不銹鋼培訓(xùn)課件.ppt

1、電水壺公司五金車間 不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn),培訓(xùn)人：賈樹卓 2020/8/16,一、什么是不銹鋼？ 二、為什么不生銹？ 三、不銹鋼如何分類？ 四、常用不銹鋼的特性與用途 五、不銹鋼表面加工等級(jí)、特征及用途 六、中國(guó)與世界各地區(qū)不銹鋼鋼號(hào)近似對(duì)照,目錄,一、不銹鋼的定義：,不銹鋼是指在大氣、水、酸、堿和鹽等溶液，或其他腐蝕介質(zhì)中具有一定化學(xué)穩(wěn)定性的鋼的總稱。 一般來(lái)講不銹鋼有普通（一般）不銹鋼和耐蝕鋼兩種 ，耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將其中耐酸、堿和鹽等侵蝕性強(qiáng)的介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐蝕鋼，或耐酸鋼。,二、為什么不生銹？,金屬腐蝕的形式有兩種：一種是化學(xué)腐蝕，一種是電化學(xué)腐蝕。 化學(xué)

2、腐蝕是金屬直接與周圍介質(zhì)發(fā)生純化學(xué)作用；電化學(xué)腐蝕是金屬在酸、堿、鹽等電解質(zhì)溶液中由于原電池的作用而引起的腐蝕。,為什么生銹？,提高鋼耐蝕性的方法很多，如表面鍍金屬，涂非金屬層，電化學(xué)保護(hù)和改變腐蝕環(huán)境、介質(zhì)等。但鋼件在高溫、高壓以及強(qiáng)腐蝕介質(zhì)下工作是，利用合金化方法，提高材料本身的腐蝕性是最有效的控制腐蝕的措施。,合 金 化,二、為什么不生銹？,6,提高不銹鋼耐腐蝕性的中最常用的元素有十幾種，除了組成鋼的基本元素鐵以外，對(duì)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、鈷等。下面分別介紹一下不銹鋼中主要元素的作用：,合 金 化,返回,7,決定不銹鋼屬性的元

3、素只有一種，這就是鉻，每種不銹鋼都含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止，還沒(méi)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(yùn)動(dòng)向有利于抵抗腐蝕破壞的方面發(fā)展。,1、鉻在不銹鋼中的決定作用,返回,8,Cr的作用主要體現(xiàn)在兩方面： 鉻使鐵基固溶體的電極電位提高：當(dāng)Cr加入鐵中形成固溶體，其電極電位隨Cr量增加呈突變式變化，鐵電極電位的顯著升高，則腐蝕跳躍式顯著減弱。不銹鋼中的Cr含量均大于12%,1、鉻在不銹鋼中的決定作用,返回,9,鉻吸收鐵的電子使鐵鈍化：Cr可使鋼的表面很快形成一層致密、穩(wěn)定、完整并能與鐵的基體牢固結(jié)合的Cr2O3鈍化

4、膜，從而有效地防止或減輕鋼的繼續(xù)腐蝕。,1、鉻在不銹鋼中的決定作用,返回,碳對(duì)不銹鋼有重要的影響，如鋼中的碳完全進(jìn)入固溶體，則對(duì)腐蝕性能無(wú)明顯影響。當(dāng)不銹鋼中的含碳量增高時(shí)，則以碳化物的形式析出，一方面增加鋼中微電池的數(shù)目從而加劇鋼的腐蝕；同時(shí)與Cr易形成Cr碳化物，減少基體中的含Cr量，使其電極電位降低；如果Cr碳化物沿晶界析出，從而導(dǎo)致晶間腐蝕。,2、碳在不銹鋼中的兩重性,但為保證不銹鋼的具有一定力學(xué)性能，又必須維持一定量的碳。因此，不銹鋼含碳量較低，大多數(shù)不銹鋼的Wc=0.10.2 % ，不超過(guò)0.4%。只有要求高硬度，高耐磨性的不銹鋼，含碳量才能增加到0.850.95%（如9Cr18）

5、，為提高鋼的耐蝕性，必須提高鋼中的含鉻量。,2、碳在不銹鋼中的兩重性,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，形成奧氏體，從而使不銹鋼的耐腐蝕性能及工藝性能獲得某些改善。 但低碳鎳鋼要獲得純奧氏體組織，含鎳量要達(dá)到24；而只有含鎳27時(shí)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(dú)構(gòu)成不銹鋼。但是鎳與鉻同時(shí)存在于不銹鋼中時(shí)，含鎳的不銹鋼卻具有許多可貴的性能。,3、鎳的作用是在與鉻配合后才發(fā)揮出來(lái)的,鉻鎳奧氏體鋼的優(yōu)點(diǎn)雖然很多，但近幾十年來(lái)由于鎳基耐熱合金與含鎳20以下的熱強(qiáng)鋼的大量發(fā)展與應(yīng)用，以及化學(xué)工業(yè)日益發(fā)展對(duì)

6、不銹鋼的需要量越來(lái)越大，而鎳的礦藏量較少且又集中分布在少數(shù)地區(qū)，因此在世界范圍內(nèi)出現(xiàn)了鎳在供和需方面的矛盾。所以很多國(guó)家開展了節(jié)鎳和以其他元素代鎳的科學(xué)研究與生產(chǎn)實(shí)踐，在這方面研究和應(yīng)用比較多的是以錳和氮來(lái)代替不銹鋼與耐熱鋼中的鎳。,4、錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳,錳對(duì)于奧氏體的作用與鎳相似。但說(shuō)得確切一些，錳的作用不在于形成奧氏體，而是在于它降低鋼的臨界淬火速度，在冷卻時(shí)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，從而提高不銹鋼的腐蝕性能。,4、錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳,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

7、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(yīng)用，有的已成功地代替了經(jīng)典的18-8鉻鎳不銹鋼。,4、錳和氮可以代替鉻鎳不銹鋼中鎳,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,以上主要的九種元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響，除這些元素對(duì)不銹鋼性能與組織影響較大的元素以外，不銹鋼中還含有一些其他的元素。有的是和一般鋼一樣為常存雜質(zhì)元素，如硅、硫、磷等也有的是為了某些特定的目的而加入的，如鈷、硼、硒、稀土元素等。從不銹鋼的耐腐蝕性能這一主要性質(zhì)來(lái)說(shuō)，這些元素相對(duì)于已討論的九種元素，都是非主要方面的，雖然如此，但也不能完全忽略，因

8、為它們對(duì)不銹鋼的性能與組織同樣也發(fā)生影響。,7、其他元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響,硅是形成鐵素體的元素，在一般不銹鋼中為常 存雜質(zhì)元素。 鈷作為合金元素在鋼中應(yīng)用不多，這是因?yàn)殁挼膬r(jià)格高及其在其它方面（如高速鋼、硬質(zhì)合金、鈷基耐熱合金、磁鋼或硬磁合金等）有著更重要的用途。在一般不銹鋼中加鈷作合金元素的也不多，常用不銹鋼如9Crl7MoVCo鋼（含1.2-1.8鈷）加鈷，目的并不在于提高耐腐蝕性能而在于提高硬度，因?yàn)檫@種不銹鋼的主要用途是制造切片機(jī)械刃具、剪刀及手術(shù)刀片等。,7、其他元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響,硼高鉻鐵素體不銹鋼Crl7Mo2Ti鋼中加0.005硼，可使在沸騰的65醋酸中的

9、耐腐蝕性能提高。加微量的硼（0.00060.0007）可使奧氏體不銹鋼的熱態(tài)塑性改善。少量的硼由于形成低熔點(diǎn)共晶體，使奧氏體鋼焊接時(shí)產(chǎn)生熱裂紋的傾向增大，但含有較多的硼（0.50.6）時(shí)，反而可防止熱裂紋的產(chǎn)生。含硼的鉻鎳奧氏體不銹鋼在原子能工業(yè)中有著特殊的用途。,7、其他元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響,磷在一般不銹鋼中都是雜質(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(dá)0.06，以利于冶煉控制。個(gè)別的含錳的奧氏體鋼的含磷量可達(dá)0.06（如2Crl3NiMn9鋼）以至0.08（如Cr14Mnl4Ni鋼）。利用磷對(duì)鋼的強(qiáng)化作用，也有加磷作為時(shí)效

10、硬化不銹鋼的合金元素，PH1710P鋼(含0.25磷)和PHHNM鋼（含0.30%磷）等。,7、其他元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響,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0.20.4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?yàn)樗鼈兘档筒讳P鋼的韌性。同時(shí)，硫與硒均降低不銹鋼的耐腐蝕性能，所以實(shí)際應(yīng)用它們作為不銹鋼的合金化元素的很少，而且要嚴(yán)格控制其含量。,7、其他元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響,稀土元素稀土元素應(yīng)用于不銹鋼，目前主要在于改善工藝性能方面。如向Crl7Ti鋼和Cr17Mo2Ti鋼中加少量的稀土元素，可以消除鋼錠中因氫氣引起的氣泡

11、和減少鋼坯中的裂紋。奧氏體和奧氏體-鐵素體不銹鋼中加0.020.5的稀土元素（鈰鑭合金），可顯著改善鍛造性能。,7、其他元素對(duì)不銹鋼的性能和組織的影響,小 結(jié),以上主要從合金化方面講述了不銹鋼的耐腐蝕性。此外，減少或清除鋼中各種不均勻現(xiàn)象也是提高鋼耐蝕性的重要措施。通過(guò)真空冶煉、電渣重熔等凈化工藝，提高鋼的純度，減少夾雜物數(shù)量；加入合金元素，提高鋼的淬透性；進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒峒庸ず蜔崽幚恚コ龖?yīng)力、組織及化學(xué)成分的不均勻性，例如細(xì)化晶粒，使碳化物離子彌散分布、去應(yīng)力退火或回火，擴(kuò)散退火清除偏析等。,不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類：有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼；按主要化學(xué)成分

12、分類：基本上可分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼；按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等；按耐蝕類型分可分為耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等；,三、不銹鋼如何分類？,按功能特點(diǎn)分類又可分為無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強(qiáng)度不銹鋼等。 工業(yè)上應(yīng)用的不銹鋼主要按金相組織可分為三大類：鐵素體不銹鋼，馬氏體不銹鋼，奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。,三、不銹鋼如何分類？,1、奧氏體不銹鋼：,在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%10%、C約0.1%時(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、

13、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來(lái)的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無(wú)磁性而且具有高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不可能通過(guò)相變使之強(qiáng)化，僅能通過(guò)冷加工進(jìn)行強(qiáng)化。,1、奧氏體不銹鋼：,如加入S，Ca，Se等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼對(duì)濃硝酸有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。,返回,2、鐵素體不銹鋼 ：,在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為

14、主的不銹鋼。含鉻量在11%30%，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。這類鋼一般不含鎳，有時(shí)還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導(dǎo)熱系數(shù)大，膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn)，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。,2、鐵素體不銹鋼 ：,這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點(diǎn)，因而限制了它的應(yīng)用。爐外精煉技術(shù)（AOD或VOD）的應(yīng)用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應(yīng)用。,3、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼 ：,是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%28%，Ni含量在3%10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、T

15、i，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無(wú)室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時(shí)還保持有鐵素體不銹鋼的475脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高，具有超塑性等特點(diǎn)。,3、奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼 ：,與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。,4、馬氏體不銹鋼 ：,通過(guò)熱處理可以調(diào)整其力學(xué)性能的不銹鋼，通俗地說(shuō)，是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號(hào)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(qiáng)韌性組合，主要用于蒸汽輪機(jī)葉片、餐具、外科

16、手術(shù)器械。,4、馬氏體不銹鋼 ：,根據(jù)化學(xué)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(jù)組織和強(qiáng)化機(jī)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(shí)效不銹鋼等。,小 結(jié),工業(yè)中應(yīng)用的不銹鋼的組織除了上面講的四種基本類型以外，還有馬氏體鐵素體，奧氏體馬氏體等過(guò)渡型的復(fù)相不銹鋼，以及具有馬氏體碳化物組織的不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼 。,四、常用不銹鋼的特性與用途,四、常用不銹鋼的特性與用途,四、常用不銹鋼的特性與用途,四、常用不銹鋼的特性與用途,四、常用不銹鋼的特性與用途,五、不銹鋼表面加工等級(jí)、特征及用途,原面：NO.1 熱軋后施以

17、熱處理及酸洗處理的表面。一般用于冷軋材料，工業(yè)用槽罐、化學(xué)工業(yè)裝置等，厚度較厚由2.0MM-8.0MM。鈍面：NO.2D 冷軋後經(jīng)熱處理、酸洗者，其材質(zhì)柔軟，表面呈銀白色光澤，用於深沖壓加工，如汽車構(gòu)件、水管等。霧面：NO.2B 冷軋後經(jīng)熱處理、酸洗，再以精軋加工使表面為適度之光亮者。由於表面光滑，易於再研磨，使表面更加光亮，用途廣泛，如餐具、建材等。采用改善機(jī)械性能的表面處理后，幾乎滿足所有用途。,五、不銹鋼表面加工等級(jí)、特征及用途,粗砂：NO.3 用100-120號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋。用于建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品及廚房設(shè)備等。 細(xì)砂：NO.4 用粒度

18、150-180號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋，條紋比 NO.3細(xì)。用于浴池、建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品、廚房設(shè)備及食品設(shè)備等。#320 ：用320號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋，條紋比 NO.4細(xì)。用于浴池、建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品、廚房設(shè)備及食品設(shè)備等。,五、不銹鋼表面加工等級(jí)、特征及用途,毛絲面（HAIRLINE）：HL NO.4經(jīng)適當(dāng)粒度拋光砂帶的連續(xù)研磨生成研磨花紋的產(chǎn)品（細(xì)分150-320號(hào)）。主要用于建筑裝飾，電梯，建筑物的門、面板等。 亮面：BA 經(jīng)冷軋后施以光亮退火，并經(jīng)過(guò)平整得到的產(chǎn)品。表面光澤度極好，有很高的反射率。如同鏡面的表面。用于家電產(chǎn)品、鏡子、廚房設(shè)備、裝飾材料等。,六、中國(guó)與美國(guó)、日本不銹鋼鋼號(hào) 近似對(duì)照,國(guó)際不銹鋼標(biāo)示方法： 美國(guó)鋼鐵學(xué)會(huì)是用三位數(shù)字來(lái)標(biāo)示各種標(biāo)準(zhǔn)級(jí)的可鍛不銹鋼的。其中： 奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數(shù)字標(biāo)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(biāo)記， 鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數(shù)字表示。,鐵素體不銹鋼是以430