最新不锈钢基本知识

发展历史
不锈钢的发明是世界冶金史上的一重大成就。 20世纪初，法国（1904-1906）发现了Fe-Cr合金 英国（1909-1911）发现了Fe-Cr-Ni合金 同期德国提出了不锈性和钝化理论。
发展历史
工业用不锈钢： 英国1912-1913开发了Cr（12-13）马氏体不锈钢 美国开发Cr（14-16），C（0.07-0.15）的铁素体不锈钢 德国开发奥氏体不锈钢，1929年取得18-8的专利，1931提出188Ti不锈钢； 同时，法国发现奥氏体中含有铁素体时会改善耐晶界腐蚀，开发 双相不锈钢； 1946年美国研制M沉淀硬化17-4PH，随后既具有高强度又可进行 冷加工成型的半奥氏体沉淀硬化不锈钢17-7PH等；
介质腐蚀的钢。 不锈钢和耐酸钢在合金化程度上有 较大差异，因此性能差别较大。
耐蚀机理
不锈钢耐腐蚀是由于Cr的作用，钢材表面生成一层致 密的的不溶解于某些介质的坚固的富Cr钝化膜（成分为 4M3O4·SiO2·nH2O ）.其特点： 1、厚度薄、透明：通常为2-5nm。 2、密度大。 3、铬含量高,比基体高3倍以上. 4、自我修复功能，一旦遭破坏，又会形成新的钝化层， 随着钢中铬含量的提高，钢的自钝化能力和耐锈性提高。
成份性能图（γ）
品种介绍
奥氏体不锈钢 0Cr18NI9（304）中板、冷板
作为不锈钢、耐热钢广泛应用，食品、一般化工、 原子能工业等。 00Cr19Ni10（304L）
超低碳，耐晶间腐蚀性能优良， 00Cr17Ni7（301L）
冷加工后具有高强度，车辆厢体、弹簧等用。
品种介绍
00Cr17Ni14Mo2（316L） 在海水等各种介质中，优于304，耐点蚀材料。
按钢的功能分类可分为：低温不锈钢、耐热不锈钢、 耐磨不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢和超塑性不锈 钢等 。
钢种演变
0Cr13
增C
1-3Cr13
F型
增Cr、Ni
0Cr18Ni9
M型 增Cr、减Ni
A-F型
00Cr22Ni5Mo3N
A型 减Cr、Ni
加Mo、Al、Ti
Cr17Ni7
17-7PH
A-M型
合金元素作用
铜 • 提高冷塑性 • 抗还原性酸 • 稳定 • 抗菌 硅 • 小于1%时，非敏晶腐 • 大于1%氯化物应力腐蚀、浓硝酸、高温浓硫酸
合金元素作用
磷 • 非敏晶腐 硫 • 点蚀和缝隙腐蚀 • 热塑性下降 钛、铌 • 降低晶腐 稀土 • 消除S影响，提高热塑性
分类
镍当量==%Ni+%Co +30(%C)+30(%N) +0.5(%Mn)+0.3(%Cu)
铬当量=%Cr+1.5(%Mo)+1.5(%Si)+ 1.5(%Ti)+1.75(%Nb)+5.5(%Al)
+0.75(%W)
Schaeffler相图
品种介绍
奥氏体不锈钢特性： ➢铬-镍不锈钢 ➢300系列钢种 ➢热处理不能使其硬化 ➢冷加工可使其显著硬化 ➢无磁性（冷加工有时会使其具磁性） ➢优异的成型性和焊接性
耐蚀机理
在钢中添加各种合金元素，由于改变了钝化膜的组织和分布，而 提高了更苛刻介质中的耐蚀性。如，钼，腐蚀产物MoO-2靠近基体而强 烈促进基体钝化；铜，钝化膜中含有CuCl,与腐蚀介质不发生作用提高 耐蚀性；氮，钝化膜中富集Cr2N，使钝化膜中铬浓度提高而提高了耐 蚀性。
但暴露在大气中简单的钝化并不能形成提高耐蚀性所必需的表面 化合物，通过电解抛光或化学处理可提高不锈钢的耐腐蚀性，电解抛 光提高了近表面层铬与铁的比率，化学钝化处理进一步扩大了这个比 率。如机械抛光表面有2nm的氧化物层，经30min钝化处理可获得约 19nm厚的氧化物层，经60min钝化处理可获得50nm厚的氧化物层。
至此，一系列不锈钢基本齐全，并一直延续至今。
发展历史
40-50年代，节Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N不锈钢、超低碳奥氏 体不锈钢； 60年代，1：1的双相不锈钢和高纯铁素体以及马氏体时效不锈 钢取得进展； 随后，通过化学成分（C、Cr、Ni）的调整和合金元素（Mo、Cu、 Si、N、Mn、Nb）的填加，降低夹杂物，改善其使用性能，适应不 同环境的要求。
不锈Hale Waihona Puke Baidu基本知识
主要内容
第一部分 金属材料基础知识 第二部分 不锈钢基本知识 第三部分 重点（新）品种介绍
概念
什么是不锈钢？ Cr含量大于10.5%wt C含量小于1.2%wt 铁含量超过其它任何元素 不锈钢系不锈钢和耐酸钢的总称。 不锈钢系指耐大气、蒸汽和水等弱介
质腐蚀的钢； 耐酸钢指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性
分类
按钢的组织结构分类可分为：奥氏体不锈钢、马氏体不
锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
奥氏体不锈钢
铁素体不锈钢 几种不锈钢的显微组织
双相不锈钢
分类
按钢的化学成分分类可分为：Cr不锈钢（400系）、 Cr-Ni不锈钢（300系）、Cr-Mn-N-Ni不锈钢（200系）、 超低碳不锈钢、高纯不锈钢等。
0Cr19Ni9N（304N） 添加N，提高强度，耐腐蚀性不降低，结构用材料。
0Cr18Ni9Cu 添加Cu，改善冷加工性，加工硬化率低，深冲用
钢。 1Cr18NI9Ti（321）
增加Ti，提高耐晶间腐蚀性能，不适用于装饰。
品种介绍
锰系不锈钢的耐蚀性仍取决于钢中的铬量，镍也是非 常有益的元素。 锰和氮主要是在形成和稳定奥氏体方面代镍，在耐蚀 性方面则不能代镍，锰还对钢的耐蚀性有害。 在铬量相同条件下，锰系钢的耐蚀性一般要低于镍系 钢。在弱腐蚀环境中，锰系钢可以代替相对应的镍系钢， 但随介质腐蚀性的增强，锰系与镍不锈钢间耐蚀性的差距 要拉大，锰系钢不能代替镍系钢。
沉淀相强化
合金元素作用
铬 • 形成铬氧化物钝化膜 • 耐氧化性介质 • 提高淬透性 镍 • 奥氏体稳定元素，降低加工硬化 • 减少高温铁素体,提高热加工性 • 成型性、焊接性、韧性好 • 耐还原性酸 • 高温氧化性 钼 • 耐点蚀和缝隙腐蚀 • 耐还原性酸
合金元素作用
氮 • 稳定奥氏体元素 • 耐点蚀和缝隙腐蚀 • 提高强度 碳 • 增加强度 • 敏化—晶腐 锰 • 稳定奥氏体元素 • 增加强度 • 硫化锰，耐点蚀和缝隙腐蚀 • 热塑性