不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。 以奥氏体系类的钢由18%铬-8%镍为基本组成,各元素的加入量变化的不同,而开发各种用途的钢种。
1. 以化学成分分类: ①. CR系列:铁素体系列、马氏体系列 ②. CR-NI系列:奥氏体系列,异常系列,析出硬化系列。
2. 以金相组织的分类: ①. 奥氏体不锈钢 ②. 铁素体不锈钢 ③. 马氏体不锈钢 ④. 双相不锈钢 ⑤. 沉淀硬化不锈钢
3.不锈钢的表面类别
现在不锈钢的发展,已使不锈钢的耐蚀性、外观、加工性、强度等特性远远超过其它材料,而且,不锈钢的许多表面处理法,可以取得丰富多彩的颜色及形状,这为不锈钢的发展作出很大的贡献。
不锈钢制造过程中的表面处理法以及机械研磨表面处理法
表面 |
特征 |
制造法概要 |
用途 |
NO.1 |
银白色,无光泽 |
热轧到规定厚度,再经退火和除鳞的一种粗糙、无光表面 |
不需要有表面光泽的用途 |
NO.2D |
银白色 |
冷轧后进行热处理和酸洗,有时在毛面辊进行最终的一道轻轧的一种无光表面加工 |
2D产品用于对表面要求不严的用途,一般用材,深冲用材 |
NO.2B |
光泽强于NO.2D |
NO.2D处理后,经过抛光辊进行最终一道轻度冷轧,以取得适当光泽。这是最常用的表面加工,该加工也可作为抛光的第一步。 |
一般用材 |
BA |
光亮如镜 |
无标准,但通常是光亮退火的表面加工,表面反射性很高。 |
建筑材料,厨房用具 |
NO.3 |
粗研磨 |
将NO.2D和NO.2B材,用100~200#(单位)的砥粒研磨带,进行研磨 |
建筑材料,厨房用具 |
NO.4 |
中间研磨 |
将NO.2D和NO.2B材,用150~180#砥粒研磨带进行研磨而获得的抛光表面,这是通用的,有镜面反射的带有可见‘晶粒’的光亮表面 |
同上 |
NO.240 |
细研磨 |
将NO.2D和NO.2B材,用240#砥粒研磨带进行研削 |
厨房用具 |
NO.320 |
极细研磨 |
将NO.2D和NO.2B材,用320#砥粒研磨带进行研削 |
同上 |
NO.400 |
光泽接近于BA |
将NO.2B材,用400#抛光轮进行研削 |
一般用材,建筑用材,厨房用具 |
HL |
发纹研磨 |
适当粒子大小的研磨材料进行发纹研削(150~240#)其砥粒很多 |
楼房,建筑用材 |
NO.7 |
接近于镜面研磨 |
用600#回转抛光轮进行研磨 |
美术用,装饰用 |
NO.8 |
镜面研磨 |
镜子用抛光轮进行研磨 |
反光镜,装饰用 |
4.不锈钢的缺陷类别
分类 |
个数 |
典型缺陷 |
共同缺陷 |
原料缺陷 |
28 |
金属球痕,大理石纹,纵向发裂 |
划伤,异物压入,污染,折痕,卷取不良 |
冷轧缺陷 |
30 |
辊印,辊表面粗糙,辊振动痕,鱼尾纹,微细皱纹,浪型缺陷,垫纸压入 |
退火酸洗 |
32 |
过酸洗,退火酸洗,欠酸洗,欠退火,点蚀,锈,刷辊痕,橡胶残留,白斑,酸洗液残留,炉内停止 |
精整缺陷 |
30 |
脱脂不良,研磨不匀,条纹,毛边 |
5.钢的分类方法
5-1 按化学成分分类: ◆碳素钢 ◆合金钢:低合金钢:合金元素≤5% 高合金钢:合金元素≥10% 中合金钢:合金元素 5%—10% 注:不锈钢为高合金钢。
5-2 按质量分类:
① 普通钢
② 优质钢
③ 高级优质(A)
④ 特级优质钢(E)
5-3 按冶炼方法分类:
◆平炉钢
◆转炉钢
◆电炉钢
5-4 按用途分类:
① C素结构钢 如:45#
② 合金结构钢 如:40Cr
③ C素工具钢 如:T8
④ 合金工具钢 如:3Cr2W8V
⑤ 弹簧钢 如:60Si2Mn
⑥ 轴承钢 如:GCr15
⑦ 不锈钢耐热钢
⑧ 高速钢 如:W18Cr4V
5-5 按金相组织分类:
① 按退火状态分:
◆ 亚共析钢
◆ 共析钢
◆ 过共析钢
◆ 莱氏体钢
② 按退火状态:以不锈钢为例
◆奥氏型:0Cr18Ni9(304) 又称:18-8型
◆马氏体:1Cr13 2 2Cr13 3Cr13 又称:Cr13型
◆铁素体:1Cr17 Cr25Ti
◆双相不锈钢(铁素体、奥示体双相):如:3RE60
◆沉垫固溶硬化不锈钢:0Cr17Ni7A1 用于导弹核工业
1.一般特性
◆ 表面美观以及使用可能性多样化
◆ 耐腐蚀性能好,比普通钢长久耐用
◆ 耐腐蚀性好
◆ 强度高,因而薄板使用的可能性大
◆ 耐高温氧化及强度高,因此能够抗火灾
◆ 常温加工,即容易塑性加工
◆ 因为不必表面处理,所以简便、维护简单
◆ 清洁,光洁度高
◆ 焊接性能好
2、品质特性
2-1不锈钢的品质特性
项目 |
基本组织 |
代表钢种 |
STS304 |
STS430 |
STS410 |
热处理 |
固融化热处理 |
退火 |
退火后急冷 |
硬度性 |
加工硬化性 |
微量硬化性 |
小量硬化性 |
主要用途 |
建筑物内外装饰,厨房用具,化学刻度,航空机器 |
建筑材料,汽车零件,加用电器,厨房器具,饭盒等 |
钎、刀机器零部件,医院用具,手术用具 |
耐腐蚀性 |
高 |
高 |
中 |
强度 |
高 |
中 |
高 |
加工性 |
高 |
中 |
高 |
磁性 |
非磁 |
上磁性 |
上磁性 |
焊接性 |
高 |
中 |
低 |
2-2不锈钢的品质特性要求
用途 |
对象产品 |
加工工艺 |
要求品质特性 |
表面质量 |
BQ性 |
材质 |
形状 |
厚度公差 |
焊接性 |
耐腐蚀性 |
浅加工类 |
刀、叉等 |
落料→横延→切头→成型→抛光→清洗→包装 |
要求高不得有麻点等缺陷 |
好 |
一般材 |
一般 |
-5% |
不要求 |
好 |
深加工类 |
二类餐具、保温杯等 |
落料→涂油→成型→(有时几次)切边→卷边→清洗→复底→抛光→焊手柄→包装 |
要求高不得有划伤折痕等缺陷 |
好 |
DDQ |
要求高 |
-3~-5% |
好 |
好 |
PIPE |
装饰管等 |
窄带→挤成压成型→对焊→打磨焊缝→切管→磨口→抛光→包装 |
要求高不得有折痕等缺陷 |
一般 |
一般材 |
好 |
-8% |
好 |
一般 |
厨具 |
冷柜等的外壁 |
落料→折边→电焊→打磨 |
要求高不得有折痕等缺陷 |
一般 |
一般材 |
一般 |
-8% |
好 |
一般 |
容器 |
热水器饮水机内胆 |
窄带→卷筒→焊接→切管→焊底→打磨焊缝→包装 |
一般 |
一般 |
一般材 |
一般 |
-10% |
好 |
一般 |
※各产品由于用途的不同,其加工工艺和原料的品质要求也不同。
2-3品质要求特性微细项目
(1)材质:
①DDQ(deep drawing quality)材:是指用于深拉(冲)用途的材料,也就是大家所说的的软料,这种材料的主要特点是延伸率较高(≧53%),硬度较低(≦170%),内部晶粒等级在7.0~8.0之间,深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、锅类的企业,其产品的加工比(BLANKING SIZE/制品直径)一般都比较高,它们的加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304 DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品,当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话,在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象,影响成品合格率,当然也就加大了厂家的成本;
②一般材主要用于除了DDQ用途外的材料,这种材料的特点是延伸率相对较低(≧45%),而硬度相对较高(≦180),内部晶粒度等级在8.0~9.0间,与DDQ用材比较,它的深冲性能相对稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与DDQ材相比有一个优点,就是BQ性相对较好,这主要是由于它的硬度稍高的缘故。
(2)表面品质:
不锈钢薄板是一种价格非常高的材料,客户对它的表面质量要求也非常高。但不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷,如划伤、麻点、折痕、污染等,从而其表面质量,象划伤、折痕等这些缺陷不管是高级材还是低级都不允许出现,而麻点这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的,因为抛光时很难抛掉它。我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率,来确定其表质量等级,从而来确定产品等级。
(3)厚度公差:
一般来说不锈钢制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二类餐具和保温杯等,厚度公差一般要求较高,为-3~5%,而一类餐具厚度公差一般要求-5%,钢管类要求-10%,宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%,经销商对厚度公差的要求一般在-4%~6%间。同时产品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较高,而内销企业对厚度公差要求相对较低(大多出于成本方面考虑),部分客户甚至要求-15%。
(4)焊接性:
产品用途的不同对焊接性能的要求也是各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求,甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,象二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。
(5)耐腐蚀性:
绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,象一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验:用NACL水溶液加温到沸腾,一段时间后倒掉溶液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意:产品抛光时,因砂布或砂纸中含有Fe的成分,会导致测试时表面出现锈斑)
(6)抛光性能(BQ性):
目前不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序,只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能很好。影响抛光性能的因素主要有以下几点:
①原料表面缺陷。如划伤、麻点、过酸洗等。
②原料材质问题。硬度太低,抛光时就不易抛亮(BQ性不好),而且硬度太低,在深拉伸时表面易出现桔皮现象,从而影响BQ性。硬度高的BQ性相对就好。
③经过深拉伸的制品,变形量极大的区域表面也会出小的黑点和RIDGING,从而影响BQ性。
3.各种不锈钢的特性和用途
钢号 |
特性 |
用途 |
奥
氏
体
钢 |
301 17Cr-7Ni-低碳 |
与304钢相比,Cr、Ni含量少,冷加工时抗拉强度和硬度增高,无磁性,但冷加工后有磁性。 |
列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网 |
301L 17Cr-7Ni-0.1N-低碳 |
是在301钢基础上,降低C含量,改善焊口的抗晶界腐蚀性;通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足,保证钢的强度。 |
铁道车辆构架及外部装饰材料 |
304 18Cr-8Ni |
作为一种用途广泛的钢,具有良好的耐蚀性、耐热性,低温强度和机械特性;冲压、弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象(无磁性,使用温度-196℃~800℃)。 |
家庭用品(1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸),汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品),医疗器具,建材,化学,食品工业,农业,船舶部件 |
304L 18Cr-8Ni-低碳 |
作为低C的304钢,在一般状态下,其耐蚀性与304刚相似,但在焊接后或者消除应力后,其抗晶界腐蚀能力优秀;在未进行热处理的情况下,亦能保持良好的耐蚀性,使用温度-196℃~800℃。 |
应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器,建材耐热零件及热处理有困难的零件 |
304Cu 13Cr-7.7Ni-2Cu |
因添加Cu其成型性,特别是拔丝性和抗时效裂纹性好,故可进行复杂形状的产品成形;其耐腐蚀性与304相同。 |
保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。 |
304N1 18Cr-8Ni-N |
在304钢的基础上,减少了S、Mn含量,添加N元素,防止塑性降低,提高强度,减少钢材厚度。 |
构件、路灯、贮水罐、水管 |
304N2 18Cr-8Ni-N |
与304相比,添加了N、Nb,为结构件用的高强度钢。 |
构件、路灯、贮水罐 |
316 18Cr-12Ni-2.5Mo |
因添加Mo,故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好,可在苛酷的条件下使用;加工硬化性优(无磁性)。 |
海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备;照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 |
316L 18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳 |
作为316钢种的低C系列,除与316钢有相同的特性外,其抗晶界腐蚀性优。 |
316钢的用途中,对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。 |
321 18Cr-9Ni-Ti |
在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀;适合于在430℃-900℃温度下使用。 |
航空器、排气管、锅炉汽包 |
铁
素
体
钢 |
409L 11.3Cr-0.17Ti-低C、N |
因添加了Ti元素,故其高温耐蚀性及高温强度较好。 |
汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。 |
410L 13Cr-低C |
在410钢的基础上,降低了含C量,其加工性,抗焊接变形,耐高温氧化性优秀。 |
机械构造用件,发动机排气管,锅炉燃烧室,燃烧器。 |
430 16Cr |
作为铁素体钢的代表钢种,热膨胀率抵,成形性及耐氧化性优。 |
耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网 |
430J1L 18-Cr0.5Cu-Nb-低C.N |
在430钢中,添加了Cu、Nb等元素;其耐蚀性、成形性、焊接性及耐高温氧化性良好。 |
建筑外部装饰材料,汽车零件,冷热水供给设备。 |
436L 18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N |
耐热性、耐磨蚀性良好,因含有Nb、Zr元素,故其加工性,焊接性优秀。 |
洗衣机、汽车排气管、电子产品、3层底的锅。 |
马
氏
体
钢 |
410 13Cr-低碳 |
作为马氏体钢的代表钢,虽然强度高,但不适合于苛酷的腐蚀环境下使用;其加工性好,依热处理面硬化(有磁性)。 |
刀刃、机械零件、石油精练装置、螺栓、螺母、泵杆、1类餐具(刀叉)。 |
420J1 13Cr-0.2C |
淬火后硬度高,耐蚀性好(有磁性)。 |
餐具(刀)、涡轮机叶片。 |
420J2 13Cr-0.3C |
淬火后,比420J1钢硬度升高(有磁性)。 |
刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具(剪刀、刀)。 |
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