冷軋不銹鋼的基礎(chǔ)知識(shí)及生產(chǎn)流程.ppt

1、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí),一、不銹鋼的定義,不銹鋼的狹義定義：是指在大氣中不容易生銹的鋼； 不銹鋼的廣義定義：是指在特定條件下的酸、堿、鹽中耐腐蝕的鋼。 通常稱不銹鋼是鉻含量為12%以上的鐵基合金。 不銹鋼在石油化工、原子能、輕工、紡織、食品、家用器械、電器、汽車等方面應(yīng)用廣泛。,二、不銹鋼的分類,不銹鋼的分類方法較多，但人們習(xí)慣按其組織特點(diǎn)進(jìn)行分類，按此方法可將不銹鋼分成以下五大類： 1、奧氏體不銹鋼 4、雙相不銹鋼 2、鐵素體不銹鋼 5、沉淀硬化不銹鋼 3、馬氏體不銹鋼,二、不銹鋼的分類,不銹鋼組織分類圖,二、不銹鋼的分類,1、奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼為面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體組織。 工業(yè)牌號(hào)可分為C

2、r-Ni和Cr-Ni-Mn-N兩大類型。 在正常熱處理?xiàng)l件下，鋼的基體組織為奧氏體，在不恰當(dāng)熱處理或不同受熱狀態(tài)下，在奧氏體基體中有可能存在少量的碳化物及鐵素體組織。 奧氏體不銹鋼不能通過熱處理方法改變它的力學(xué)性能，只能采用冷變形的方式進(jìn)行強(qiáng)化。 可以通過加入鉬、銅、硅等合金化元素的方法得到適用于各種使用條件的不同鋼種，如316L、304Cu等。 無磁性、良好的低溫性能、易成型性和可焊性是這類鋼種的重要特性。,二、不銹鋼的分類,2、鐵素體不銹鋼 鐵素體不銹鋼為體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體組織，不能采用熱處理方法改變它的組織結(jié)構(gòu)。 鐵素體不銹鋼具有強(qiáng)磁性、易于成型、耐應(yīng)力銹蝕、耐點(diǎn)蝕等特點(diǎn)。 根據(jù)鋼中的

3、碳、氮含量可將鐵素體不銹鋼分成高純鐵素體不銹鋼（如409L）和普通鐵素體不銹鋼（如430）兩大類。 3、馬氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼淬火后可以得到馬氏體組織。 具有高強(qiáng)度和高硬度，通過熱處理可以調(diào)整鋼的力學(xué)性能。 馬氏體不銹鋼的耐腐蝕性比奧氏體及鐵素體稍差。,二、不銹鋼的分類,4、雙相不銹鋼 雙相不銹鋼通常由奧氏體和鐵素體兩相組織構(gòu)成。兩相比例可以通過合金成分和熱處理?xiàng)l件的改變加以調(diào)整。 這類鋼屈服強(qiáng)度高、耐點(diǎn)蝕、耐應(yīng)力腐蝕，易于成型和焊接。 5、沉淀硬化不銹鋼 沉淀硬化不銹鋼按其組織可分成馬氏體沉淀硬化不銹鋼（以0Crl7Ni4Cu4Nb為代表），半奧氏體沉淀硬化不銹鋼（以O(shè)Crl7Ni7Al

4、 和OCrl5Ni25Ti2MoVB為代表）和奧氏體加鐵素體沉淀硬化不銹鋼（以PH55A、B、C為例）。 這種類型的不銹鋼可借助于熱處理工藝調(diào)整其性能，使其在鋼的成型、設(shè)備制造過程中處于易加工和易成型的組織狀態(tài)。半奧氏體沉淀硬化不銹鋼通過馬氏體相變和沉淀硬化，奧氏體、馬氏體沉淀硬化不銹鋼通過沉淀硬化處理使其具有高的強(qiáng)度和良好的韌性。 這類鋼的鉻含量在17%左右，加之含有鎳、鉬等元素，因此，除具有足夠的不銹性外，其耐蝕性接近于18-8型奧氏體不銹鋼。,三、常見鋼種化學(xué)成分和牌號(hào)對(duì)照,表4 產(chǎn)品特性及用途,三、常見鋼種特性及用途,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝退火,為了使不銹鋼材獲得較

5、佳的使用性能或?yàn)椴讳P鋼材用戶進(jìn)行不銹鋼冷、熱加工創(chuàng)造必要的條件，不銹鋼材在出廠前一般需進(jìn)行退火熱處理（固熔處理）。 可分為連續(xù)式退火爐及罩式退火爐,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝酸洗,酸洗的目的是去掉熱軋及退火過程中在鋼帶表面形成的鐵鱗，即氧化層。除此之外，酸洗另一個(gè)目的是對(duì)不銹鋼表面進(jìn)行鈍化處理，提高鋼板耐蝕性。 酸洗可分為熱卷酸洗、冷卷酸洗,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝?yán)滠?厚度、板形、表面 十二輥軋機(jī)、二十輥森吉米爾整體式可逆冷軋機(jī) 、二十輥四立柱可逆式冷軋機(jī) 平整：小壓下量軋制，與冷軋不同。多為二輥可逆冷軋機(jī)。,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝精整,分條：切邊、分定尺寬條、分卷 橫切：切邊、矯直、切定尺板 重卷：切

6、邊、分卷 拉矯：拉伸、矯直、切邊、分卷,寶新公司積極采用當(dāng)今世界先進(jìn)、成熟、可靠的工藝裝備，主體設(shè)備均由世界上知名的設(shè)備設(shè)計(jì)、制造廠商提供,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,由德國LOI公司提供 ，是國內(nèi)第一條用于生產(chǎn)鉻系（即400系列）不銹鋼冷軋鋼帶的先進(jìn)設(shè)備。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,六座全氫保護(hù)氣氛罩式退火爐（BAF）,熱、冷帶退火酸洗機(jī)組（ 1#APL ）、冷帶退火酸洗機(jī)組（2#APL）由法國DMS總包，電器由ABB提供 。,裝備可靠，控制技術(shù)先進(jìn)，退火溫度波動(dòng)范圍在10，確保了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定；酸洗工藝采用中性鹽電解法，確保了產(chǎn)品的表面質(zhì)量。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,由法國DMS提供，設(shè)備可靠，操作方

7、便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。投放市場的BA產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到日新制鋼水平。,立式全氫保護(hù)氣氛連續(xù)光亮退火機(jī)組（ BAL ）,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,設(shè)備電器分別由東芝、ALSTOM、ABB提供，運(yùn)行可靠，控制技術(shù)先進(jìn)，板形和厚度精度高，適宜于生產(chǎn)高精度的冷軋不銹鋼產(chǎn)品。 該機(jī)組中的軋制油回收技術(shù)獲二項(xiàng)國家專利；另有鐵素體不銹鋼軋制技術(shù)發(fā)明專利正在實(shí)質(zhì)審查之中。,十二輥冷軋機(jī)組 (1#CRM)，日本三菱重工提供； 二十輥森吉米爾軋機(jī)（2#CRM），法國DMS提供； 二十輥四立柱軋機(jī)（3#CRM），德國SUNDWIG提供,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,1#修磨拋光機(jī)組（1#CGL）由日本日新工機(jī)提供，所產(chǎn)研磨品質(zhì)量穩(wěn)定，

8、廣泛用于國內(nèi)優(yōu)質(zhì)電梯、家電等行業(yè)。其中一項(xiàng)研磨板生產(chǎn)技術(shù)已申報(bào)國家發(fā)明專利。,2#修磨拋光機(jī)組（2#CGL）由美國法塔公司提供，主要用于粗修磨。運(yùn)行正常后，寶新BA板產(chǎn)量將有較大幅度的提升。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,平整機(jī)組（SPM） 由日本宇部興產(chǎn)提供，為濕式平整法；現(xiàn)經(jīng)德國SUNDWIG進(jìn)行改造，為干式平整法。,張力拉矯機(jī)組（TLL）由德國SUNDWIG提供，為寶新產(chǎn)品優(yōu)良的板形質(zhì)量提供了進(jìn)一步的保障。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,橫切機(jī)組（ CTL ）縱切機(jī)組（ STL ）由西重所總承包 ，主體設(shè)備從國外引進(jìn)。,該兩條機(jī)組包含寶新公司兩項(xiàng)專利技術(shù)，并曾于2000年榮獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。,五、不

9、銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,不銹鋼常見表面加工等級(jí),六、不銹鋼的焊接特性馬氏體系不銹鋼的焊接,焊接馬氏體鋼時(shí)，焊接部位變?yōu)轳R氏體組織硬化，因此容易引起焊接低溫開裂。 硬化程度與鋼的含C量成比例，含C量高的鋼易引起焊接開裂，并且鋼中的氫含量越高對(duì)開裂就越敏感。,防止開裂的措施： （a）進(jìn)行充分預(yù)熱（例如300以上），分離出擴(kuò)散性氫。（b）較薄的板預(yù)熱效果小，應(yīng)使用高合金焊絲，使用加有Nb等的鐵素體系焊絲或者奧氏體系焊絲（例如309焊絲）為佳。（c）熱影響區(qū)相應(yīng)的不容易開裂，但有時(shí)也會(huì)引起焊縫根部開裂，關(guān)于焊縫根部開裂較多的起因是由于在未焊接部引起的應(yīng)力集中，因此要注意熔入不足或有無缺陷的情況，這是非常重要的

10、。,六、不銹鋼的焊接特性鐵素體系不銹鋼的焊接,焊接熱影響區(qū)主要以鐵素體為主，馬氏體析出量很少，因此不太會(huì)硬化，不易發(fā)生焊接開裂。 本系鋼種被加熱至高溫會(huì)發(fā)生鐵素體晶粒粗大、脆化。這種趨向是含Cr量越多，脆化越顯著。 本系鋼種除低Cr鋼種以外，焊接部位相當(dāng)脆，特別是作為中厚板等焊接構(gòu)造用材是不合適的。要用本系鋼種時(shí)，焊絲使用奧氏體系焊絲（例如：309、308焊絲），盡可能地進(jìn)行低溫焊接，或者焊接后進(jìn)行約600800的后熱處理，改善其韌性。,鐵素體系鋼種一旦加熱到高溫不快速冷卻的話，焊接部位就會(huì)對(duì)晶間腐蝕很敏感。即使使用冷卻很快的點(diǎn)焊、電阻焊等也容易發(fā)生敏化。更何況在使用冷卻很緩慢（如氬弧焊）的情

11、況下，那么無論是用哪種焊接條件都會(huì)發(fā)生敏化。為防止這樣的敏化狀態(tài)，比如SUS430，焊接后短時(shí)間加熱至700800就可以防止。但這種后熱處理很多場合很難被適用，所以需要充分考慮使用環(huán)境和選擇鋼種。,六、不銹鋼的焊接特性奧氏體系不銹鋼的焊接,300系列鋼屬于此系鋼種。本系鋼種一般都容易焊接，焊接性及焊接部位性能優(yōu)越。本系鋼種不會(huì)引起焊接時(shí)的低溫開裂，但特定的鋼種在焊接時(shí)會(huì)發(fā)生高溫開裂。高溫開裂在焊縫處最容易產(chǎn)生，有焊口開裂、穿過焊縫中央的縱向開裂、橫向開裂等，SUS310S鋼種最容易發(fā)生。 另一種在熱影響區(qū)域也會(huì)發(fā)生，例如在焊接時(shí)、去除應(yīng)力退火時(shí)分別會(huì)引起橫向開裂和縱向開裂，尤其是SUS347等

12、鋼種。,防止這種高溫開裂的方法有以下幾種： 1.熔敷金屬轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗嘟M織時(shí)，容易開裂，使用含有少量鐵素體的焊條有較好效果； 2.少使用含S、P、Si等會(huì)促進(jìn)凝固開裂的不純物焊絲； 3.采用低溫焊接、焊縫寬度窄一些、焊接成凸起狀；,焊接部位機(jī)械性能與母材相似，加工性優(yōu)越，但延伸性較低。焊接部位有一定低溫脆化現(xiàn)象。 在焊接的熱履歷里，由于加熱冷卻時(shí)會(huì)通過500-800碳化鉻的析出范圍，含C量較多的SUS301、302、304、316、309、310S等鋼種在其熱影響區(qū)域會(huì)析出Cr的碳化物，使晶間腐蝕變得敏感，因此盡可能用低溫焊接，同時(shí)有必要盡量使用冷的金屬板導(dǎo)熱等。,拘束越大或者板厚越厚、熔敷鋼量越

13、多，焊接殘余應(yīng)力就變得越大，成了應(yīng)力腐蝕開裂的條件。用陰極防蝕、噴射硬化等方法有防止效果，但由于適用限度有限，所以主要的還是采用除應(yīng)力退火的方法比較多。因此，盡量不要使用易敏化的鋼，盡可能地使用極低碳或穩(wěn)定化不銹鋼。,六、不銹鋼的耐腐蝕性,不銹鋼的耐蝕性是依賴于形成在其表面的鈍化膜，根據(jù)是否具有保持這一鈍化膜的使用環(huán)境，隨之有明顯的不同。 不銹鋼通常在強(qiáng)氧化性的環(huán)境下，表現(xiàn)出強(qiáng)于貴金屬的耐蝕性，與其它金屬材料相比較，具有在大多數(shù)的腐蝕環(huán)境下易鈍化的特征。,六、不銹鋼的耐腐蝕性不銹鋼發(fā)生腐蝕的類型,1、全面腐蝕。判定不銹鋼的一般耐蝕性的基準(zhǔn)； 2、點(diǎn)蝕（孔蝕）。通常發(fā)生在鹵素離子中； 3、縫隙腐

14、蝕。設(shè)備或部件連接處，存在微電池濃度差、電勢差； 4、應(yīng)力腐蝕開裂。拉應(yīng)力（殘余應(yīng)力）和鹵素離子存在是主因； 5、晶間腐蝕。敏化態(tài)，產(chǎn)生鉻化物析出。,六、不銹鋼的耐腐蝕性鋼種耐蝕性對(duì)比圖,選擇不銹鋼的原則,1、耐腐蝕性。一定要考慮所處的環(huán)境條件和耐腐蝕的類型。 成本效益最好的不銹鋼既能提供所要求的使用壽命期內(nèi)足夠的耐腐蝕性，而又不浪費(fèi)過多的合金。 2、力學(xué)性能。在選擇不銹鋼方面最重要的力學(xué)性能通常是強(qiáng) 度、硬度、塑性、沖擊韌性、疲勞強(qiáng)度或耐應(yīng)力腐蝕斷裂等，這些性能一種經(jīng)濟(jì)上的組合。 3、物理性能。包括比重、磁性能、熱傳導(dǎo)、線形膨脹系數(shù)等。 4、制造加工性能。應(yīng)該從兩個(gè)角度考慮：一是加工部件的難易程度；二是加工對(duì)合金性能的影響。