不銹鋼一般是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。不銹鋼是指耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的鋼,而耐酸鋼則是指耐酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼。不銹鐵和不銹鋼的區(qū)別在于含鎳的成分的高低。
不銹鐵就是將回收的廢鐵、鉛、鋼等經(jīng)二次回爐加工,通過(guò)脫“滋”處理而成,是不銹鋼的一種,型號(hào)有:409 410 430 444,屬于馬氏體和鐵素體不銹鋼,用吸鐵石會(huì)有磁性,奧氏體不銹鋼有201 202 304 321 316L等。
不銹鋼(又稱為不銹耐酸鋼)是指能抵抗大氣或酸等化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼。不銹鋼并非不生銹,只是在不同介質(zhì)中的腐蝕行為不一樣。不銹鋼鋼種很多,性能各異,它在發(fā)展過(guò)程中逐步形成了幾大類(lèi)。
按組織結(jié)構(gòu)分,分為馬氏不銹鋼(包括沉淀硬化不銹鋼)、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和 奧氏體加鐵素體雙相不銹鋼等四大類(lèi);
按鋼中的主要化學(xué)成分或鋼中的一些特征元素來(lái)分類(lèi),分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及低碳不銹鋼、高鉬不銹 鋼、高純不銹鋼等;
按鋼的性能特點(diǎn)和用途分類(lèi),分為耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、高強(qiáng)不銹鋼等;
按鋼的功能特點(diǎn)分類(lèi),分為低溫不銹鋼、無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼、超塑性不銹鋼等。
目前常用的分類(lèi)方法是按鋼的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鋼的化學(xué)成分特點(diǎn)以及兩者相結(jié)合的方法分類(lèi)。一般分為馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化型不銹鋼等,或分為鉻不銹鋼和鎳不銹鋼兩大類(lèi)。
a、馬氏體不銹鋼
常用馬氏體不銹鋼的含碳量為0.1~0.45%,含鉻量為12~14%,屬于鉻不銹鋼,通常指Cr13型不銹鋼。典型鋼號(hào)有1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。這類(lèi)鋼一般用來(lái)制作即能承受載荷又需要耐蝕性的各種閥、機(jī)泵等零件以及一些不銹工具等。
為了提高耐蝕性,馬氏體不銹鋼的含碳量都控制在很低的含量范圍,一般不超過(guò)0.4%。含碳量越低,鋼的耐蝕性就越好,而含碳量越高,基體中的含碳量就越高,則鋼的強(qiáng)度和硬度就越高;含碳量越高,形成鉻的碳化物量也就越多,其耐蝕性就變得越差一些。由此不難看出,4Cr13的強(qiáng)度、硬度指標(biāo)優(yōu)于1Cr13,但其耐蝕性卻不如1Cr13。
1Cr13和2Cr13具有抗大氣、蒸氣等介質(zhì)腐蝕的能力,常作為耐蝕的結(jié)構(gòu)鋼使用。為了獲得良好的綜合性能,常采用淬火+高溫回火(600~700℃),得到回火索氏體,來(lái)制造汽輪機(jī)葉片、鍋爐管附件等。而3Cr13和4Cr13鋼,由于含碳量高一些,耐蝕性就相對(duì)差一些,通過(guò)淬火+低溫回火(200~300℃),得到回火馬氏體,具有較高的強(qiáng)度和硬度(HRC達(dá)50),因此常作為工具鋼使用,制造醫(yī)療器械、刃具、熱油泵軸等。
b、鐵素體不銹鋼
常用的鐵素體不銹鋼的含碳量低于0.15%,含鉻量為12~30%,也屬于鉻不銹鋼,典型鋼號(hào)有0Cr13、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr28等。由于含碳量相應(yīng)地降低,含鉻量有相應(yīng)地提高,鋼從室溫加熱到高溫(960~1100℃),其顯微組織始終是單相鐵素體組織。其耐蝕性、塑性、焊接性均優(yōu)于馬氏體不銹鋼。對(duì)于高鉻鐵素體不銹鋼,其抗氧化性介質(zhì)腐蝕的能力較強(qiáng),隨含鉻量增加,耐蝕性又進(jìn)一步提高。
鋼中加入鈦,能細(xì)化晶粒,穩(wěn)定碳和氮,改善鋼的韌性和焊接性。鐵素體不銹鋼,由于加熱和冷卻時(shí)不發(fā)生相變,因此不能用熱處理方法使鋼強(qiáng)化。若在加熱過(guò)程中晶粒粗化,只能應(yīng)用冷塑性變形及再結(jié)晶來(lái)改善組織,改善性能。這類(lèi)鋼若在450~550℃停留,會(huì)引起鋼的脆化,稱為“475℃脆性”。通過(guò)加熱到約600℃再快冷,可以消除脆化。還應(yīng)注意這類(lèi)鋼在600~800℃長(zhǎng)期加熱還會(huì)產(chǎn)生硬而脆的σ相,使材料產(chǎn)生σ相脆性。
另外,在9250C以上急冷時(shí),會(huì)產(chǎn)生晶間腐蝕傾向和晶粒顯著粗化帶來(lái)的脆性。這些現(xiàn)象對(duì)焊接部位都是嚴(yán)重的問(wèn)題。前者可經(jīng)過(guò)650~815℃短時(shí)回火消除。這類(lèi)鋼的強(qiáng)度顯然比馬氏體不銹鋼低,主要用于制造耐蝕零件,廣泛用于硝酸和氮肥工業(yè)中。
c、奧氏體不銹鋼
在含18%Cr的鋼中加入8~11%Ni,就是的奧氏體不銹鋼。如1Cr18Ni9是最典型的鋼號(hào)。這類(lèi)鋼由于鎳的加入,擴(kuò)大了奧氏體區(qū)域,從而在室溫下就能得到亞穩(wěn)的單相奧氏體組織。由于含有較高的鉻和鎳,并呈單相的奧氏體組織,因而具有比鉻不銹鋼更高的化學(xué)穩(wěn)定性,有更好的耐腐蝕性,是目前應(yīng)用最多的一類(lèi)不銹鋼。
18-8型不銹鋼在退火狀態(tài)下呈現(xiàn)奧氏體+碳化物的組織,碳化物的存在,對(duì)鋼的耐腐蝕性有很大損傷,故通常采用固溶處理方法,即把鋼加熱到1100℃后水冷,使碳化物溶解在高溫下所得到的奧氏體中,再通過(guò)快冷,就在室溫下獲得單相的奧氏體組織。
俗稱的不銹鐵就是指鐵素體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。用以區(qū)別于防銹性能好且用的最為普遍的的奧氏體不銹鋼。
d. 奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼
它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、Ti,N等合金元素。該類(lèi)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)。
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。
如何鑒別不銹鋼和“不銹鐵”用品呢?
從標(biāo)記上識(shí)別:很多不銹鋼用品表面都打有鋼印,例如:13-0、18-8等字樣,短線前邊的數(shù)字表示產(chǎn)品含鉻量,短線后邊的數(shù)字表示產(chǎn)品中含鎳量。像13-0表示它只含鉻不含鎳,俗稱“不銹鐵”;而18-8表示產(chǎn)品含鉻也含鎳,這才是不銹鋼。從聲音談判:敲擊不銹鋼或“不銹鐵”制品,也可以作為一種判斷方法。用永久磁鐵吸引:真正的不銹鋼不被磁鐵吸引,“不銹鐵”則可以被磁鐵吸引。盡管“不銹鐵”和不銹鋼性質(zhì)上存在差異,但就其抗銹蝕能力而言,都明顯優(yōu)于鍛鐵和鑄鐵炊具。