不锈钢产品知识

不锈钢产品知识

1.钢铁历史

中国是世界上最早生产钢的国家之一，炼钢生产在中国已经有2500多年的历史。生铁，熟铁，钢的主要区别在含碳量上，含碳量超过2%叫生铁，低于0.05%叫熟铁，在0.05-2%叫钢。（有点象熬粥，碳含量的多少决定了钢铁的硬度，柔韧性等物理性能）。所谓百炼成钢就是把铁反复加热折叠锻打，是钢的组织致密，成分均匀，杂质减少，从而提高钢的质量。

现代钢铁工业始建于19世经初期，至今已有百年历史。但直到第二次世界大战前，钢铁产量仍很有限，生产国也不多，且分布十分集中。1937年总产量1.1亿吨，多分布在美国和西欧，两地合占世界总产量的3/4，再加上前苏联则达87.5％。

二战后50～70年代是世界钢铁产量迅猛发展时期，1950年只产1.89亿吨，1968.1972.1974年分别超过5亿吨、6亿吨、7亿吨，到1979年达到7.4亿吨。

中国2010年的粗钢产量为6.267亿吨，占全球总产量的44.3%。日本第二，年产量1.1亿吨；美国第三，年产量8000万吨。

看起来我们现在的钢铁产量非常大，但是我们的产品都是低端的低利润产品。而高附加值的产品却一直被国外工厂占据。

2.不锈钢历史

英国人在1916年发明不锈钢，至今不到100年。

不锈钢为什么不易生锈? 与其在基体内加入12.5%以上的铬(Cr)有关。在氧化性介质中，铬能使钢表面很快地生成一层致密的钝化膜，防止金属基体被破坏。当含铬量在12.5%以上时，形成一层致密的稳定的钝化膜，防锈性能发生跃进式的实变，耐锈蚀能力大大增强，这就是为什么不锈钢中的含铬量要有12%以上的原因。

不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而又坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜)。防止氧原子继续渗入继续氧化,而获得抗锈蚀能力。一旦有某种原因，这种薄膜受到不断的破坏，空气或液体中的氧原子就会不断地析离出来，形成疏松的氧化铁，金属表面也就受到不断的锈蚀。通常我们叫蚀点，生锈就是从蚀点开始，不断深入，直到锈穿。所以不锈钢不是不能生锈，只是耐腐蚀。

不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

不锈钢基本合金元素还有镍(Ni)、钼(Mo)、钛(Ti)、铌(Nb)、铜(Cu)、氮(N)等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。不锈钢容易被氯离子腐蚀，因为铬(Cr)、镍(Ni)、氯(Cl)是同位原素，同位原素会进行互换同化从而形成不锈钢的腐蚀。

不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的含碳量甚至低于0.03%（如316L）。不锈钢中的主要合金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢才有耐

蚀性。因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%。不锈钢中还含有镍Ni、钛Ti、锰Mn、氮N、铌Nb、鉬Mo、硅Si、铜Cu等元素。

不锈钢按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体不锈钢（双相钢）及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。目前市场上的主要产品是奥氏体钢和双相钢。

铁素体不锈钢，含铬量高（12-30%），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。

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。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。

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。也是一种节镍不锈钢

我国不锈钢的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。从90年代开始，中国不锈钢开始了快速发展。2001年，中国不锈钢消费量205万吨，成为世界第一。2011年1250万吨。速度虽然很快，但是跟7亿吨的钢铁产量比，只占2%不到。

不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而又坚固细密的稳定的富铬氧化膜(防护膜)。防止氧原子继续渗入继续氧化,而获得抗锈蚀能力。一旦有某种原因，这种薄膜受到不断的破坏，空气或液体中的氧原子就会不断地析离出来，形成疏松的氧化铁，金属表面也就受到不断的锈蚀。通常我们叫蚀点，生锈就是从蚀点开始，不断深入，直到锈穿。所以不锈钢不是不能生锈，只是耐腐蚀。

不锈钢无磁性，这是错误概念，只有奥氏体不锈钢是弱磁的或者无磁的，马氏体或铁素体是有磁性的。由于冶炼时成分偏析或热处理不当，会造成奥氏体不锈钢中少量马氏体或铁素体组织。这样，奥氏体不锈钢中就会带有微弱的磁性。奥氏体不锈钢经过冷加工，组织结构也会向马氏体转化，冷加工变形度越大，马氏体转化越多，钢的磁性也越大。生产方矩形管因变形量比圆管大，特别是折角部分，变形更激烈磁性更明显。要想消除上述原因造成的磁性，可通过高温固溶处理来恢复稳定奥氏体组织，从而消去磁性。

3.不锈钢管

不锈钢钢管是一种中空的长条形钢材，主要广泛用于石油、化工、医疗、

食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等。另外，在折弯、抗扭强度相同时，重量较轻，所以也广泛用于制造机械零件和工程结构。也常用作生产各种常规武器、枪管、炮弹等。英文中描述管有pipe, tube, piping, tubing四个单词，表述不同含义，具体见其他文件。

不锈钢管按生产方式分为无缝管和焊管两大类，无缝钢管又可分为热轧管，冷轧管、冷拔管和挤压管；焊管分为直缝焊管和螺旋焊管等。

热轧管的特点是产量特别巨大，目前很多大厂如宝钢都是提供的热轧管，生产中按照设定的规格有计划生产，销售以代理商现货为主，订货有数量要求。缺点是规格单一不灵活，尺寸公差差。

冷轧管的特点是产品生产变形量大，尺寸公差好，表面质量好。目前国外主要采用冷轧工艺生产，国内江苏的一些企业也是以冷轧为主。缺点是规格不灵活，制造成本高，设备投入大。小管产量低，以6x1管为例，1台15的轧机，1个班次8小时只能轧制15KG产品。

冷拔管的特点是生产效率较高；生产中变更产品规格比较方便，灵活性大；工具的设备和制作以及设备的结构维护比较简单。冷拔的主要缺点是：道次变形量小，因此加工道次多，生产周期长；金属消耗大。管内外表面光洁度差。

针对这些生产特点，我公司目前主要生产工艺是冷拔+冷轧。最通用的做法是圆钢-穿孔-冷轧开坯-冷拔到成品（或成品冷轧）。

首先钢管的原材料是圆钢。包括热轧圆钢，锻圆等。

第二道工艺是穿孔。将圆钢加热到一定温度，顶头从圆钢中旋转穿出，达到要求尺寸。穿孔后的管子，叫母管（mother tube）或荒管.

第三道工艺是不锈钢冷变形工艺，这是不锈钢管制造的核心。是由若干个循环组成。

冷变形-退火（固溶处理）-酸洗-修磨（如需要）-上灰（润滑剂）

冷变形工艺有：冷轧，冷拔；冷轧是管子是旋转运动，冷拔是管子直线运动；所以冷轧管壁厚很均匀，冷拔管容易偏心；冷轧管内外都受力，表面质量好，晶粒度密实，冷拔管根据需要内部或外部受力，晶粒度不够密实，表面质量差。

退火：将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却(通常是缓慢冷却，有时是控制冷却)的一种金属热处理工艺。目的是使经过铸造、锻轧、焊接或切削加工的材料或工件软化，改善塑性和韧性，使化学成分均匀化，去除残余应力，或得到预期的物理性能。退火工艺随目的不同而有多种，如重结晶退火、等温退火、均匀化退火、球化退火、去除应力退火、再结晶退火，以及稳定化退火、磁场退火等等。

不锈钢管经过冷加工变形后，材料内部晶粒度发生变化，不适合进一步加工（学名叫硬化）。为了提高奥氏体不锈钢的其它机械性能，如延展性、韧性是必须进行热处理的，通常叫作水韧处理，科学的叫法是固溶处理加时效处理，固溶处理是将奥氏体不锈钢加热到1050摄氏度以上，淬入水中（这就是为什么叫水韧处理的原因），以获得良好的延展性，以利于冷作加工，如拉伸。时效处理就是将经过固溶处理后的奥氏体钢加热到450~550摄氏度，保温一段时间，以提高其韧性和弹性。一般固溶处理和时效处理是联合使用的。在不锈钢管实际生产中，一般钢管只需要做固溶处理就可以了。特殊要求或者锻件，由于机械性能高，通常是固溶处理+时效处理。有些工厂的管子不够