自貢不銹鋼有一個(gè)基本元素,即它們都含鉻。在含量大約為12%時(shí),該元素通過自發(fā)形成一種穩(wěn)定的、透明的鈍化膜來延緩腐蝕。較高的合金含量可通過強(qiáng)化薄膜和快速自我修復(fù)薄膜來提高抗腐蝕性。自貢商業(yè)品牌的不銹鋼鉻含量上限約為30%。
圖所示為某一含碳量下的鉻一鐵雙合金相圖。所謂的γ環(huán)區(qū)(奧氏體)是在鉻含量約為11-13%情況下產(chǎn)生的。如果其它奧氏體形成元素增加的話,鉻含量可擴(kuò)大至約16-18% 。特別應(yīng)該注意的是碳、氮和鎳的影響,它們可擴(kuò)大穩(wěn)定奧氏體的范圍。圖5表明了碳和氮元素的加入對邊界移動(dòng)的影響。
如果自貢不銹鋼在加熱和冷卻過程中通過γ相區(qū)。它經(jīng)過鐵素體——奧氏體——馬氏體轉(zhuǎn)變,而稱為馬氏體不銹鋼,一般這樣的不銹鋼是磁性的類似鐵并且可以通過熱處理使其硬化。
另一方面,含鉻17%的合金(很少甚至沒有奧氏體形成元素)位于γ環(huán)的外邊,保留了鐵素體結(jié)構(gòu),但通過熱處理不能使其硬化。也有磁性(由于鐵素體結(jié)構(gòu))稱之為鐵素體不銹鋼,鐵素體不銹鋼在所有溫度下為一同相。
自貢00Cr12Ni10AlTi鋼的焊接性能良好,不論是在退火狀態(tài)還是在時(shí)效條件下均易于焊接。可使用惰性氣體保護(hù)焊和手工電弧焊等焊接方法。焊接材料宜采用與母材相同的化學(xué)成分。不必焊前預(yù)熱和焊后退火。焊后進(jìn)行480℃時(shí)效處理,可獲得與母材相近的強(qiáng)度和韌性。
此鋼易于熱加工,熱加工的溫度范圍為1038-1230℃。為了得到細(xì)化的晶粒和 機(jī)械性能,終加工溫度應(yīng)限制在816-927℃范圍內(nèi), 在終加工溫度范圍內(nèi)應(yīng)盡可能加大變形量,至少應(yīng)為20% 。加工后空冷到室溫即可。自貢
00Cr12Ni10AlTi鋼在大氣中的耐蝕性相當(dāng)于0Cr19Ni9和Cr17型鐵素體鋼, 在鹽霧試驗(yàn)中,鋼的耐蝕性稍低于1Cr17而優(yōu)于1Cr13。在沸騰20%H3PO4,60%醋酸,25%和65%HNO3中,其耐蝕稍好于1Cr13,但不如自貢0Cr19Ni9和1Cr17不銹鋼。
自貢不銹鋼為什么也會帶磁
人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材,驗(yàn)證其優(yōu)劣和真?zhèn)危晃鼰o磁,認(rèn)為是好的,貨真價(jià)實(shí);吸者有磁性,則認(rèn)為是冒牌假貨。其實(shí),這是一種極其片面的、不切實(shí)的錯(cuò)誤的辨別方法。
不銹鋼的種類繁多,常溫下按組織結(jié)構(gòu)可分為幾類:
1.奧氏體型:如304、321、316、310等;
2.馬氏體或鐵素體型:如430、420、410等;
奧氏體型是無磁或弱磁性,馬氏體或鐵素體是有磁性的。
通常用作裝飾管板的不銹鋼多數(shù)是奧氏體型的304材質(zhì),一般來講是無磁或弱磁的,但因冶煉造成化學(xué)成分波動(dòng)或加工狀態(tài)不同也可能出現(xiàn)磁性,但這不能認(rèn)為是冒牌或不合格,這是什么原因呢?
上面提到奧氏體是無磁或弱磁性,而馬氏體或鐵素體是帶磁性的,由于冶煉時(shí)成分偏析或熱處理不當(dāng),會造成奧氏體自貢304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣,304不銹鋼中就會帶有微弱的磁性。
另外,自貢304不銹鋼板經(jīng)過冷加工,組織結(jié)構(gòu)也會向馬氏體轉(zhuǎn)化,冷加工變形度越大,馬氏體轉(zhuǎn)化越多,鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶,生產(chǎn)Φ76管,無明顯磁感,生產(chǎn)Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些,生產(chǎn)方矩形管因變形量比圓管大,特別是折角部分,變形更激烈磁性更明顯。
要想完全上述原因造成的304鋼的磁性,可通過高溫固溶處理開恢復(fù)穩(wěn)定奧氏體組織,從而消去磁性。
特別要提出的是,因上面原因造成的304不銹鋼的磁性,與其他材質(zhì)的不銹鋼,如430、碳鋼的磁性完全不是同一級別的,也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。
這就告訴我們,如果不銹鋼帶弱磁性或完全不帶磁性,應(yīng)判別為304或316材質(zhì);如果與碳鋼的磁性一樣,顯示出強(qiáng)磁性,因判別為不是304材質(zhì)。
常見自貢不銹鋼的特性和用途
301 經(jīng)加工有高的強(qiáng)度,用于鐵道車輛、傳送帶螺栓、螺母,與304相比,Cr、Ni含量較少,冷加工時(shí)抗拉強(qiáng)度和硬度增高,無磁性,但冷加工后有磁性。 列車、航空器、傳送帶、車輛、彈簧、篩網(wǎng)。自貢
304 作為一種用途廣泛的鋼,具有良好的耐腐蝕性、耐熱性,低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性;沖壓、彎曲等加工性能好,無熱處理硬化現(xiàn)象(無磁性,使用溫度-196℃-800℃)。 家庭用品,汽車配件,醫(yī)療器具,建材、化學(xué)食品工業(yè),農(nóng)業(yè),船舶部件。
304L 作為低C的304鋼,在一般狀態(tài)下,其耐蝕性與自貢304鋼相似,但在焊接后或者應(yīng)力后,其抗晶間腐蝕能力;在未進(jìn)行熱處理情況下,亦能保持良好的耐蝕性,使用溫度-196℃-800℃。 應(yīng)用于抗晶間腐蝕性要求高的化學(xué)、煤碳、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機(jī)器,建材耐熱零件及熱處理有困難的零件。
321 在304鋼中添加Ti元素來防止晶間腐蝕;適用于在430℃-900℃溫度下使用。 使用廣泛,適用于化工、原子能工業(yè)、汽車配件等。
316 因添加Mo,故其耐腐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強(qiáng)度特別好,可在苛酷的條件下使用,加工硬化性優(yōu)(無磁性)海水里使用設(shè)備、化學(xué)染料、造紙、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備;照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)備,繩索等
316L 作為316的低C系列,除與316鋼相同的特性外,其抗晶間腐蝕性優(yōu)。316鋼的用途中,對抗晶間腐蝕性有特別的要求的產(chǎn)品
309S耐腐蝕性能要比304好的多,但實(shí)際上多作為耐熱鋼使用。
310S不銹鋼板抗氧化性比309S好,但實(shí)際上多作為耐熱鋼使用。