不锈钢基础知识

不锈钢

基

础

知

识

介

绍

一、不锈钢基础知识

不锈钢的定义及特性

定义：在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，具有美观的表面和良好的耐腐蚀性能，不必经过镀色等表面处理，而发挥其固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢（以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为%，碳含量最大不超过%的钢）。

不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。保持不锈钢的耐腐蚀性，钢必须含有%的铬。

特性：耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用

强度高

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

不必表面处理，简便、维护简单

清洁，光洁度高

焊接性能好

不锈钢的分类

不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏

体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。

a.化学成分分类：

Cr系列：铁素体系列、马氏体系列；

Cr-Ni系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。

b.金相组织分类：

奥氏体不锈钢

铁素体不锈钢

马氏体不锈钢

双相不锈钢

沉淀硬化不锈钢

各元素对不锈钢性质的影响和作用

铬元素Cr:在不锈钢中其决定作用的元素。可提高不锈钢强度、硬

度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性，但同时会降低不锈钢的塑性和韧

性。

碳元素C：提高不锈钢强度，会降低耐腐蚀性。

镍元素Ni：耐腐蚀材料，提高不锈钢强度同时保持良好的塑性及韧性，高温下有防锈和耐热能力，是钢中组成奥氏体的元素。

锰Mn和氮N：不锈钢中镍的替代元素。

钼Mo和铜Cu：提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。钼可进一步改善不锈钢的大气耐腐蚀性，特别是含氯化物大气的腐蚀。

钛Ti和铌Nb：防止晶间腐蚀。

另外：硅Si：形成铁素体的元素，在一般不锈钢中为常存杂质元素。

钴Co：提高硬度。

硫S和硒Se：向不锈钢中加0．2~0．4％的硫，可提高不锈钢的切削性能。却降低不锈钢的韧性和耐腐蚀性。

不锈钢的标示方法

A.用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：如：中国、俄国 12CrNi3A;

B.固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本：300系、400系、200系;

C.用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

a.中国国标表示方法：

根据GB/T《钢铁产品牌号表示方法》的规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字组合的方式表示。碳含量：一般在牌号的头部用一位阿拉伯数字表示平均碳含量（以千分之几计）；平均碳含量小于千分之一的用“0”表示；碳含量不大于%的用“00”表示。合金元素含量：平均合金元素含量小于%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量；平均合金元素含量为%%、%%.....%%，....时，相应地标明2、3.....13...。专门用途的不

锈钢，在牌号头部加上代表该钢用途的代号。举例：0Cr18Ni9、Y1Cr17（易切钢）。

b.美国（ASTM）不锈钢牌号表示方法：

美国钢铁牌号表示方法较多，不锈钢普遍采用AISI牌号表示方法。目前，ASTM不锈钢标准主要采用UNS（Unifid Numbering System for Metals and Alloys金属与合金统一编号系统）和AISI两种牌号表示方法，在标准中对照列出，今后将逐步过渡为UNS牌号系列。

AISI：采用三位阿拉伯数字表示。第一位数字表示类别，第二、三位数字表示顺序号。

第一位数字类别： 2：Cr-Ni-Mn系； 3：Cr-Ni系；4：Cr系；5：低Cr系；（6：沉淀硬化系）举例：201、304、403、504。 UNS：由一个前缀字母和5个阿拉伯数字组合表示。不锈钢前缀字母为S，第一位数字表示类别，后四位数字表示顺序号。并且除表示类别的数字1以外，前三位数字代表基本上采用了AISI的牌号表示方法。第一位数字类别： 1：沉淀硬化系； 2：Cr-Ni-Mn系； 3：Cr-Ni系； 4：Cr系； 5：低Cr系。后两位数字一般为“00”，“03”表示超低碳，其他数字则用来表示主要化学成分相同而个别成分稍有差异，或含有其他特殊合金元素。举例：S20100、S30400、S30403、530451。

c.日本（JIS）不锈钢牌号表示方法：

日本JIS不锈钢材标准的牌号表示方法为SUS+数字编号。

其中，S：steel，U：use，S：stainless；数字编号基本采用美国AISI 的牌号表示方法。根据AISI的牌号表示方法，即 2：Cr-Ni-Mn系； 3：Cr-

Ni系； 4：Cr系（6：沉淀硬化系）日本独特的牌号，采用相类似的AISI 牌号在其后加JI、J2来表示。举例：SUS 201、SUS 304、SUS304J1. 按照钢材的形状、用途和制造方法等，当需要用代号表示时，在牌号后面加上相应的代号，如： B：棒材；CB：冷加工棒材；HP：热轧钢板；CP:冷轧钢板；HS：热轧钢带；CS：冷轧钢带；CSP：弹簧用钢带；WR：线材；Y：焊接用线材； W：钢丝；WP：弹簧用钢丝；WS：冷镦用钢丝；HA：热轧角钢；CA：冷轧角钢；TB：锅炉及热交换器用钢管；TPY：配管用电焊大口径钢管；TP：配管用钢管；TPD：一般配管用钢管。举例：SUS304-B、SUS304-WR、

SUS304-HP。

各标准不锈钢的特性

奥氏体不锈钢

在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni 系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。