形成钝化层,为了重新形成钝化层,必须彻底清除这些复合氧化层。

清理时应使用不锈钢刷,而对于根部和层间焊缝的打磨,则需用专用的磨石。

焊接工艺简介1、TIG 焊接:钨极惰性气体保护电弧焊接MIG 焊接:带金属焊丝的惰性气体保护电弧焊接闪光焊:用高频电流产生弧光冲击焊接部位进行焊接微等离子焊接:TIG工艺的发展,可达到25000E 的温度。

等离子电弧在非常高的温度下会产生收缩,同时电弧在水冷喷嘴中燃烧会再次收缩形成一个很细的电弧束,当这个高度收缩的电弧束传递到工件上时,会聚的热量产生较轻的变形、较高的焊接速度以及比之于TIG焊接法更高的生产率焊接方式对比:•耐腐蚀性腐蚀分类:金属腐蚀的形式有多种分类方法,①按作用的性质分为化学腐蚀和电化学腐蚀。

化学腐蚀是金属直接与周围介质发生纯化学作用;电化学腐蚀是金属在酸、碱、盐等电介质中由于原电池的作用而引起的腐蚀。

②按腐蚀形态可分为一般(全面、均匀)腐蚀和局部腐蚀。

一般腐蚀是指腐蚀分布在整个不锈钢表面上;局部腐蚀是指腐蚀分布在不锈钢的某些局部,常见的有晶间腐蚀、点蚀、应力腐蚀等。

不锈钢的耐腐蚀原理:不锈钢的耐腐蚀原理是通过提高材料本身的耐蚀性来达到控制腐蚀的目的。

①加入合金元素Cr、Ni等提高基体金属的电极电位,减少微电池的数量,可有效地提高钢的耐蚀性。

②加入合金元素使钢在室温下获得单相固溶组织,也能减少微电池数量,从而提高钢的耐蚀性。

③在钢中加入合金元素使钢的表面形成结构致密、不溶入腐蚀介质、电阻又高的保护膜,亦能显著提高钢的耐蚀性。

保护膜非常细密、柔软、稳定,成分主要是Cr、0、0H,厚度1— 6nm。

不锈钢的不锈性和耐蚀性是相对的,有条件的,实验表明,只有当基体中的含铬量》12%后,钢才具有明显的抗锈性,但不是严格意义上的不锈。

耐腐蚀性的标准是人为确定的,既要承认它,使用它,又要不能完全受它的约束,因为其中的很多数据只是一些实验室内的试验结果,与实际介质环境常常有较大的出入,要根据具体使用要求来确定是否耐腐蚀的具体标准。

目前对不锈钢的耐腐蚀性多采该标准适用于全面腐蚀类型,对局部腐蚀是不适用的。

不锈钢在使用条件下年腐蚀率超过1mm者一般多不选用,即一般都选用7级以下。

•成形性能深冲程度划分:深度在170毫米以上,冲压比2.0以上者为深度冲压;深度170 毫米以下,冲压比2.0以下者为轻度冲压。

冲压比一圆筒形容器条件下为样板直径/冲头直径;方形容器条件下为制品深度/对角线长。

SUS304极限冲压比2.25。

材料的基本性能与冲压成形性能的关系1、屈服强度(c s) 屈服强度小,成形后回弹小,贴模性和定形性好。

2、屈强比(C s / C b) 屈强比对材料冲压成形性能影响较大,C s/ C b小,板料由屈服到破裂的塑性变形阶段长,有利于冲压成形。

一般来讲,较小的屈强比对板料在各种成形工艺中的抗破裂性都有利。

屈服强度与抗拉强度关系:加工时应力需要超过屈服强度,钢材会产生塑性变形,但是不能超过抗拉强度,否则会断裂,因此屈服强度与抗拉强度就决定了加工应力的范围。

3、延伸率延伸率大,板料允许的塑性变形程度大,抗破裂性较好,扩孔性能和“拉深—胀形”复合成形性能也好。

4、加工硬化系数(n)应变硬化指数与材料的冲压成形性能十分密切,应变硬化指数大,不仅能提高板料的局部应变能力,能使应变分布趋于均匀化,提高板料成形时的总体成形极限。

通常认为,材料的应变硬化指数越大,抗破裂性越强,尤其对胀形成形性能最有利。

SUS304 钢的加工硬化系数较大(0.47),约是SUS430(0.20)的两倍。

5、塑性应变比(r)由于结晶和轧制原因,材料的塑性会因方向不同而有异,这种想象叫做材料的塑性各向异性。

塑性应变比是单向拉伸试样的宽度应变和厚度应变的比值,与材料的冲压成形性能十分密切。

r 值对拉深成形性能影响很大,r 值大,板料平面方向比板厚方向容易变形,拉深毛坯的径向收缩时不容易起皱,传力区不容易拉破,故有利于板料的拉深成形性能。

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