华东金属展 | 关于不锈钢的知识你知多少?

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不锈钢是至少含10.5%的铁基合金。铬. 不锈钢不超过30%铬或小于50%铁. 它们通过形成不可见的和附着的富铬氧化物表面膜来实现其不锈钢特性。这种氧化物在氧气的存在下形成。  


为改善特性而添加的其它元素包括镍、钼、铜、钛、铝、硅、铌、氮、硫和硒。在某些马氏体牌号中,碳的含量通常在0.03%到1%之间。  


不锈钢的选择可以基于耐腐蚀性、制造特性、可用性、在特定温度范围内的机械性能和产品成本。然而,耐腐蚀性和机械性能通常是在给定应用中选择等级的最重要因素。  


不锈钢通常分为五类:马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双面(铁素体奥氏体)不锈钢和沉淀硬化不锈钢。  


发展沉淀硬化不锈钢1945是美国钢铁公司成功生产不锈钢W的先锋。获得原材料的问题一直是一个真正的问题,尤其是在20世纪50年代,当非洲和亚洲爆发内战时,镍的主要来源,冷战起了作用,因为东部集团国家也是该元素的主要来源。这导致了一系列的合金(AISI 200型)的发展,其中锰和氮部分取代镍。这些不锈钢现在仍然生产。  


多年来,不锈钢已被牢固地确立为炊具、固件、餐具、扁平餐具、装饰性建筑五金和用于化工厂、乳制品和食品加工厂、卫生和卫生应用、石油和石油化工厂、纺织厂和制药和运输行业的设备的材料。这些应用中的一些涉及暴露于升高的或低温的温度;奥氏体不锈钢非常适合于以上任一种类型的应用。  


有时修改成分以促进生产。例如,改变了基本组成,使得生产不锈钢管和铸件变得更容易。对不锈钢焊接电极的制造进行了类似的修改;在这里使用电极涂层和线材组合物的组合来产生所需的成分沉积焊缝金属。  


马氏体不锈钢基本上是铬和碳的合金,其在硬化状态下具有扭曲的体心立方(BCC)晶体结构(马氏体)。它们是铁磁性的,可通过热处理淬硬,并且通常仅对相对温和的环境耐腐蚀。铬含量一般在10.5~18%之间,碳含量可能超过1.2%。铬和碳含量平衡,以确保硬化后的马氏体结构。  


一般腐蚀通常不如局部形式,如应力腐蚀开裂、缝隙腐蚀在致密空间或沉积物下、点蚀攻击和晶间侵蚀等敏化材料如焊接热影响区(HAZ)。这种局部腐蚀会导致意外的,有时是灾难性的故障,而大部分结构不受影响,因此在设计和选择合适的不锈钢等级时必须慎重考虑。  


腐蚀性侵蚀也可以显著增加,因为介质中看似微小的杂质很难预料,但即使在仅百万分之一浓度的情况下,也会产生重大影响;通过钢向腐蚀介质或从腐蚀介质中传热;仅在末端上进行接触修整。  


不锈钢有薄板(0.2mm-4mm) 、中板(4mm-20mm)、厚板(20mm-60mm)、特厚板(60-115mm)、热轧钢板、冷轧钢板等形式。



由于两相组织的特点


通过正确控制化学成分和热处理工艺,使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点  


它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起  


正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速  


八十年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。  


双相不锈钢有以下性能优点:  


一、含钼双相不锈钢在低应力下有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。一般18-8型奥氏体不锈钢在60°C以上中性氯化物溶液中容易发生应力腐蚀断裂,在微量氯化物及硫化氢工业介质中用这类不锈钢制造的热交换器、蒸发器等设备都存在着产生应力腐蚀断裂的倾向,而双相不锈钢却有良好的抵抗能力。  


二、含钼双相不锈钢有良好的耐孔蚀性能。在具有相同的孔蚀抗力当量值(PRE=Cr%+3.3Mo%+16N%)时,双相不锈钢与奥氏体不锈钢的临界孔蚀电位相仿。双相不锈钢与奥氏体不锈钢耐孔蚀性能与AISI 316L相当。含25%Cr的,尤其是含氮的高铬双相不锈钢的耐孔蚀和缝隙腐蚀性能超过了AISI316L。  


三、具有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。在某些腐蚀介质的条件下,适用于制作泵、阀等动力设备。  


四、综合力学性能好。有较高的强度和疲劳强度,屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的2倍。固溶态的延伸率达到25%,韧性值AK(V型槽口)在100J以上。  


五、可焊性良好,热裂倾向小,一般焊前不需预热,焊后不需热处理,可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种焊接。  


六、含低铬(18%Cr)的双相不锈钢热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢宽,抗力小,可不经过锻造,直接轧制开坯生产钢板。含高铬(25%Cr)的双相不锈钢热加工比奥氏体不锈钢略显困难,可以生产板、管和丝等产品。  


七、冷加工时比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大,在管、板承受变形初期,需施加较大应力才能变形。  


八、与奥氏体不锈钢相比,导热系数大,线膨胀系数小,适合用作设备的衬里和生产复合板。也适合制作热交换器的管芯,换热效率比奥氏体不锈钢高。


九、仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向,不宜用在高于300°C的工作条件。双相不锈钢中含铬量愈低,σ等脆性相的危害性也愈小。


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