不锈钢基础知识

- 总结 不锈钢基础知识

不锈钢是钢铁中的精品。近年来，随着经济的飞速发展及人民生活水平的大幅度提高，不锈钢的社会需求量呈飞跃式增长。 我们公司是长期从事不锈钢材料销售、加工和配送业务的专业公司，作为销售部员工，应全面了解不锈钢的基础知识。 1.不锈钢定义 不锈钢是约含12%Wt以上Cr(铬)成分的铁基合金钢，具有表面华丽、耐腐蚀性强的特点，不经任何涂料、刷漆等表面处理情况下广泛使用于各种用途，代表钢种是13cr钢、18cr钢、18cr-8Ni钢。 2.不锈钢的分类 不锈钢大体上按化学成分和金相组织分类，按化学成分可以分为Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系，按金相组织可以分为奥氏体系、铁素体系、马氏体系、双相系以及析出硬化系。 (1) 奥氏体系不锈钢 面心立方结构，热处理不能硬化，但通过冷加工可以硬化。代表钢种是304，18Cr-8Ni是其基本组成。常温、高温下都为奥氏体组织，无不定性。 304钢种从熔融状态凝固成固相时，优先析出S-铁素体、常温下应该存在完全的奥氏体相组织，但是，由于成份偏析而形成部分S-铁素体，它有害于热加工。但是加工后，由于冷加工导致形变马氏体的产生，所以经冷加工的材料，会产生部分磁性，而且随着硬化程度的增加，磁性增加。 (2) 铁素体系不锈钢 体心立方结构其耐蚀性不如奥氏体不锈钢，但具有抵抗应力腐蚀开裂(SCC)能力优越于奥氏体不锈钢；常温下带强磁性，热处理不能硬化，具有优秀的冷延加工性(冷轧)。 - 总结 (3) 马氏体系不锈钢

马氏体不锈钢常温下强磁性，一般来讲其耐蚀性不突出，但强度高，使用于高强度结构用钢。高温下具有稳定的奥氏体组织，空冷或油冷下转变成马氏体相，常温时具有完全的马氏体组织。 (4) 双相不锈钢 常温下具有奥氏体和铁素体混合相，强度高，铁素体组织起着抑制应力腐蚀开裂(SCC)作用。 (5) 析出硬化系不锈钢 利用热处理后时效析出Cu、Al、Ti、Nb等的金属之间化合物，来提高材料的强度。 3.不锈钢的特性 (1) 一般特性 不锈钢的特性可以分为物理性能，包括耐蚀性、焊接性、蠕变强度(Creep)、成型加工性，其中尤其重要的耐蚀性机理与一般碳素钢不同，它主要靠不锈钢表面形成的钝化膜来保持其表面不被锈蚀。Cr含量达到10%以上时耐蚀性变良好。一般来讲奥氏体系钢种的耐蚀性最好，其次是铁素体和马氏体。 化学发电设备用，高温时蠕变强度是最重要的机械性能项目，由于奥氏体系不锈钢具有面心立方结构(FCC)，所以600度以上高温时蠕变强度高于具有体心立方结构(BCC)的铁素体或马氏体不锈钢，但是从常温到600度，马氏体钢种的强度要优于奥氏体的，这是因为马氏体钢种是相变(固溶强化)不能依靠相变来硬化，但铁素体钢种和奥氏体钢种无相变。 由于奥氏体钢种具有加工硬化现象，随着加工程度增加加工硬化也增加而其成型性能逐渐相变。 (2) 品质特性 A.表面品质 不锈钢薄板价格昂贵，客户对它的表面要求非常高。但不锈钢薄板在制造过程中 - 总结 不可避免会出现各种各样的缺陷，如划伤、麻点、折痕、辊印、裂纹、污染等，从而

影响其表面质量。 a.划伤、折痕等缺陷 不管是用于餐具、锅等的高级材还是用于钢管的低级材，表面一般都不允许存在这种缺陷。 b.麻点、辊印等缺陷 由于这类缺陷在抛光时很难去掉，所以一般表面不允许出现麻点、辊印等缺陷。但是这些轻微的缺陷经过研磨后可以用于象建筑装饰、厨具等用途。 c.表面污染、色差等 由于这类缺陷是表面性的，抛光后可以方便地去除，因此那些加工后需要抛光的产品不会影响其质量，象锅、钢管等用途。 d.裂纹、疤痕等缺陷 由于是深及内部的缺陷，拉伸后易开裂，因此变形较大的深加工用途不允许存在。 B.抛光性能(BQ性) 目前不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序，只有少数用途如热水器、饮水机内胆、机械构件等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能良好。影响抛光的因素主要有以下几点： a.原料表面粗度 不锈钢原料表面粗度由热卷原料表面粗度、冷轧工艺、轧辊材质等因素决定。原料粗度越大，则抛光性能越差，粗度越小，则抛光性能越好。 b.原料表面缺陷 如划伤、麻点、过酸洗等，对抛光性能有不利影响。 c.原料晶粒 - 总结 若晶粒尺寸太大，不均匀，在深拉伸时表面易出现桔皮现象，从而影响BQ性，

若晶粒尺寸小，均匀，则表面不易出现桔皮，BQ性相对好。 C.力学性能 这里的材质是指不锈钢的力学性能，主要指硬度、屈服强度、抗拉强度、延伸率等指标。见下表(JIS标准)：

区分 屈服强度 抗拉强度 延伸率 硬度 YS(N/mm2) TS((N/mm2) EI(%) HV 304 ≥205 ≥520 ≥40 ≤200 304L ≥175 ≥480 ≥40 ≤200 316 ≥520 ≥40 ≤200 316L ≥175 ≥480 ≥40 ≤200 430 ≥205 ≥450 ≥22 ≤200 按照硬度的不同要求区分为：DDQ材、硬材、一般材。 区分 DDQ材 一般材 硬材 EL(%) ≥53% ≥50% ≥45% 硬度 ≤170 ≤175 ≤180 主要用途 二类餐具，保温杯，锅类等 流通用途，容器等 研磨材，钢管，机械构件等 1).DDQ(deep drawing quality)材： 是指用于深拉(冲)用途的材料，也就是大家所说的软材，它的主要特点是延伸率较高(≥53%)，硬度较低(≤170)，晶粒度G/S7.0-8.0)，深冲性能极佳。目前许多生产保温瓶、二类餐具、洗涤槽等制品的企业，其产品的加工比一般都较高，有时加工比达1.98左右， - 总结 SUS304DDQ材就是用于这些要求高加工比用途的产品。当然加工比1.9以上的产品一般都需

要经过几道次的拉伸才能完成，如果硬度值太高，延伸率太低的话，在加工深拉制品时产品极易开裂，影响成品合格率。 2).硬材 是指用于钢管、研磨、机械构件等用途，硬度相对较高的材料。这种材料的特点是延伸率相对较低(≥45%)，硬度较高(≤HV180)，晶粒度G/S8.5-9.0。它主要用于不需伸拉或较小拉伸就能得到的制品。它与DDQ材相比有一个优点，就是BQ性相对较好。 3).一般材 主要是指硬度介于DDQ材和硬材的材料，一般使用于流通用途、电器、容器等用途。其延伸率≥50%，硬度HV≤175，晶粒度G/S8.5左右。 a).形状 所谓形状是指钢板的平坦度。用途不同，对平坦度的要求也不一样，像深拉伸制品,一般对形状要求不高，平坦度≤6mm即可，而像研磨品等，则对形状要求相对较高，要求平坦度≤4mm。JIS标准规定不锈钢不平度的最大值为20mm。 b).厚度公差 一般来说不锈钢制品的不同，要求原料的厚度公差也各不相同，像餐具、保温杯等，由于它在加工时变形量极大，要求厚度值大一些，所以厚度公差一般要求较小，为5%左右，市场流通用途一般考虑到各方面需要，约在8%左右。 同时不锈钢制品销售对象的不同，也会导致客户对原料厚度公差要求不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较小，而且公差范围较窄，以保证制品质量，有的企业甚至要求为2%----3%，而内销企业相对要求厚度公差较大一些，部分客户甚至要求15%。 c).焊接性 产品用途的不同对焊接性能的要求也各不相同。一类餐具对焊接性能一般要求不 - 总结 高，但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好，像二类餐具、保温杯、钢管、饮水机等。SUS304

钢的焊接性能能满足所有用途的需要。 d).耐腐蚀性 绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好，像一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机、发酵罐等。不经过抛光就使用的容器一般不得存在酸洗残留、氧化皮残留等缺陷。 一般304不锈钢的耐腐蚀性能较好，能满足正常用途需要。 e).不锈钢各成分特性 区分 特性 C 晶间腐蚀敏感性增强 Si 强度、硬度增强、延伸率减少 Mn 软性和铸造性增强 P 在常温下发脆 S 拉伸强度和延伸率减少，切削性增加 Ni 耐腐蚀性和延伸率增强 Cr 耐腐蚀性增强 M0 高温强度和耐晶间腐蚀性增强

4.不锈钢钢种简介、比较(见附表)： 5.国内外常用不锈钢牌号对照

序号 中国 日本 美国 德国 GB1220 JIS AISI DIN 1 0Cr18Ni9 SUS304 304 X5CrNi189 - 总结 2 00Cr19Ni10 SUS304L 304L X2CrNi189

3 0Cr17Ni12M02 SUS316 316 X5CrNiMO1812 4 00Cr17Ni14M02 SUS316L 316L X2CrM01812 5 1cr17 SUS430 430 X6Cr17

附表： 材质成份、特性与用途表 分类 钢种 主要化学成分(%) 钢种特性 主要用途

C Cr Ni M0 其它

奥氏体钢

301 ≤0.15 16-18 6-8 与 304钢相比，Cr、Ni含量低，抗拉强度及硬度高

车辆、航空

器、弹簧等

301L ≤0.03 16-18 6-8 在301钢的基础上降低C含量，耐腐蚀性提高，添加N元素来弥补C量降低引起的强度下降 铁道车辆构架及装饰材

304 ≤0.08 18-20 8-10.5 奥氏体代表钢种，降低了C 的含量，耐腐蚀性和焊接性方面有明显的提高，低温性能好，无低瘟脆性现象适用于较大的温度范围(-198----800无磁性，可用做电子产品，极佳的深冲性能，用途极为广泛。 1.2类餐具、保温杯 热水器钢管建材、 汽车配件等

304L ≤0.03 18-20 9-13 为低C的304钢，抗腐蚀能力更好 石油化工等 304Cu 0.02-0.05 16.5-17.1 7.5-7.9 Cu1.9-2.2 一般性能和304钢相似，深冲性能和抗时效开裂性能极佳。 高加工比保温杯、锅、

壶等

316 ≤0.08 16-18 10-14 2--3 添加M0，使得耐腐蚀性和高温强度特别好，可在苛刻条件下使用。 化学造纸、染料、肥料等

316L ≤0.03 16-18 12-15 2--3 性能和316相似，抗点蚀能力更强 316钢用途中对耐腐蚀性要求高的

321 ≤0.08 17-19 9-13 Ti5*C% 在304钢中添加Ti 来防止晶界腐蚀，适用于在430-900温度下使用。

航空器、锅

炉气包等

铁素体钢

409L ≤0.03 17-19 Ti6*C%-0.75 添加了Ti元素，故其高温耐腐蚀性和高温强度好

焊接后不热

处理的产品

410L ≤0.03 17-19 410钢基础上降低C的含量，其加工性、抗焊接变形、耐高温性较好

发动机排气

管、燃烧器