不锈钢知识培训

不锈钢知识讲义
一、不锈钢定义：
不锈钢的发明是20世纪早期位于德国埃森的克虏伯开发实验室的研究成果。

通过将至少12%的铬添加到钢水中（但不锈钢后来铬含量最低降到10.5%），科学家发现了铬的可钝化性—保护自己免受腐蚀性物质袭击的能力，这便是不锈钢的诞生。

通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。

不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。

这种不锈性和耐蚀性是相对的。

试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。

最新我国国标规定的不锈钢定义为：以不锈、耐腐蚀为主要特征，且铬含量至少为10.5%，碳含量最大不超过1.5%的钢。

二、不锈钢主要元素及作用：
目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。

对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳（C）、铬（Cr）、镍(Ni)、锰(Mn)、硅(Si)、钼(Mo)、钛(Ti)、铌(Nb)、氮(N)、铜(Cu)等。

1、碳（C）：碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。

碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍）；另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。

作用：从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的，即会增加
硬度，降低耐腐蚀性，降低可塑性和韧性；
2、铬(Cr) ：铬在不锈钢中的决定作用，决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。

迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。

铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的
矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展，并在表面形成富铬氧化膜。

作用：抗氧化、耐腐蚀、强硬度耐磨，同时也是耐热钢的不可缺少元素；
3、镍(Ni)：镍是优良的耐腐蚀材料，镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却有许多可贵的性能，就是我们所说的铬镍系不锈钢形成的稳定奥氏体组长具有了许多优点；
作用：形成奥氏体组织的重要元素，具有增强钢种耐腐蚀、耐热、塑性和韧性等优点；
4、钼(Mo)：在不锈钢中起到耐氯化物（譬如海水氯离子腐蚀）腐蚀作用。

在高等级不锈钢中都含有钼元素；
作用：增强耐点腐蚀及晶间腐蚀能力、增强高温下性能；
5、钛(Ti)：不锈钢的碳含量较高时，在焊接时容易引起铬偏析，即形成各的碳化物，形成晶间腐蚀，是因为焊缝附近缺铬，降低了不锈钢的耐腐蚀性。

在加入钛之后可改善该种状况；
作用：增强钢种耐晶间腐蚀、增强硬度和韧性；
6、锰(Mn)：锰和镍具有很多相似的地方，在一些不锈钢中锰主要用来替镍，增强奥氏体组织的稳定性。

但锰有很多自己的特点，如价格相对便宜，提高材料的机械强度和中温性能。

此外还有增加N的在金相中的溶解度作用。

作用：替代镍元素，增加强度，但耐腐蚀性降低；
除了以上元素外，不锈钢中的其它元素作用如下：
铜(Cu)：可增加不锈钢的耐腐蚀性能，一些含铜钢种具有抗菌性；
氮(N)：是惰性元素，可以用来稳定钢种组织，增强抗氧化性和耐腐蚀性；铌(Nb)也可增强钢种耐晶间腐蚀；
硅（Si）：在奥氏体中增强耐热性；钴在于提高硬度；
硼（B）：提高部分钢种耐酸性和改善奥氏体塑性；
磷（P）：在一般不锈钢中都是杂质元素，也有用来提高硬度；
硫和硒：在一般不锈钢中也是常有杂质元素，但适当应用可增加切削性；不过降低耐腐蚀性能；
三、不锈钢分类
1、按金相组织分类
金相组织：用金相方法观察到的金属及合金的内部组织.可以分为:1.宏观组织.2.显微组
织。

金相即金相学，就是研究金属或合金内部结构的科学。

不仅如此，它还研究当外界条件或内在因素改变时，对金属或合金内部结构的影响。

所谓外部条件就是指温度、加工变形、浇注情况等。

所谓内在因素主要指金属或合金的化学成分。

金相组织是反映金属金相的具体形态，如马氏体，奥氏体，铁素体，珠光体等等，简单的理解，金相组织就是不同元素构成的材料的内部形态。

不锈钢材料按照金相组织分类如下：
A、奥氏体不锈钢：在试用状态下以奥氏体组织为主的不锈钢。

奥氏体不锈钢是不锈钢中最
重要的钢类，其生产量和使用量在不锈钢总产量及用量的70%以上，钢号也最多；
B、铁素体不锈钢：铬含量在11%～30%之间，在试用状态下以铁素体组织为主的不锈钢；
C、马氏体不锈钢：一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，是一
类可硬化的不锈钢，它的铬含量必须在10.5%以上；
D、双相不锈钢：奥氏体-铁素体型双相不锈钢（A-F）；奥氏体-马氏体型双相不锈钢（A-M）
E、沉淀硬化型不锈钢（PH）
2．按化学成分分类
按钢中主要化学成分或钢中一些特征元素来分类，可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍锰不锈钢等。

与金相组织对应如下：
•铬Cr系列：铁素体系列、马氏体系列；
•铬镍Cr-Ni系列：奥氏体系列、双相系列；
3、按产品形态分类
按产品，我们可将不锈钢分类原料（不锈钢废料）、初级品（不锈钢锭、坯等）、半成品（不锈钢扁平材、不锈钢长材）、成品（制品、机械、设别等），其中半成品是我们接触最多的分类：
A、不锈钢扁平材：（扁平状），
不锈钢板材（平板、卷板）；
不锈钢带材（宽度小于600mm以下的扁平材）
B、不锈钢长材：
不锈钢管材（焊管、无缝管；方管、圆管、矩形管；工业用管、装饰用管、输送管等）不锈钢型钢（元钢、角钢、扁钢、方钢、槽钢、工字钢、H型钢、六角钢、不锈钢丝等）；
4、按使用的行业分类
最大分类：工业用不锈钢材料、民用不锈钢材料；细分可分为器皿制品用、纺机用、化工用、电站用、原子能工业用、装饰用、医疗用、车辆用不锈钢等等；
四、不锈钢表示方法
1、美国不锈钢表示方法
这里主要介绍市面上最常用的AISI（美国钢铁协会标准）的表示方法：该标准用三位数字组成，第一位表示钢的类型，其余两位只表示顺序号，最常见的就是我们所说的（200、300、400三个系列不锈钢种），美国牌号、化学成分、金相组织对照如下：200系列——铬锰镍氮不锈钢——奥氏体组织不锈钢：包括201、202；
300系列——铬镍不锈钢——奥氏体组织不锈钢：包括301、304、321、316L等等；
400系列——铬系不锈钢——马氏体、铁素体不锈钢：包括410、420、430、409L等等；
2、日本不锈钢牌号表示方法：
日本标准的牌号表示方法基本上参照美国AISI，但另加前缀“SUS”表示不锈钢，加前缀“SUH”表示耐热钢，SUS后的数字参照AISI，其中含义分别如下：
第一个字母S 为Steel，表示钢；
第二个字母U为Use，表示特殊用途（Special Use）；
最后一个字母S为Stainless，表示不锈的意思；而H为Heat resistant，表示耐热的意思。

3、中国不锈钢牌号表示方法：
我国在2008年对不锈钢标准进行了更新。

老的牌号表示方法（市面上仍比较多在用）：牌号以化学元素符号及百分的数字表示。

前置数字表示含碳量的千分之几。

当为“0”时，表示C≤0.08%，称为低碳不锈钢；当为“00”时，表示C≤0.03%,称为极低碳不锈钢；当为“1”时，表示C含量在0.1%左右；当为“2”时，表示C含量在0.2%左右；
例如：0Cr18Ni9：表示C≤0.08%、Si≤1.0%、Mn≤2.0%、Cr17%～19%、Ni8%～11%；
新牌号表示方法：
牌号仍以化学元素符号及百分的数字表示。

前置数字表示碳（C）的万分之几的含量。

如201牌号为12Cr17Mn6Ni5N，表示碳（C）含量万分之十二（0.12%）；304牌号为06Cr19Ni10，表示碳（C）含量万分之六（0.06%）；316L牌号为022Cr17Ni12Mo2，表示碳（C）含量万分之二点二（0.022%）。

其它标识基本不变。

新牌号中碳（C）含量较之以前更加明确，对产品生产技术和部分钢种的元素含量也有了更高的要求。

4、市面上常见不锈钢美标化学成分表
5、常用不锈钢牌号对照表
五、不锈钢的生产过程
1、这里我们主要了解不锈钢板材的生产流程：炼钢：原料——熔炼——精炼——连铸——板坯
热轧：板坯加热——热轧轧制——热轧黑皮——退火酸洗——研磨——热轧板
冷轧：热轧白皮展开准备——冷轧轧制——退火酸洗——平整、研磨、矫直等——冷轧板
2、热轧、冷轧的区别：
1、热轧是在金属材料的再结晶温度以上进行轧制的,冷轧是指在金属材料的再结晶温度以下进行轧制的,每种金属材料都有自己的再结晶温度.这样说如果太专业的话，你可以简单这样来理解——但不完全准确，大多数情况下都是正确的——
流程上：热轧就是轧钢过程中或轧钢之前需要对材料进行加热的，一般要加热到再结晶温度以上，如：1000度以上等；冷轧就是以热轧为原料，轧钢过程不需要对材料进行加热的，或者说加热到该材料的再结晶温度以下的。

表面及质量上：热轧材料产品基本上比较粗糙，如热轧板材，厚度一般在3mm以上，最薄的热轧板基本上在1.5~2.0mm左右，比这再薄热轧板世界范围内都不多的（指工业化大生产企业）。

热轧产品往往尺寸精度不高，表面质量也不太高，热轧板表面一般为No.1表面；
而冷轧产品则是以热轧产品为原料进行冷轧加工而成的，一般冷轧薄板的尺寸精度高，
表面质量好，可加工性能好，一般厚度范围在 5.0，mm以下，更常见的厚度范围是0.05mm~3.0mm，当然，这个范围以外也有，但比较少见，冷轧板表面一般为2B/BA表面；
3、国内外主要不锈钢板材生产企业
国内钢厂：太原钢铁、宝钢集团、张家港浦项、广州联众（与台湾烨联钢铁为一家）、酒泉钢铁、昆山大庚、上海克虏伯、宁波宝新、天管元通；
国外钢厂：德国蒂森克虏伯、奥托昆普钢铁集团、阿塞洛米塔尔集团、西班牙阿赛里洛克斯集团、韩国浦项、日本新日铁住金会社、日本金属工业株式会社、印度金达莱、AK钢铁、阿勒格尼；
六、不锈钢的产业链结构及不锈钢市场概况
1、不锈钢的产业链结构
生产——流通——消费——分配
•生产：原料（镍、铬、钼、废料等）——不锈钢冶炼（钢坯）——不锈钢轧制（不锈钢板、管、型材等）；
•流通：不锈钢市场
•消费：终端客户
•分配：消耗——回收
2、不锈钢市场概况：
•板材市场——无锡、佛山、杭州、上海、淄博、沈阳、太原、宁波
•管材市场——无锡、温州、上海、湖州、佛山、盐城、杭州、天津
•废料市场——戴南、上海、温州、南海（佛山）、北京、天津、济南、大周
•制品市场——永康、潮安。