(工艺技术)不锈钢、铝合金材料及表面处理工艺

不锈钢与铝合金知识

不锈钢( Stainless Steel )指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。不锈钢固有的表面性能使用于多方面的钢铁的一种。实际应用中，基本合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，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、镍、氯是同位元素，同位元素会进行互换同化从而形成不锈钢的腐蚀。

历史起源

毕业于英国谢菲尔德大学的著名冶金科学家亨利•布雷尔利( Harry Brearley )于20世纪初

期发明了不锈钢。随着不锈钢行业的不断发展，越来越多的行业和企业运用到了不锈钢，也有部分企业进入到了不锈钢行业并发展，不锈钢的发明和使用，要追溯到第一次世界大战时期。英国科学家布享利•布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托，研究武器的改进工作。那时，

士兵用的步枪枪膛极易磨损，布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。

布雷尔利发明的不锈钢于1916 年取得英国专利权并开始大量生产，至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球，亨利•布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”第一次世界大战时，英国在战场上的枪支，总是因枪膛磨损不堪使用而运回后方。军工生产部门命令研制高强度耐磨合金钢的布雷尔利，专门研究解决枪膛的磨损问题。布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材，各种不同性质的合金钢，在各种不同性质的机械上进行性能实验，然后选择出较为适用的钢材制成枪枝。一天，他们实验了一种含大量铬的国产合金钢，经耐磨实验后，查明这种合金并不耐磨，说明这不能制造枪支，于是，他们记录下实验结果，往墙角一扔了事。几个月后的一天，一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说：“先生，这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢，您是否实验一下，看它到底有什么特殊作用！”“好！”布雷尔利看着光亮耀眼的钢材，高兴地说。

实验结果证明：它是一块不怕酸、碱、盐的不锈钢。这种不锈钢是德国的毛拉在1912年发明的，然而，毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途。

布雷尔利心里盘算道：“这种不耐磨却耐腐蚀的钢材，不能制枪枝，是否可以做餐具呢？” 他说干就干，动手作制了不锈钢的水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等。

2 主要分类不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体- 铁素体(双相)不锈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。

不锈钢

3 铁素体不锈钢

含铬12%- 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。

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4 化学成分

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3 c （含碳量）甚至低于0.03% （如00Cr12 ）。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Ni、Ti、Mn N、Nb Mo Si、Cu等元素。

5 奥氏体不锈钢

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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 C,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C较低的情况下，Cr含量在18%~28% 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 C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孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。

沉淀硬化不锈钢

title 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。

6 品质特性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。

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（仝53%,硬度较低（W 170% ,内部晶粒等级在7.0~8.0 之间，深冲性能极佳。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。SUS304DDQ

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（仝45%）, 而硬度相对较高V 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DDC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。表面品质

不锈钢薄板是一种价格不高的材料，但是客户对它的表面质量要求非常高。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、沙孔、暗线、折痕、污染等，从而其表面质量，象划伤、折痕等这些缺陷是高级材不允许出现的，而麻点、沙孔这种缺陷在勺、匙、