材料知识:关于不锈钢的分类

2019-09-04 14:25:37 中国腐蚀与防护网         人气: 2739

不锈钢有多少种

不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

按照成分分类

按成分可分为Cr系(400系列,铬不锈钢)、Cr-Ni系(300系列,铬镍不锈钢)、Cr-Mn-Ni(200系列,铬锰氮不锈钢)、耐热铬合金钢(500系列)及析出硬化系(600系列)。

200系列:铬-锰-镍

201,202等:以锰代镍,耐腐蚀性比较差,国内广泛用作300系列的廉价替代品

300系列:铬-镍 奥氏体不锈钢

301:延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。

302:耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。

303:通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。

304:通用型号;即18/8不锈钢。产品如:耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。标准成分是 18 % 铬加 8 % 镍。为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。

304 L:与 304 相同特性,但低碳故更耐蚀、易热处理,但机械性较差 适用焊接及不易热处理之产品。

304 N:与 304 相同特性,是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。

309:较之304有更好的耐温性,耐温高达980℃。

309 S:具多量铬、镍,故耐热、抗氧化性佳,产品如:热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。

310:高温耐氧化性能优秀,最高使用温度1200℃。

316:继304之后,第二个得到最广泛应用的钢种,主要用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。

316 L:低碳,更耐蚀、易热处理,产品如:化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储槽。

321:除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外,其他性能类似304。

347:添加安定化元素铌,适于焊接 航空器具零件及化学设备。

400系列:铁素体和马氏体不锈钢,无锰,一定程度上可替代304不锈钢

408:耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。

409:最廉价的型号(英美),通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。

410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。

416:添加了硫改善了材料的加工性能。

420:“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具,可以做的非常光亮。

430:铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。

440:高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有 三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。

500系列:耐热铬合金钢。

600系列:马氏体沉淀硬化不锈钢。

需要注意的是,这个命名规则是美国的标准:美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中:

①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示,例如,某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为标记。

②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。

③铁素体不锈钢是以430和446为标记,马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标记。

④双相(奥氏体-铁素体),不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。

按组织状态分

铁素体不锈钢

含铬15%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢,属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。

奥氏体不锈钢

含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%,钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性、耐蚀性能和无磁或弱磁性,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来制作耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等,另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至1050~1150℃,然后水冷或风冷,以获得单相奥氏体组织。

奥氏体 - 铁素体双相不锈钢

兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含碳量较低的情况下,铬(Cr)含量在18%~28%,镍(Ni)含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐蚀性能,也是一种镍不锈钢。

沉淀硬化不锈钢

基体为奥氏体或马氏体组织,沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬(强)化的不锈钢。

马氏体不锈钢

强度高,但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。锻造、冲压后需退火。

承压设备用不锈钢钢板及钢带

压力容器专用不锈钢,其分类和代号、尺寸、外形及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及产品质量证明书等有明确要求。常用牌号有06Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2数字代号为:S30408、S31603等。主要用于食品机械、制药机械等卫生级设备。