不銹鋼的分析區別

2014年01月11日

1.不銹鋼的定義
    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,不銹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,而發揮不銹鋼所固有的表面性能。
2.不銹鋼分類
    不銹鋼可以按用途、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。按化學成分分類:
    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.奧氏體不銹鋼②.鐵素體不銹鋼③.馬氏體不銹鋼④.雙相不銹鋼⑤.沉淀硬化不銹鋼
3.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12CrNi3A
    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。
    我國的編號規則
    ①采用元素符號
    ②用途、漢語拼音,平爐鋼:P、沸騰鋼:F、鎮靜鋼:B、甲類鋼:A、T8:特8、GCr15:滾珠
    a、合結鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi60SiMn、(用萬分之幾表示C含量)
    b、不銹鋼、合金工具鋼(用千分之幾表示C含量),如:1Cr18Ni9千分之一(即0.1%C),不銹C≤0.08%如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03%如0Cr17Ni13Mo
    國際不銹鋼標示方法
    美國鋼鐵學會是用三位數字來標示各種標準級的可鍛不銹鋼的。其中:
    ①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數字標示,
    ②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數字表示。例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼是以201、304、316以及310為標記,
    ③鐵素體不銹鋼是以430和446為標記,馬氏體不銹鋼是以410、420以及440C為標記,雙相(奧氏體-鐵素體),
    ④不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼以及含鐵量低于50%
    在我國國家標準中有不銹鋼冷軋鋼板(GB3280-92)、不銹鋼熱軋鋼板(GB4237-92)和耐熱鋼板(GB4238-92)。

→SUS304(L)
     奧氏體基本鋼種,用途最為廣泛;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銹鋼;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(L)
     鋼中添加Mo(2-3%),故耐蝕性和高溫強度優良;SUS316L含碳量比SUS316低,因此,抗晶間副食性比SUS316優良;高溫蠕變強度高。  
→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。  
→SUS409L
     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結構的鐵素體不銹鋼;因填了Ti(鈦),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,不適合于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。  
→SUS430
     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銹鋼;熱膨脹率低,耐氧化性優。  
日本不銹鋼 分類 牌號 主要組成 特點和用途
[一]奧氏體型
SUS201  17Cr-4.5Ni-6Mn-N 是節Ni鋼中,301鋼的替代鋼。經冷加工后具有磁性。用于鐵路車輛
SUS202 18Cr-5Ni-8Mn-N 是節Ni鋼中,301鋼的替代鋼。用于庖廚器具
SUS301 17Cr-7Ni 經冷加工后可得到高強度。用于鐵路車輛、帶式輸送機、螺栓和螺母、彈簧等
SUS301L 17Cr-7Ni-低C-N 是低碳SUS301鋼,具有優良的抗晶間腐蝕性能和焊接性能。用于鐵路車輛等
SUS301J1 17Cr-7.5Ni-0.1C 拉伸加工性能和彎曲加工性能優于304鋼,加工硬化居304鋼和301鋼中間。用于彈筑、廚房用具、器件、建筑、車輛等
SUS302 18Cr-8Ni-0.1C 冷加工后可獲高強度,但延伸劣于301鋼。用于建筑物外部裝飾材料
SUS302B 18Cr-8Ni-2.5Si-0.1C 抗氧化性能優于302鋼,在900攝氏度以下具有與310S鋼等同的抗氧化性能和強度。用于汽車尾氣凈化裝置、用作工業爐等高溫設備材料
SUS303 18Cr-8Ni-高S 提高切削性能和抗高溫粘結性能。最適于用自動車床。螺栓和螺母
SUS303Se 18Cr-8Ni-Se 提高切削性能和抗高溫粘結性能。最適于用自動車床。用于鉚釘和螺絲
SUS304 18Cr-8Ni 是得到最廣泛用的不銹鋼、耐熱鋼。用于食品生產設備、普通化工設備、核能等
SUS304L 18Cr-9Ni-低C 是極低碳304鋼。具有優良的抗晶間腐蝕性能。用于焊接后不能進行熱處理的部件等
SUS304N1 18Cr-8Ni-N 在304鋼中添加N,在抑制延伸性能下降的同時提高強度,有減小材料厚度的效果。用于結構強度用部件
SUS304N2 18Cr-8Ni-N-Nb 在304鋼中添加N和Nb(鈮),使其具有同上一樣的性能。用途與304N1鋼相同
SUS304LN 18Cr-8Ni-N-低C 在304鋼中添加N,使其具有同上一樣的性能。用途與304N1鋼同,但抗晶間腐蝕性有優
SUS304J1 17Cr-7Ni-2Cu 減少SUS304鋼中的Ni、添加Cu。冷成形性能特別是深沖性能優良。用于污水滲坑、熱水槽等
SUS304J2 17Cr-7Ni-4Mn-2Cu 深沖性能優于SUS304鋼。用于洗澡用熱水器、門把手等
SUS304J3 18Cr-8Ni-2Cu 在304鋼中添加Cu,改善了冷加工性能和非磁性能。成分為SUS304鋼和SUSXM7鋼之間。用于冷加工用螺栓和螺母等
SUS305 18Cr-12Ni-0.1C 與304鋼相比加工硬化性能低。用于旋壓成形加工、特殊拉拔和冷壓制等
SUS305J1 18Cr-13Ni-0.1C 是低碳305鋼,加工硬化性能低。用途與305鋼相同
SUS309S 22Cr-12Ni 雖耐腐蝕性能優于304鋼,但實際上多作為耐熱鋼使用
SUS310S 25Cr-20Ni 抗氧化性能優于309S鋼,多作為耐熱鋼使用
SUS316 18Cr-12Ni-2.5Mo 對于海水及各種腐蝕介質的抗腐蝕性能優于304鋼。用于抗點蝕材料
SUS316L 18Cr-12Ni-2.5Mo-低C 是極低碳316鋼。性能為316鋼的性能加上抗 晶間腐蝕性能
SUS316N 18Cr-12Ni-2.5Mo-N 是在316鋼中添加N,在抑制延伸能下降的同時提高強度,有減小材料厚度的效果。是耐腐蝕性能優良的高強度的材料
SUS316LN 18Cr-12Ni-2.5Mo-N-低C 是在316L鋼中添加N,使其具務同上的特性。用途等同316N鋼,但有優良的抗晶間腐蝕性能
SUS316Ti 18Cr-12Ni-2.5Mo-N-Ti 是在SUS316鋼中添加Ti來改善抗晶間腐蝕性能
SUS316J1 18Cr-12Ni-2Mo-2Cu 耐腐蝕性能和抗點蝕性能優于316鋼。用于耐硫酸腐蝕用材料
SUS316J1L 18Cr-12Ni-2Mo-2Cu-低C 是低碳316J1鋼。使316J1鋼具務抗晶間腐蝕性能
SUS317 18Cr-12Ni-3.5Mo 抗點蝕性能優于316鋼。用于印染設備材料
SUS317L 18Cr-12Ni-3.5Mo-低C 是極低碳317鋼。使317鋼具務抗晶間腐蝕性能
SUS317LN 18Cr-13Ni-3.5Mo-N-低C 在SUS317L鋼中添加N,具有高強度和高耐腐蝕性能。用于各種罐和容器
SUS317J1 18Cr-16Ni-5Mo 用于使用含氯離子液體的熱交換器、醋酸生產設備、磷酸生產設備和漂白裝置等316L鋼和317L鋼不能適用的環境中
SUS317J2 25Cr-14Ni-1Mo-0.3N 與SUS317鋼相比為高Cr、高Mo,添加了N。具有高強度且具有優良的耐腐蝕性能
SUS317J3L 21Cr-12Ni-2.5Mo-0.2N-低C 抗點蝕性能優于SUS317鋼。用于處理公害裝置和醋酸環境
SUS317J4L 22Cr-25Ni-6Mo-0.2N-低C 抗點蝕性能優于SUS317鋼。用于紙漿造紙業,海水熱交換器等
SUS317J5L 21Cr-24.5Ni-4.5Mo-1.5Cu-極低C 具有優良的耐海水腐蝕性能。用于各種在海水中使用的裝置上
SUS321 18Cr-9Ni-Ti 添加Ti,使其提高抗晶間腐蝕性能。不推薦用于裝飾部件
SUS347 18Cr-9Ni-Nb 含Nb,使其提高抗晶間腐蝕性能
SUS384 16Cr-18Ni 加工硬化程度低于305鋼。為大變形量冷壓制和冷成形用材料
SUSXM7 18Cr-9Ni-3.5Cu 是在304鋼中添加Cu,使其提高冷加工性能的鋼種。冷壓制用
SUSXM15J1 18Cr-13Ni-4Si 增加304鋼中的Ni,添加Si,提高抗應力腐蝕裂紋性能。用于含氯離子的環境中
奧氏體-鐵素體 SUS329J1 25Cr-4.5Ni-2Mo 具有雙相組織。有優良的耐酸性能和抗點蝕性能。有高強度。用于忘私氣脫硫裝置等
SUS329J3L 22Cr-5Ni-3Mo-N-低C 含硫化氫、二氧化碳和氯化物等的環境中具有耐蝕性。用于油井管、化工產品運輸船,各種化工裝置上
SUS329J4L 25Cr-6Ni-3Mo-N-低C 在海水等高濃度氯化物環境中具有優良的抗點蝕性能和抗SCC性能。用于海水熱交換器和制鹽設備等 .

SUS444
19Cr-2Mo-Ti
,Nb,Zr-極低(C,N)
Mo含量較436鋼多,進一步提高了耐腐蝕性能。用于熱水貯槽、貯水槽、太陽能熱水器、熱交換器、食品生產設備、印染設備等。用于耐應力腐蝕裂紋

SUS447J1
30Cr-2Mo-
極低(C,N)
高Ct—Mo,極虞降低C和N,具有優良的耐腐蝕性能。用于醋酸和乳酸等有機酸相關的生產設備。苛性蘇打生產設備、抗氯離子應力腐蝕裂紋、用于抗點蝕用途、防止公害裝置上

SUSXM27
26Cr-1Mo-
極低(C,N)
具有與447J1相類似的性質和用途。需要耐腐蝕性能和軟磁性能的用途

SUS403
13Cr-
低Si
是用于透平葉片及高應力部件的優良不銹鋼、耐熱鋼

SUS410
13Cr
具有良好的耐腐蝕和機械加工性能。為一般用途鋼、刃具鋼

SUS410S
13Cr-0.08C
是提高了410鋼的耐腐蝕性能和成形性能的鋼種

SUS410F2
13Cr-0.1C-Pb
是不使410鋼的耐腐蝕性能下降的鉛易切鋼

SUS410J1
13Cr-Mo
是進一步提高了410鋼的耐腐蝕性能的高強度鋼種。用于透平葉片和高溫用部件

SUS416
13Cr-0.1C-
高s
是不銹鋼中易切性能最好的鋼種。用于自動車床等

SUS420J1
13Cr-0.2C
在淬火狀態下有高的硬度。有較13Cr飲更好的耐腐蝕性能。用于透平葉片

SUS420J2   13Cr-0.3C  淬火后硬度較420J1鋼更高的鋼種。用于刃具、噴嘴、閥座、閥門和直尺

SUS420F   13Cr-0.3C-高s    是改善了420J2鋼易切性能的鋼種

SUS420F2   13Cr-0.2C-Pb   是不使420J1鋼的耐腐蝕性能惡化的鉛易切鋼

SUS429J1   16Cr-0.3C       適用于需要耐磨損性能和耐腐蝕性能的用途。摩托車剎車閘、磁盤等

SUS431  16Cr-2Ni      含Ni的Cr鋼。通過熱處理可得到高力學性能。耐腐蝕性能優于410鋼和430鋼

SUS440A  18Cr-0.7C     淬火硬化性能優良、硬度高,較440B鋼和40C鋼有高的韌性。用于刃具、量具和軸承

SUS440B   18Cr-0.8C     較440A鋼硬度高,較440C鋼韌性高。用于刃具、閥門

SUS440C   18Cr-1C     具有所有不銹鋼、耐熱鋼中最高的硬度。用于噴嘴、軸承

SUS440F    18cr-1C-高s   是提高440C鋼的易切性能的鋼種。用于自動車床

SUS630   17Cr-7Ni-4Cu-Nb
是通過添加Cu來使其具備沉淀硬化性能的鋼種。用于軸類、透平部件、層壓板的面板。鋼制輸送帶

SUS631  17Cr-7Ni-1Al
是通過添加A1來使其具備沉淀硬化性能的鋼種。用于彈簧、洗滌器、儀器儀表部件

SUS631J1  17Cr-8Ni-1Al
是提高了631鋼的拔絲性能的鋼種。用于制線、彈簧鋼絲

奧氏體
奧氏體是碳溶解在γ-Fe中的間隙固溶體,常用符號A表示。它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。其溶碳能力較大,在727℃時溶碳為ωc= 0.77%,1148℃時可溶碳2.11%。奧氏體是在大于727℃高溫下才能穩定存在的組織。奧氏體塑性好,是絕大多數鋼種在高溫下進行壓力加工時所要求的組織。奧氏體是沒有磁性的。

馬氏體分級淬火
是將奧氏體化工件先浸入溫度稍高或稍低于鋼的馬氏體點的液態介質(鹽浴或堿浴)中,保持適當的時間,待鋼件的內、外層都達到介質溫度后取出空冷,以獲得馬氏體組織的淬火工藝,也稱分級淬火。分級淬火由于在分級溫度停留到工件內外溫度一致后空冷,所以能有效地減少相變應力和熱應力,減少淬火變形和開裂傾向。分級淬火適用于對于變形要求高的合金鋼和高合金鋼工件,也可用于截面尺寸不大、形狀復雜地碳素鋼工件。

馬氏體不銹鋼
通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼,通俗地說,是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不銹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,還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。

馬氏體就是以人命命名的:
對于學材料的人來說,“馬氏體”的大名如雷貫耳,那么說到阿道夫?馬滕斯又有幾個人知道呢?其實馬氏體的“馬”指的就是他了。在鐵碳組織中這樣以人名命名的組織還有很多,今天我們就來說說這些名稱和它們背后那些材料先賢的故事。
馬氏體Martensite,如前所述命名自Adolf Martens (1850-1914)。這位被稱作馬登斯或馬滕斯的先生是一位德國的冶金學家。他早年作為一名工程師從事鐵路橋梁的建設工作,并接觸到了正在興起的材料檢驗方法。于是他用自制的顯微鏡(!)觀察鐵的金相組織,并在1878年發表了《鐵的顯微鏡研究》,闡述金屬斷口形態以及其拋光和酸浸后的金相組織。(這個工作我們現在做的好像也蠻多的。)他觀察到生鐵在冷卻和結晶過程中的組織排列很有規則(大概其中就有馬氏體),并預言顯微鏡研究必將成為最有用的分析方法之一(有遠見)。他還曾經擔任了柏林皇家大學附屬機械工藝研究所所長,也就是柏林皇家材料試驗所("Staatliche Materialprüfungsamt")的前身,他在那里建立了第一流的金相試驗室。1895年國際材料試驗學會成立,他擔任了副主席一職。直到現在,在德國依然有一個聲望頗高的獎項以他的名字命名
所謂奧氏體鋼和馬氏體鋼,即常溫下鋼的組織分別為奧氏體和馬氏體的鋼。它們大都是不銹鋼,在國標中有相關鋼種的常用牌號,如果你知道牌號,對著標準查詢即可;如果可以查看鋼的常溫組織,則一目了然。
奧氏體是碳溶解在γ-Fe中的間隙固溶體,常用符號A表示。它仍保持γ-Fe的面心立方晶格。其溶碳能力較大,在727℃時溶碳為ωc=0.77%,1148℃時可溶碳2.11%。奧氏體是在大于727℃高溫下才能穩定存在的組織。奧氏體塑性好,是絕大多數鋼種在高溫下進行壓力加工時所要求的組織。奧氏體是沒有磁性的。





來源:青島辛巴機械技術有限公司
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張晶晶
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