不锈钢基本知识要点

●不锈钢的基本知识

1、定义

不锈钢是不锈钢与耐酸钢的简称。在冶金学和材料科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于12%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称做不锈钢。通常对在大气、水蒸气和淡水等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐腐蚀的钢种称不锈钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称耐酸钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性是相对的，有条件的，实验表明，只有当基体中的含铬量≥12%后，钢才具有明显的抗锈性，但不是严格意义上的不锈。2、常用牌号

200系列：Cr系列、Ni系列、Mn系列

300系列：Cr系列、Ni系列

400系列：Cr系列

600系列：高温强度合金系列

L：低碳，如SUS316L J：日本独有的钢种，如SUS420J2

XM：ASTM觃格的专利钢种，如SUSXM27（00Cr27Mo）

N：加入了氮，如SUS316N

SUS(STEEL USE STAINLESS)

SUH(STEEL USE HEAT RESISTANT) （GB1220-92 GB3280-92）

基体组织及性能：

SUS304 SUS316 SUS316L 奥氏体，无磁性，加工硬化明显，但是冷加工变形后带有磁性，原因是冷加工过程中引发产生马氏体组织，变硬而且有磁性。SUS430 SUH409 铁素体，有磁性，加工硬化不明显

SUS430J2 出厂时为铁素体，用户需淬火为马氏体组织使用

铁素体加工硬化=位错引起的硬化

奥氏体加工硬化=位错引起的硬化+马氏体转变引起的硬化

（补充各钢种的加工硬化曲线）

SUS304 7.93 SUS430 7.70 SUS316 7.98 SUS420J2 7.75

●宝新产品介绍

1、宝新公司实物质量控制标准执行日本工业标准JISG4305-1999。产品主要有SUS304、SUS430、SUS316、SUS316L、SUH409L，表面加工等级有2D、2B、NO.4、HL150#、HL180#、HL240#、HL320#。厚度0.3mm～3.0mm,宽度从40 mm ～1320mm。

2、表面加工等级与工艺流程

3、JISG4305-1999标准对成分和机械性能的规定值

4、宝新公司不锈钢化学成分与机械性能水平

SUS304

特性：用途广泛，具有良好的塑性、韧性、冷加工性，无热处理硬化现象，冷加

工硬化倾向明显，在氧化性酸和大气、水、蒸汽等介质中耐蚀性好，焊接后有晶间腐蚀倾向，固溶态无磁性，冷加工后有磁性，使用温度-196～800℃。

用途：家庭用品（1、2类餐具）、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件

SUS316

特性：耐蚀性和高温强度特别好，可在苛刻的条件下使用，冷加工硬化倾向明显，固溶态无磁性，冷加工后有磁性

用途：海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备、照相、食品工业、沿海设施、螺栓、螺母

SUS316L

特性：耐蚀性比SUS316好，高温强度稍差，可在苛刻的条件下使用，加工硬化性好，无磁性

用途：海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备、照相、食品工业、沿海设施、螺栓、螺母

SUS430

特性：热膨胀率低，具有较好的成型性，在大气、水蒸气等弱介质中具有不锈性，但当介质中含有较高CL-时不锈性显不足，在氧化性酸溶液中有良好的耐蚀性。用途：生产硝酸、硝铵的化工设备，如吸收塔、热交换器、酸槽、输送管道、贮槽等，耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽

SUS420J2

特性：淬火硬度高，可焊性差

（补充淬火特性曲线）

用途：刀具、螺栓、阀门、轴承、弹簧、板尺、餐具

SUH409L

特性：加工性能、焊接性能良好，高温抗氧化性能良好，能够承受的温度范围从室温直到575 C

用途：广泛用于汽车尾气排气系统

5、JISG4305-1999标准中钢带厚度允许偏差（单位：毫米）

直接生产厂家青睐宝新产品，贸易商对宝新产品公差的反映主要是不同产品之间的公差不稳定，经常存在小负公差。造成公差不稳的原因是宝新公司曾经实行过多个内部控制标准。宝新公司准备进行交货公差修订，分成两段，互不包含，增加公差的稳定性。

6、钢板宽度允许偏差（单位：毫米）

7、钢带宽度的允许偏差（单位：毫米）

8、钢板长度的允许偏差（单位：毫米）

9、JISG4305-1999标准中钢板不平度的允许偏差（单位：毫米）

●外观判定方法

JIS标准觃定：由于卷带产品中无法切除有害缺陷，因此其中允许夹带部分缺陷。宝新公司现行标准中觃定：

合格品标准：合格品比例≥80%，废品比例≤5%。

二级品标准：合格品比例≥60%，废品比例≤15%。

●焊接性能

典型不锈钢的物理常数

不锈钢的焊接特性：①引起焊区变形不均和晶粒粗大，不锈钢的电阻系数远大于低碳钢，在焊接时焊条及焊接区的母材都比较容易被加热而融化，同时熔区周围的基体过热。②引起热裂纹，不锈钢的线膨胀系数大，导热系数小，热量不易传递，焊接时熔深大，焊接加热使结构膨胀，冷却时产生较大的收缩变形和拉应力。

③不锈钢焊接加工过程后，在焊接热影响区内容易引发晶间腐蚀。现象和识别：产生晶间腐蚀的设备或制品，其尺寸和外形几乎没有任何变化，从外部难以发现腐蚀的迹象，仍具有明显的金属光泽，取样检查可以发现，腐蚀部位的塑性和强度已严重丧失，冷弯时出现裂纹、脆断，腐蚀部位落地无金属声。钢的晶界由于受腐蚀变宽。

原因是出厂态的不锈钢是碳的过饱和固溶体，不锈钢焊接加工过程中，在焊接热影响区内，在敏化温度（450℃—850℃）区间，碳向晶界扩散，幵与基体中的铬形成碳化物Cr 23C 6（含Cr 量非常高，常达90%以上），Cr 23C 6很快在晶界形成，使晶界成网状，基体中大量的铬集中到Cr 23C 6中，由于焊接时间短，远处的铬来不及向这里扩散，造成焊缝区域基体局部贫铬，难以钝化，耐蚀性明显下降，于是在相应的腐蚀环境中优先被腐蚀。（图解晶间腐蚀）

防范措施：①不锈钢的焊接觃范要小于低碳钢，电流量约为低碳钢的80%。②尽可能使用较快的焊接速度，目的是减少热影响区宽度，缩短焊缝在敏化温度区间的停留时间，使焊缝处于一次稳定状态，以及细化焊缝组织。③焊接时要选择合适的焊接材料、保护气氛。焊丝的化学成分对焊缝部位的耐蚀性有重要影响， 焊条应具有与母材相同的化学成分，这样可以使焊缝金属与母材具有相似的化学成分，一般被认为可以实现最佳的耐腐蚀性。SUS304采用奥002焊条。④材料的表面必修在焊接之前进行清理，焊接之后去除焊渣。原因是不锈钢表面的惰性氧化膜赋予不锈钢以耐蚀性，但这层氧化膜非常薄，容易被加热、焊接、轧制、压力加工和其它加工程序所破坏。如果不锈钢表面被划伤，更多的铬会暴露出来，它和氧反应使钝化层重新形成。然而，如果有碳素钢粒子或其它异物嵌入划痕，钝化层就不能恢复，金属受潮或暴露在腐蚀性环境中时会被腐蚀。当进行焊接或热处理时，会产生复合氧化层，不锈钢基体表面覆盖了氧化物，阻止形成钝化层，为了重新形成钝化层，必须彻底清除这些复合氧化层。清理时应使用不锈钢刷，而对于根部和层间焊缝的打磨，则需用专用的磨石。 焊接工艺简介

1、 TIG 焊接：钨极惰性气体保护电弧焊接

MIG 焊接：带金属焊丝的惰性气体保护电弧焊接