不銹鋼基本知識

1、不銹鋼的基本知識1、 定義 不銹鋼是不銹鋼與耐酸鋼的簡稱。在冶金學和材料科學領域中，依據(jù)鋼的主要性能特征，將含鉻量大于12%，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做不銹鋼。通常對在大氣、水蒸氣和淡水等腐蝕性較弱的介質中不銹和耐腐蝕的鋼種稱不銹鋼；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耐酸鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是相對的，有條件的，實驗表明，只有當基體中的含鉻量12%后，鋼才具有明顯的抗銹性，但不是嚴格意義上的不銹。2、 常用牌號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：高溫強度合金系列L：低碳，如SUS3

2、16L J：日本獨有的鋼種，如SUS420J2XM：ASTM規(guī)格的專利鋼種，如SUSXM27（00Cr27Mo）N：加入了氮，如SUS316NSUS(STEEL USE STAINLESS)SUH(STEEL USE HEAT RESISTANT) （GB1220-92 GB3280-92）GBJISGBJISGBJIS0Cr13SUS410S1Cr17Ni2SUS4311Cr17Ni7SUS3011Cr13SUS4101Cr15SUS4291Cr17Ni8SUS301J12Cr13SUS420J11Cr17SUS4301Cr18Ni9SUS3023Cr13SUS420J21Cr17Ni2SU

3、S4310Cr18Ni9SUS3044Cr13SUS420J200Cr19Ni10SUS304L0Cr17Ni12Mo2SUS31600Cr17Ni14Mo2SUS316L0Cr18Ni11TiSUS321基體組織及性能：SUS304 SUS316 SUS316L 奧氏體，無磁性，加工硬化明顯，但是冷加工變形后帶有磁性，原因是冷加工過程中引發(fā)產生馬氏體組織，變硬而且有磁性。SUS430 SUH409 鐵素體，有磁性，加工硬化不明顯SUS430J2 出廠時為鐵素體，用戶需淬火為馬氏體組織使用鐵素體加工硬化=位錯引起的硬化奧氏體加工硬化=位錯引起的硬化+馬氏體轉變引起的硬化（補充各鋼種的加工硬化曲

4、線）SUS304 7.93 SUS430 7.70 SUS316 7.98 SUS420J2 7.75寶新產品介紹1、寶新公司實物質量控制標準執(zhí)行日本工業(yè)標準JISG4305-1999。產品主要有SUS304、SUS430、SUS316、SUS316L、SUH409L，表面加工等級有2D、2B、NO.4、HL150# 、HL180# 、HL240# 、HL320# 。 厚度0.3mm3.0mm,寬度從40 mm 1320mm。2、表面加工等級與工藝流程表面等級特征加工工藝2D呈略具光澤的銀白色黑皮+退火噴丸酸洗+冷軋+退火酸洗2B呈光澤較佳的銀白色，光澤度和平坦度比2D表面好黑皮卷+退火噴丸酸

5、洗+冷軋+退火酸洗+平整軋制NO.4具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋黑皮卷+退火噴丸酸洗+冷軋+退火酸洗+研磨拋光+平整軋制HL150#呈銀灰色且具有連續(xù)發(fā)絲條紋，條紋較粗黑皮卷+退火噴丸酸洗+冷軋+退火酸洗+研磨拋光+平整軋制HL180#呈銀灰色且具有連續(xù)發(fā)絲條紋，條紋比150#細黑皮卷+退火噴丸酸洗+冷軋+退火酸洗+研磨拋光+平整軋制HL240#呈銀灰色且具有連續(xù)發(fā)絲條紋，條紋比180細黑皮卷+退火噴丸酸洗+冷軋+退火酸洗+研磨拋光+平整軋制HL320#呈銀灰色且具有連續(xù)發(fā)絲條紋，條紋比240#細黑皮卷+退火噴丸酸洗+冷軋+退火酸洗+研磨拋光+平整軋制3、JISG4305-1999標準對

6、成分和機械性能的規(guī)定值鋼種主要化學成分主要機械性能CSiMnPSNiCr其它屈服強度抗拉強度延伸率硬度%N/mm2%HVSUS3040.081.002.000.0450.0308.0010.518.0020.0020552040200SUS4300.120.751.000.0400.030-16.0018.0020545022200SUS3160.081.002.000.0450.03010.014.016.0018.00Mo2.0-3.020552040200SUS316L0.031.002.000.0400.03012.015.016.0018.00Mo2.0-3.017548040200

7、SUS420J20.260.401.001.000.0400.030-12.0014.0022554018247SUH409L0.031.001.000.0400.030-10.5011.75Ti6xC%195360251704、寶新公司不銹鋼化學成分與機械性能水平鋼種主要化學成分主要機械性能CSiMnPSNiCr其它屈服強度抗拉強度延伸率硬度%N/mm2%HVSUS3040.06±0.010.46±0.040.79±0.030.029±0.0030.008±0.0038.08±0.0418.23±0.15300±

8、45670±4056±10170±10SUS4300.07±0.010.519±0.040.309±0.050.031±0.0030.005±0.0020.16±0.0516.16±0.09350±50510±4027±4168±10SUS3160.05±0.010.601±0.0041.154±0.0150.029±0.0010.001±0.000510.08±0.0216.80±0.

9、09312±10625±1855±5159±5SUS316L0.02±0.0010.437±0.041.285±0.100.029±0.0020.001±0.000510.25±0.4316.90±0.272.063±0.023245±10525±1552±3154±4SUS420J20.308±0.020.473±0.070.548±0.0170.033±0.0030.006±0.00

10、10.115±0.01412.40±0.07350±30610±1025±5185±5SUH409L0.006±0.0020.550±0.030.19±0.010.033±0.0020.001±0.0010.14±0.0311.06±0.030.021±0.001241±10410±1036±2130±5SUS304特性：用途廣泛，具有良好的塑性、韌性、冷加工性，無熱處理硬化現(xiàn)象，冷加工硬化傾向明顯，在氧化性酸和大氣

11、、水、蒸汽等介質中耐蝕性好，焊接后有晶間腐蝕傾向，固溶態(tài)無磁性，冷加工后有磁性，使用溫度-196800。用途：家庭用品（1、2類餐具）、櫥柜、室內管線、熱水器、鍋爐、浴缸、汽車配件、醫(yī)療器具、建材、化學、食品工業(yè)、農業(yè)、船舶部件SUS316特性：耐蝕性和高溫強度特別好，可在苛刻的條件下使用，冷加工硬化傾向明顯，固溶態(tài)無磁性，冷加工后有磁性用途：海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料等生產設備、照相、食品工業(yè)、沿海設施、螺栓、螺母SUS316L特性：耐蝕性比SUS316好，高溫強度稍差，可在苛刻的條件下使用，加工硬化性好，無磁性用途：海水用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料等生產設備、照相、食

12、品工業(yè)、沿海設施、螺栓、螺母SUS430特性：熱膨脹率低，具有較好的成型性，在大氣、水蒸氣等弱介質中具有不銹性，但當介質中含有較高CL-時不銹性顯不足，在氧化性酸溶液中有良好的耐蝕性。用途：生產硝酸、硝銨的化工設備，如吸收塔、熱交換器、酸槽、輸送管道、貯槽等，耐熱器具、燃燒器、家電產品、2類餐具、廚房洗滌槽SUS420J2特性：淬火硬度高，可焊性差（補充淬火特性曲線）用途：刀具、螺栓、閥門、軸承、彈簧、板尺、餐具SUH409L特性：加工性能、焊接性能良好，高溫抗氧化性能良好，能夠承受的溫度范圍從室溫直到575°C用途：廣泛用于汽車尾氣排氣系統(tǒng)5、JISG4305-1999標準中鋼帶厚

13、度允許偏差（單位：毫米） 厚度寬度w12501250w16000.30t0.600.60t0.800.80t1.001.00t1.251.25t1.601.60t2.002.00t2.502.50t3.15±0.05±0.07±0.09±0.10±0.12±0.15±0.17±0.22±0.08±0.09±0.10±0.12±0.15±0.17±0.20±0.25直接生產廠家青睞寶新產品，貿易商對寶新產品公差的反映主要是不同產品之間的公

14、差不穩(wěn)定，經常存在小負公差。造成公差不穩(wěn)的原因是寶新公司曾經實行過多個內部控制標準。寶新公司準備進行交貨公差修訂，分成兩段，互不包含，增加公差的穩(wěn)定性。6、鋼板寬度允許偏差（單位：毫米）標 準長度l35003500l6000JISG4305-19910+50+15寶新水平0+20+27、鋼帶寬度的允許偏差（單位：毫米）標 準寬度l400400l630630l10001000l1524JISG4305-19910+50+50+50+5寶新水平0+20+20+20+28、鋼板長度的允許偏差（單位：毫米）標準長度l35003500l6000JISG4305-19910+100+15寶新水平0+50+

15、59、JISG4305-1999標準中鋼板不平度的允許偏差（單位：毫米）寬度長度JIS標準寶新水平w1000l2000l2000152036w1000l2000l2000202066外觀判定方法JIS標準規(guī)定：由于卷帶產品中無法切除有害缺陷，因此其中允許夾帶部分缺陷。寶新公司現(xiàn)行標準中規(guī)定：合格品標準：合格品比例80%，廢品比例5%。二級品標準：合格品比例60%，廢品比例15%。分類名稱程度允許量（1 m2范圍內）說明合格品二級品廢品線狀缺陷線狀的缺陷：鱗狀折疊劃傷擦傷滑移帶狀輥印裂紋極小1/2小小中大特大A特大B允許有允許有允許有500mm以下200mm以下100mm以下不能有允許有允許有允

16、許有合格部分60%包括特大在內800mm以下包括特大在內800mm以下包括特大在內800mm以下允許有1/2小：用#1000砂皮打磨50次可除去缺陷的鋼板。?。河?400砂皮打磨50次可除去缺陷的鋼板。中：用#150砂皮打磨50次可除去缺陷的鋼板。大：用#80砂皮打磨50次可除去缺陷的鋼板。特大A：超過大且缺陷寬度在3mm以下。特大B：缺陷寬度超過3mm鋼板。表面裂紋不允許有反面允許在10點以內允許有*長度在10MM以下，并且發(fā)生在反面對表面無影響的鋼板，但是，它僅適用于二級品產品。另外，對于#1000砂皮打磨3次便能除去凸起的缺陷，則不認為是具有凸起缺陷的鋼板。鼓起點狀缺陷點蝕：表面有點狀的

17、腐蝕極小小中大特大允許有10個以下不能有不能有不能有允許有30個以下*背面允許有允許有10點不能有允許有極小：用#1000砂皮打磨50次便可去除缺陷的鋼板。?。河?400砂皮打磨50次便可除去缺陷的鋼板。中：用#150砂皮打磨50次便可除去缺陷的鋼板。大：用#80砂皮打磨50次便可除去缺陷的鋼板。特大：超過大缺陷的鋼板。*長度在10mm以下，且發(fā)生在反面，并且對表面無影響，僅適用于二級產品。點狀的缺陷：氧化皮點狀凹陷輥印振痕壓入滑移極小1/2小小中大特大A特大B特大C允許有允許有允許有20個以下5個以下2個以下不能有不能有允許有允許有允許有合格部分60%合格部分60%合格部分60%合格部分60

18、%合格部分60%允許有極小：在1mm以下用#1000砂皮打磨10次便可去除缺陷的鋼板。*用#80砂皮打磨50次無法除去缺陷的鋼板，或對另一面有影響的鋼板，或者經研磨加工的產品，在經研磨之后凹陷部位的缺陷不能磨去而殘留這些缺陷的產品。*供出口：用#150砂皮打磨50次便能除去缺陷。供國內：用#80砂皮打磨50次便能除去缺陷。但是，對表面有影響的缺陷，則按常規(guī)判定為“大”缺陷。異物壓入：壓痕撞痕壓入小中大特大A特大B特大C允許有20個以下5個以下2個以下不能有不能有允許有合格部分60%合格部分60%合格部分60%合格部分60%合格部分60%允許有?。?mm以下中：10mm以下大：15MM以下特大A

19、：20mm以下特大B：30mm以下特大C：超過30mm表面缺陷精加工不均：臟污酸洗不良油花紋振動花紋研磨不良小中大特大允許有允許有允許有20%以下允許有允許有允許有30%以下允許有?。赫J出與樣品那樣的色相相比的差異相當輕微。中：能發(fā)覺樣品那樣的色相差異。大：能明確地認定樣品那樣的色相差異。特大：超過“大”缺陷的鋼板。拋光性不良：表面粗糙研磨痕跡殘留用#220砂皮打磨50次均勻進行加工的鋼板用#150砂皮打磨50次均勻進行加工的鋼板允許有小：與樣品的色相相比差異相當輕微。中：能發(fā)覺樣品那樣的色相差異。大：能明確地認定樣品那樣的色相差異。特大：超過“大”缺陷的鋼板。表面粗糙：拋丸痕跡殘留表面粗糙極

20、小小中大特大無規(guī)定無規(guī)定無規(guī)定無規(guī)定20%以下無規(guī)定但對背面有影響的表面粗糙在50%以下允許有極小：用#400砂皮打磨50次便可除去的缺陷小：用#240砂皮打磨50次便可除去的缺陷中：用#150砂皮打磨50次便可除去的缺陷大：用#80砂皮打磨50次便可除去的缺陷特大：用#80砂皮打磨50次不可除去的缺陷小皺紋密集：皺紋B利辛皺紋小中大特大允許有允許有允許有20%以下允許有允許有允許有50%以下允許有?。汉茌p微，用#400砂皮打磨50次便可除去缺陷的鋼板。中：被認為明顯，用#150砂皮打磨50次使可去除缺陷的鋼板。大：可感覺有觸感，用#80砂皮打磨50次便可去除缺陷的鋼板。特大：超過大的缺陷范圍

21、的鋼板。形狀缺陷振動痕跡小中大特大允許有允許有不能有不能有允許有允許有允許有不能有允許有?。喊礃悠纺繙y可認定，但觸感不明顯。中：按樣品目測可明確地認定，并且具有觸感。大：與樣品對比，具有較強的觸感。特大：超過“大”缺陷以上的鋼板。軋輥停輥痕跡小中大特大2處以下2處以下不能有不能有合格部分50%合格部分50%合格部分50%不能有允許有?。喊礃悠纺繙y可認定，但觸感不明顯。中：按樣品目測可明確地認定，并且具有觸感。大：與樣品對比，具有較強的觸感。特大：超過“大”缺陷以上的鋼板。浪形：邊浪中浪單側條形浪極小小中大特大允許有允許有不能有不能有不能有允許有允許有允許有不能有不能有允許有極?。篐/W=0.5

22、/100以下?。篐/W=1/100以下中：H/W=2/100以下大：H/W=3/100以下特大：H/W=3/100以上邊部缺陷邊部的打痕邊部切缺小中大2處以下不能有無允許有允許有允許有允許有?。哼叢壳腥睜睿òù蚝郏?mm以下。中：邊部切缺狀（包括打痕）2mm以下。大：超過2mm鋼板。(注)非剪切產品，只要保證合同寬度，則無規(guī)定。剪邊不良小中大特大允許有允許有不能有不能有允許有允許有允許有合格部分50%允許有?。喊礃悠返匿摪?。中：按樣品的鋼板。大：按樣品的鋼板。特大：大缺陷以上的鋼板。焊接性能典型不銹鋼的物理常數(shù)鋼種組織電阻系數(shù)（20）/cm導熱系數(shù)（100）熱膨脹系數(shù)（01000）×

23、;10-6融化溫度范圍（）304A720.05020.114001450321A720.05220.114001427316A740.05020.013761400430F600.06213.114821510420M570.05913.714821532低碳鋼170.14414.814921520不銹鋼的焊接特性：引起焊區(qū)變形不均和晶粒粗大，不銹鋼的電阻系數(shù)遠大于低碳鋼，在焊接時焊條及焊接區(qū)的母材都比較容易被加熱而融化，同時熔區(qū)周圍的基體過熱。引起熱裂紋，不銹鋼的線膨脹系數(shù)大，導熱系數(shù)小，熱量不易傳遞，焊接時熔深大，焊接加熱使結構膨脹，冷卻時產生較大的收縮變形和拉應力。不銹鋼焊接加工過程后，

24、在焊接熱影響區(qū)內容易引發(fā)晶間腐蝕?，F(xiàn)象和識別：產生晶間腐蝕的設備或制品，其尺寸和外形幾乎沒有任何變化，從外部難以發(fā)現(xiàn)腐蝕的跡象，仍具有明顯的金屬光澤，取樣檢查可以發(fā)現(xiàn)，腐蝕部位的塑性和強度已嚴重喪失，冷彎時出現(xiàn)裂紋、脆斷，腐蝕部位落地無金屬聲。鋼的晶界由于受腐蝕變寬。原因是出廠態(tài)的不銹鋼是碳的過飽和固溶體，不銹鋼焊接加工過程中，在焊接熱影響區(qū)內，在敏化溫度（450850）區(qū)間，碳向晶界擴散，并與基體中的鉻形成碳化物Cr23C6（含Cr量非常高，常達90%以上），Cr23C6很快在晶界形成，使晶界成網狀，基體中大量的鉻集中到Cr23C6中，由于焊接時間短，遠處的鉻來不及向這里擴散，造成焊縫區(qū)域基

25、體局部貧鉻，難以鈍化，耐蝕性明顯下降，于是在相應的腐蝕環(huán)境中優(yōu)先被腐蝕。（圖解晶間腐蝕）防范措施：不銹鋼的焊接規(guī)范要小于低碳鋼，電流量約為低碳鋼的80%。盡可能使用較快的焊接速度，目的是減少熱影響區(qū)寬度，縮短焊縫在敏化溫度區(qū)間的停留時間，使焊縫處于一次穩(wěn)定狀態(tài)，以及細化焊縫組織。焊接時要選擇合適的焊接材料、保護氣氛。焊絲的化學成分對焊縫部位的耐蝕性有重要影響， 焊條應具有與母材相同的化學成分，這樣可以使焊縫金屬與母材具有相似的化學成分，一般被認為可以實現(xiàn)最佳的耐腐蝕性。SUS304采用奧002焊條。材料的表面必修在焊接之前進行清理，焊接之后去除焊渣。原因是不銹鋼表面的惰性氧化膜賦予不銹鋼以耐蝕

26、性，但這層氧化膜非常薄，容易被加熱、焊接、軋制、壓力加工和其它加工程序所破壞。如果不銹鋼表面被劃傷，更多的鉻會暴露出來，它和氧反應使鈍化層重新形成。然而，如果有碳素鋼粒子或其它異物嵌入劃痕，鈍化層就不能恢復，金屬受潮或暴露在腐蝕性環(huán)境中時會被腐蝕。當進行焊接或熱處理時，會產生復合氧化層，不銹鋼基體表面覆蓋了氧化物，阻止形成鈍化層，為了重新形成鈍化層，必須徹底清除這些復合氧化層。清理時應使用不銹鋼刷，而對于根部和層間焊縫的打磨，則需用專用的磨石。焊接工藝簡介1、 TIG焊接：鎢極惰性氣體保護電弧焊接MIG焊接：帶金屬焊絲的惰性氣體保護電弧焊接閃光焊：用高頻電流產生弧光沖擊焊接部位進行焊接微等離子

27、焊接：TIG工藝的發(fā)展，可達到25000的溫度。等離子電弧在非常高的溫度下會產生收縮，同時電弧在水冷噴嘴中燃燒會再次收縮形成一個很細的電弧束，當這個高度收縮的電弧束傳遞到工件上時，會聚的熱量產生較輕的變形、較高的焊接速度以及比之于TIG焊接法更高的生產率。焊接方式對比：種類TIGMIG閃光焊微等離子焊焊接速度慢較快快最快熱影響區(qū)大大小最小電極消耗不消耗消耗不消耗不消耗焊縫外觀好好差好適用材料各鋼種各鋼種Ni系各鋼種適用厚度各厚度各厚度3.0毫米以上1.0毫米以下保護氣體ArAr無無耐腐蝕性腐蝕分類:金屬腐蝕的形式有多種分類方法，按作用的性質分為化學腐蝕和電化學腐蝕?；瘜W腐蝕是金屬直接與周圍介質

28、發(fā)生純化學作用；電化學腐蝕是金屬在酸、堿、鹽等電介質中由于原電池的作用而引起的腐蝕。按腐蝕形態(tài)可分為一般（全面、均勻）腐蝕和局部腐蝕。一般腐蝕是指腐蝕分布在整個不銹鋼表面上；局部腐蝕是指腐蝕分布在不銹鋼的某些局部，常見的有晶間腐蝕、點蝕、應力腐蝕等。不銹鋼的耐腐蝕原理：不銹鋼的耐腐蝕原理是通過提高材料本身的耐蝕性來達到控制腐蝕的目的。加入合金元素Cr、Ni等提高基體金屬的電極電位，減少微電池的數(shù)量，可有效地提高鋼的耐蝕性。加入合金元素使鋼在室溫下獲得單相固溶組織，也能減少微電池數(shù)量，從而提高鋼的耐蝕性。在鋼中加入合金元素使鋼的表面形成結構致密、不溶入腐蝕介質、電阻又高的保護膜，亦能顯著提高鋼的

29、耐蝕性。保護膜非常細密、柔軟、穩(wěn)定，成分主要是Cr、O、OH，厚度16nm。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是相對的，有條件的，實驗表明，只有當基體中的含鉻量12%后，鋼才具有明顯的抗銹性，但不是嚴格意義上的不銹。耐腐蝕性的標準是人為確定的，既要承認它，使用它，又要不能完全受它的約束，因為其中的很多數(shù)據(jù)只是一些實驗室內的試驗結果，與實際介質環(huán)境常常有較大的出入，要根據(jù)具體使用要求來確定是否耐腐蝕的具體標準。目前對不銹鋼的耐腐蝕性多采用10級標準。耐腐蝕類別腐蝕率 ， mm/y等級完全耐蝕0.0011很耐蝕0.0010.0052 SUS316/L0.0050.013 SUS304耐蝕0.010.054 S

30、US430/420J20.050.15尚耐蝕0.10.560.51.07欠耐蝕1.05.085.010.09不耐蝕10.010該標準適用于全面腐蝕類型，對局部腐蝕是不適用的。不銹鋼在使用條件下年腐蝕率超過1mm者一般多不選用，即一般都選用7級以下。成形性能深沖程度劃分：深度在170毫米以上，沖壓比2.0以上者為深度沖壓；深度170毫米以下，沖壓比2.0以下者為輕度沖壓。沖壓比圓筒形容器條件下為樣板直徑/沖頭直徑；方形容器條件下為制品深度/對角線長。SUS304極限沖壓比2.25。材料的基本性能與沖壓成形性能的關系1、屈服強度（s） 屈服強度小，成形后回彈小，貼模性和定形性好。2、屈強比（s /b） 屈強比對材料沖壓成形性能影響較大，s/b小，板料由屈服到破裂的塑性變形階段長，有利于沖壓成形。一般來講，較小的屈強比對板料在各種成形工藝中的抗破裂性都有利。屈服強度與抗拉強度關系：加工時應力需要超過屈服強度，鋼材會產生塑性變形，但是不能超過抗拉強度，否則會斷裂，因此屈服強度與抗拉強度就決定了加工應力的范圍。3、延伸率 延伸率大，板料允許的塑性變形程度大，抗破裂性較好，擴孔性能和“拉深脹形”復合成形性能也好。