1.常用不銹鋼的鋼種
不銹鋼以不銹、耐蝕性的特性,且鉻含量至少為10.5%,碳含量最大不超過1.2%的鋼。
通常使用的鋼種為304、304L、316、 316L。
2.304不銹鋼的特點
304不銹鋼是一種常見的鋼種,具有出色的耐腐蝕性和耐熱性,以及良好的低溫強度和機械性能。
(機械性能是指材料在受到外力作用時,抵抗變形和破壞的能力。它包括強度、硬度、韌性、耐磨性、疲勞特性、蠕變特性等。)
此外,它的熱加工性能良好,如沖壓和彎曲等,而且在加工過程中不會出現(xiàn)硬化現(xiàn)象。
(熱加工性能是指金屬材料在熱塑性條件下進行變形加工的能力。它包括鑄造、鍛造、焊接等工藝。)
另一個特點是,經(jīng)過熱處理后,它仍然保持無磁性,并且可以在溫度范圍從-196℃到800℃的條件下使用。
3.304L不銹鋼(L為低碳)的特點
304L鋼是一種低碳鋼種,其耐蝕性在一般狀態(tài)下與304鋼相似。在經(jīng)過焊接或消除應(yīng)力處理后,其抗晶界腐蝕能力表現(xiàn)優(yōu)秀。
即使未進行熱處理,它也能保持良好的耐蝕性。這種鋼種的使用溫度范圍從-196℃到800℃。
304L鋼含有較低的碳含量,這有助于減少碳化物在晶界的析出,從而減少了晶間腐蝕的可能性。
因為其含有較高的鉻、鉬等元素,能夠形成一層致密的氧化膜,隔絕材料與環(huán)境的接觸,從而減緩或避免了晶間腐蝕的發(fā)生。
304L鋼具有良好的晶界穩(wěn)定性。
其含有較高的氮元素,能夠有效地抑制晶界析出現(xiàn)象,防止晶間腐蝕的發(fā)生。
304鋼還具有良好的熱處理能力,可以通過控制熱處理工藝,使其具有良好的晶界穩(wěn)定性和抗晶間腐蝕能力。
4.316不銹鋼的特點
316不銹鋼是一種特殊的鋼種,由于添加了鉬元素,其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度都得到了顯著的提升。
不僅具有優(yōu)良的耐腐蝕性能,還具有良好的加工硬化性,這意味著它可以經(jīng)過加工處理后,獲得更高的硬度和更好的力學(xué)性能。而且316不銹鋼沒有磁性。
316L不銹鋼(L為低碳)的特點
316低碳系列除與316鋼有相同特性外,其抗晶界腐蝕性優(yōu)。
316和316L都是含鉬不銹鋼,316L中鉬含量略高。
因鋼中的鉬,該鋼種性能優(yōu)于310和304,高溫下廣泛用于硫酸濃度15%~85%的環(huán)境。
316還耐氯化物侵蝕,常用于海洋環(huán)境。
316L最大碳含量0.03,適于焊接后不能退火及耐腐蝕用途。
5.四種鋼種的不同性能
1.耐腐蝕性
奧氏體不銹鋼的抗腐蝕性來自表面形成的氧化鉻保護層。但在450-900℃高溫下,材料結(jié)構(gòu)變化,形成碳化鉻,導(dǎo)致氧化鉻保護層無法形成,抗腐蝕性降低,稱為“晶間腐蝕”。(奧氏體不銹鋼包括304、316、321等不銹鋼)
為對抗此腐蝕,開發(fā)了304L和316L不銹鋼,它們含碳量較低,不易形成碳化鉻,避免晶間腐蝕。但高氯環(huán)境也會增加晶間腐蝕敏感性。
316通過增加鉬含量減少了點腐蝕敏感性,并降低了某些熱有機酸的腐蝕。(點腐蝕主要由不銹鋼表面沉積引起。在各種水介質(zhì)中,除非氯離子含量高,否則兩種不銹鋼的抗腐蝕性能差不多。)
316已成為食品飲料行業(yè)標(biāo)準材料,但價格較貴。除特定使用工況,304和316性能表現(xiàn)相差不大。
304不銹鋼的耐蝕性可歸因于鉻 (18-20%) 和鎳 (8-10.5%) 的存在。這些元素與空氣或水中的氧氣發(fā)生反應(yīng),在表面形成一層薄薄的氧化物,作為防止進一步氧化或生銹的屏障。
321不銹鋼是在304不銹鋼的基礎(chǔ)上添加鈦元素而來,可以在高溫下保持良好的耐腐蝕性和強度。
2.耐熱性
316不銹鋼是一種具有優(yōu)異耐熱性的不銹鋼材料。
在高溫下,316不銹鋼可以承受氧化、腐蝕和高溫強度等考驗。其耐熱性主要得益于成分中的Mo元素,這種元素可以提高材料的耐蝕性和高溫強度。
在871°C以下的間斷使用和在927C°以上的連續(xù)使用中,316不銹鋼具有好的耐熱性能。
幾種鋼種都具有優(yōu)良的耐熱性能,只是在不同溫度下不同鋼種有不同的持久性。
3.耐氧化性能
耐氧化性能是指材料在高溫、高濕、高氧環(huán)境下,抵抗氧化侵蝕的能力。
在金屬材料中,當(dāng)金屬暴露在高溫、高濕、高氧的環(huán)境中時,金屬表面會發(fā)生氧化反應(yīng),形成一層氧化膜,這層氧化膜會隨著時間的推移而逐漸變厚,導(dǎo)致金屬材料的性能下降。
一些金屬材料具有較高的耐氧化性能,例如不銹鋼中的316L和321等,因為這些金屬材料中含有較高的鉻、鎳等元素。
4.熱處理
304不銹鋼的熱處理方法包括退火和淬火
退火將減輕金屬結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力,同時增加其延展性。
淬火將形成硬化表面層,同時在材料內(nèi)部保持一定程度的柔韌性。
304L不銹鋼的熱處理包括退火和固溶處理
退火將消除材料中的應(yīng)力和組織缺陷,提高其塑性和韌性。
固溶處理可以改善材料的加工性能,并提高其強度和耐腐蝕性。
316不銹鋼的熱處理包括固溶處理和析出處理
固溶處理使晶粒變得更加均勻細小,從而提高其強度和塑性。接下來是析出處理,在這個過程中,一些金屬元素會從固溶體中析出,形成新的相位,進一步改善316不銹鋼的性能。
316L不銹鋼的熱處理包括退火和固溶處理
退火將消除316L不銹鋼材料中的應(yīng)力,并改善其塑性和可加工性。此外,退火還可以改善316L不銹鋼的晶粒結(jié)構(gòu),使其變得更加細小均勻,從而提高材料的韌性和強度。
在熱處理過程中,要迅速從1500至800°F (816至427°C)冷卻下來,避免碳化鉻再沉淀以及提供最佳的耐腐蝕性。
固溶處理將提高材料的強度和硬度還可以改善316L不銹鋼的耐腐蝕性能,使其在酸、堿等腐蝕介質(zhì)中表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性。
5.焊接性能
304和304L不銹鋼的焊接性能較佳。在焊接時,可以根據(jù)用途分別采用316Cb、316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能,304不銹鋼鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。
316不銹鋼也具有良好的焊接性能,可采用所有標(biāo)準的焊接方法進行焊接。在焊接時,可根據(jù)用途,分別采用316Cb、316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。
為獲得最佳的耐腐蝕性能,316不銹鋼鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。如果使用316L不銹鋼,則不需要進行焊后退火處理。
6.磁性
不銹鋼基本不含有磁性,就算有也不會很強不銹鋼的表面處理
6.酸洗
酸洗是一種金屬表面處理方法,主要利用酸溶液去除金屬表面污染物和氧化層,使不銹鋼表面更加亮麗,提高其外觀質(zhì)量,改善加工性能、提高耐腐蝕性能(減少腐蝕介質(zhì)在表面的附著)等目的。
拉絲(磨砂)一種物理方法
采用拉絲技術(shù)形成各種紋樣,如直紋、螺紋、亂紋、波紋、旋紋等,使不銹鋼外表更加光滑細膩,同時提高耐磨性能。
鏡面處理包括物理和化學(xué)方法
機械拋光(打磨片打磨)
機械拋光是依靠非常細小的拋光粉的磨削、滾壓作用,除去試樣磨面上的極薄一層金屬。
電解拋光
電解拋光是一種利用電解原理對金屬表面進行拋光處理的工藝。通過去除金屬表面的氧化層、毛刺和劃痕等缺陷,電解拋光可以大大提高金屬的表面質(zhì)量和美觀度。
噴砂處理
利用高速噴涂技術(shù),將噴料噴到不銹鋼外層,改變其形狀和外觀。
表面著色
通過著色技術(shù)改變不銹鋼的顏色,增加色彩多樣性,同時提高耐磨、耐腐蝕性。。