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鈑金加工中使用的不銹鋼分類

發布日期:2019年12月2日

  不銹鋼是指在腐蝕性介質中具有較高抗腐蝕能力的高合金鋼。在大氣、水蒸氣或淡水等弱介質中耐腐蝕或具有不銹性的鋼稱為不銹鋼;在酸、堿、鹽等化學腐蝕性強的介質中耐腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。兩類鋼的耐腐蝕性有差別,不銹鋼不耐酸,而耐酸鋼一般具有不銹性,簡稱不銹鋼。

      鈑金加工中使用的不銹鋼,通常是按其成分和組織分為以下三類:

      1)鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼為單相鐵素體組織,如典型的Gr17不銹鋼,碳質量分數小于0.12%,鉻質量分數為16% ~ 18%,加熱時沒有a→γ的轉變,耐硝酸濃液、次氯酸鈉及磷酸腐蝕性能很好,塑性好,強度低,且不能熱處理強化,但有較高的脆性傾向和晶間腐蝕性,且焊接性能較差。主要用于生產化工、食品設備的容器、管道等。

      2)馬氏體不銹鋼。馬氏體不銹鋼在大氣腐蝕介質中以及在弱蝕性介質中的耐腐蝕性能均很優良,并且隨碳質量分數增大,強度、硬度增高,但其耐蝕性則隨之降低。

      典型的牌號是1Cr13、2Cr13 等。這類鋼中碳的平均質量分數為0.10% ~ 0.45%,隨碳質量分數增大,強度增加,但耐蝕性下降;鉻的平均質量分數為13%,主要用于制造強度和硬度較高的結構件及工具等。

      Cr13型鋼的淬透性均較好,經鍛造空冷后即可出現馬氏體組織,硬度較高且有殘余應力。為利于后續加工及調質處理,常需先高溫退火或回火軟化處理,并多在調質或淬火低溫回火狀態下使用,見表1-24。

      例如,3Cr13或4Crl3鋼制成的彈簧,其最終熱處理工藝是先經700~ 800攝氏度預熱后,加熱至1000~ 1050攝氏度,保溫后油冷,在480~520攝氏度回火水冷,以抑制回火脆性,淬火后硬度大于54HRC,回火后硬度為40 - 46HRC。

3)奧氏體不銹鋼。奧氏體不銹鋼碳的質量分數≤0.03%時,由于其單相奧氏體組織非常穩定,在各種溫度范圍使用時耐硫酸、磷酸、醋酸及鹽、堿液腐蝕性都很高,并且耐晶間腐蝕性良好。同時,還具有優良的高低溫強度、韌性及良好的焊接工藝性能。在鈑金生產中應用最廣,可制作硫酸、磷酸、醋酸及鹽、堿液等耐腐蝕設備。

      典型的牌號是18-8型鎳鉻不銹鋼,其主要合金元素是Ni和Cr。當能擴大奧氏體相區的合金元素Ni質量分數為9%、Cr 質量分數為18%時,可在室溫下形成單相奧氏體組織。銘還可提高鋼的鈍化能力,Ni 和Cr共同作用使鋼具有高的耐蝕性能。

      這類鋼容易在晶界上析出Cr3C6,造成晶間腐蝕,并且鎳的價格昂貴,所以有時需加人Ti、Nb等元素提高鋼的耐蝕性,有時需加人Mn、N元素的0Cr17Mn13Mo2N鉻錳氮不銹鋼代替,可成功使用于醋酸、甲酸及尿素等設備。

      通常需經固溶處理后使用,即將其加熱至1050~ 1150C、保溫2~4h,使所有碳化物全部溶人奧氏體中,再快速水冷至室溫,獲得單相奧氏體組織。經固溶處理后耐蝕性提高,塑性、韌性很好,強度較低。

      對于含Ti、Nb元素的18-8型不銹鋼,固溶處理后還需進行穩定化處理,即將其加熱至850~ 900C,保溫2 ~4h后再空冷或爐冷至室溫,使(Cr、 Fe)23C6 完全溶解,Ti、Nb的碳化物部分溶解,從而使碳全部穩定于碳化物中,提高固溶體鉻的質量分數。

      經冷加工或焊接的18-8 型不銹鋼,為避免發生應力腐蝕,還需進行消除應力處理,即將工件加熱至300~ 350C (消除加工應力)或850C以上(消除焊接應力),然后緩冷。

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