不锈钢系列知识-不锈钢丝生产的工艺技术及应用技巧
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不锈钢丝生产工艺不锈钢丝是一种由不锈钢材料制成的细丝状产品,广泛应用于建筑、汽车、电子、医疗和家居等领域。
下面是不锈钢丝的生产工艺。
首先,选择合适的不锈钢材料。
不锈钢材料主要是通过冶金工艺将铁合金和其他合金元素进行合理配比,使其具有耐腐蚀和耐高温等特性。
常用的不锈钢材料有304、316、201等。
然后,对不锈钢材料进行预处理。
首先,将原材料切割成合适的长度,然后通过酸洗、退火等工艺处理,去除表面的氧化物和杂质,提高材料的可塑性和延展性。
接下来,将经过预处理的不锈钢材料送入拉丝机进行拉丝。
拉丝是将材料逐渐通过模具的挤压和牵拉,使其断面变小,长度增加,从而得到细丝状的不锈钢丝。
拉丝过程中还需要涂抹润滑剂,以减少摩擦力和热量,提高拉丝效率和产品质量。
在拉丝的同时,还需要对不锈钢丝进行冷拔或热拔。
冷拔是在室温下进行的,通过不断的拉伸和收缩,使不锈钢丝的直径进一步减小,并改善其表面质量。
热拔是在高温下进行的,同样通过拉伸和收缩,使不锈钢丝的直径进一步减小。
拉丝和冷热拔后,将不锈钢丝进行退火处理。
退火是通过控制不锈钢丝的温度和时间,使其结构和硬度发生改变,从而提高其塑性和韧性。
退火后的不锈钢丝具有更好的可加工性。
最后,对不锈钢丝进行整理和表面处理。
整理是通过切割、拉直和去除表面污染等工序,使不锈钢丝的外观更加光滑。
表面处理可以选择镀锌、镀铜、喷涂等方法,以增加不锈钢丝的耐腐蚀性和美观度。
综上所述,不锈钢丝的生产工艺主要包括材料选择、预处理、拉丝、冷热拔、退火以及整理和表面处理等过程。
通过这些工艺的合理应用,可以制造出质量优良的不锈钢丝产品。
不锈钢的加工知识和生产工艺
不锈钢表面加工主流方法
在不锈钢表面进行加工的方法很多,大致可分为两种,一种是把不锈钢通过处理使之具有表面光泽,以及利用光泽反差构成图案的艺术加工;另一种是在图案的构成中赋予色彩的艺术加工。
其中利用丝网印刷法的典型实例有蚀刻加工,喷彩加工。
蚀刻加工法,是在不锈钢表面彩用丝网印刷耐酸保护膜,然后用氯化亚铁液蚀刻,形成艺术图案的。
喷彩法是在丝网印刷后喷射色料颗粒,构成梨皮样表面,形成艺术图案的。
近年来,为适应不锈钢用途的多样化和越来越高的艺术性要求,开发出带有色彩的“彩色艺术”加工法,并且成了这一领域的主流。
在赋予不锈钢色彩的方法中,包括使用丝网印刷彩色油墨后进行烧制的方法和化学着色法。
不锈钢制品的化学着色美术加工法工艺过程是:不锈钢制品→丝印→氧化着色→碱处理→成品。
不锈钢制品的蚀刻美术加工法工艺过程是:不锈钢制品→丝印→蚀刻→碱处理→氧化着色→成品。
不锈钢制品的喷色美术加工法的工艺过程是:不锈钢制品→丝印→蚀刻→碱处理→丝印→氧化着色→碱处理→成品。
不锈钢的化学着色法,不使用颜料及染料,而是把不锈钢浸泡在加温的浓硫酸铬溶液中,进行化学着色,其特点是耐食品性好。
这种加工方法中所使用的油墨,要有非常强的耐酸性,一般使用与处理工艺相适应的具有特殊性能的UV硫化油墨。
不锈钢生产技术工艺流程不锈钢是一种具有耐蚀性和耐高温性的合金材料,广泛应用于建筑、航空、汽车、家具等领域。
其生产技术工艺流程主要包括原料准备、熔炼冶炼、连铸坯料制备、热轧制作、退火和冷轧制作等步骤。
1.原料准备:不锈钢的主要原料是铁矿石、铬铁、镍铁以及其他合金元素。
在原料准备阶段,需要对这些原料进行破碎、筛分和混合,确保原料的成分和含量达到产品要求。
2.熔炼冶炼:将经过原料准备的混合物放入高炉中进行冶炼。
在熔炼过程中,通过添加石灰石、硅石和铝矾土等辅助材料,控制氧化还原反应,以提高不锈钢的质量。
3.连铸坯料制备:熔炼得到的液态钢水通过连铸机进行结晶和凝固,形成长方形或方形的连铸坯。
连铸坯经过切割和表面处理后,成为进一步加工的原料。
4.热轧制作:将连铸坯料在高温下进行轧制,获得所需的厚度和尺寸。
热轧工艺可以提高不锈钢的力学性能,并消除内部应力。
5.退火:热轧制作后的不锈钢经过退火处理,以消除冷加工过程中的内应力,并提高材料的塑性和可加工性。
6.冷轧制作:将退火后的不锈钢通过冷轧机进行轧制,进一步获得所需的厚度和尺寸。
冷轧工艺可以提高表面质量和尺寸精度,并增强不锈钢的机械性能。
7.淬火:针对一些特殊要求的不锈钢,还需要进行淬火处理,以改善材料的硬度和强度。
8.表面处理:利用酸洗、钝化、磨光等方法对不锈钢的表面进行处理,提高其耐蚀性和装饰性。
9.最终产品制作:根据客户需求,将经过加工和处理的不锈钢制作成板材、管材、棒材、线材等各种形状与规格的最终产品。
总之,不锈钢的生产技术工艺流程非常复杂,涉及到原料准备、熔炼冶炼、连铸坯料制备、热轧制作、退火和冷轧制作等多个环节。
每个环节都需要严格控制参数和工艺条件,以确保最终产品的质量和性能。
不锈钢系列知识-不锈钢丝生产的工艺技术及应用技巧不锈钢是20世纪重要发明之一,经过近百年的研制和开发已形成一个有300多个牌号的系列化的钢种。
在特殊钢体系中不锈钢性能独特,应用范围广,起其它特殊钢无法代替的作用。
而不锈钢几乎可以涵盖其它任何一种特殊钢。
不锈钢合金含量高,价格比较高,但使用寿命远远高于其他钢种,维护费用少,是使用成本最低的钢种。
不锈钢回收利用率高,对环境污染少,是改善环境,美化生活的绿色环保材料。
不锈钢的生产和使用在一定程度上反映出一个国家或地区经济发展水平和人民生活水平。
不锈钢的发展几乎不受某个特定行业发展的影响,而与国家和地区GDP(国民生产总值)的增长密切相关。
我国是一个发展中国家,近年来GDP值以每年7%~8%的速度稳步上升,国内不锈钢表观消费量一直以每年15%左右速度递增,2001年中国不锈钢表观消费量已达225万吨。
预计未来几年这种增长势头将有增无减,不锈钢市场前景一片光明。
不锈钢丝是不锈钢产品系列中一个重要品种,主要用作制造业的原材料。
我国经济目前以制造业为支柱,所以我国不锈钢丝消费量在不锈钢总消费量中所占比重要高于发达国家。
世界钢丝在不锈钢总量中所占比例大约为4.5%,我国2001年钢丝所占比例已达4.9%,预计未来几年将上升到5.0%~5.5%的水平。
根据2001年调查资料全国不锈钢丝表观消费量为11万吨,品种结构为铆螺占40.1%,气阀占22.7%,筛网和焊丝分别占9.1%,精密轴占4.5%,医疗器械占2.7%,滚动体占1.8%,弹簧和制绳分别占0.9%,其它占8.2%。
如果按钢的组织结构来划分,我国奥氏体不锈钢丝:铁素体不锈钢丝:马氏体不锈钢丝消费比例为65:10:25,而日本三者比例为70:18:12,由此看出消费水平尚有一定差距。
相对于其他品种,不锈钢丝属于投资少,见效快的产业。
近年来国内不锈钢丝生产企业如雨后春笋般的发展起来,尽管如此生产增长仍赶不上消费的增长,每年不锈钢丝的进口量一直维持在2万吨左右。
不锈钢加工方式和技巧
不锈钢加工方式主要包括以下几种:
1. 机械研磨:使用机械设备对不锈钢表面进行研磨,主要目的是去除表面的凸起物,如氧化皮、锈蚀、划痕等。
手工研磨效率低,质量不稳定,但价格便宜。
2. 抛光:用抛光机把不锈钢板表面打磨光亮,使不锈钢表面光亮如镜。
3. 拉丝:用磨砂机在不锈钢表面磨出丝状的纹理,使表面具有线状纹理。
4. 喷砂:用压缩机把高压空气通过喷嘴喷射在不锈钢表面,把不锈钢表面的灰尘,油污清除。
5. 压花:用模具把不锈钢板压成所需要的图案,主要做镜面的效果。
6. 腐蚀:用化学的方法,腐蚀出各种花纹图案。
7. 折弯:用折弯机把不锈钢板折成所需要的形状。
8. 焊接:用焊接机把不锈钢板和另外一种金属材料连接起来。
9. 化学处理:使用化学药剂对不锈钢表面进行处理,如表面钝化、着色、电化学处理等。
在加工过程中,需要注意以下几点技巧:
1. 选择合适的加工方法和工具,根据不锈钢的材质和厚度选择合适的刀具和切割参数,避免过快或过慢的切割速度导致加工质量下降或损坏刀具。
2. 在焊接前需要对不锈钢进行预热,以减小焊接过程中的变形和应力,提高焊接质量。
3. 在抛光时要选择合适的抛光工具和抛光剂,避免抛光过度导致表面粗糙度增加或抛光不足导致表面质量不高。
4. 在处理过程中要保持清洁,避免油污、灰尘等杂质对表面质量的影响。
5. 在加工后需要进行表面处理,如钝化、着色等,以提高耐腐蚀性能和使用寿命。
关于不锈钢的工艺不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的合金材料,被广泛应用于工业制造、建筑装饰和家居用品等领域。
不锈钢的工艺是指在不锈钢制造过程中所采用的加工方法和工艺技术。
本文将介绍不锈钢的常见工艺及其特点。
1. 冷拔工艺冷拔是不锈钢加工中常用的一种工艺方法。
它是通过将不锈钢坯料加热至一定温度后,利用冷拔机将坯料拉伸成所需的形状和尺寸。
冷拔工艺可以提高不锈钢的硬度和强度,同时改善其表面光洁度和机械性能。
2. 热处理工艺热处理是指将不锈钢加热至一定温度,经过一定时间的保温后进行冷却的工艺方法。
热处理可以改善不锈钢的晶体结构,消除内部应力,提高材料的强度和韧性。
常见的热处理工艺包括退火、淬火、回火等。
3. 焊接工艺不锈钢的焊接是不锈钢加工中的重要环节。
常见的不锈钢焊接方法包括TIG焊、MIG焊、电弧焊等。
不锈钢的焊接工艺要求严格,需要控制焊接温度、焊接速度和焊接气氛等参数,以确保焊接接头的质量和性能。
4. 表面处理工艺不锈钢的表面处理可以改善其外观和耐腐蚀性能。
常见的表面处理方法包括抛光、酸洗、电镀等。
抛光可以提高不锈钢的光洁度和亮度,使其具有更好的装饰效果;酸洗可以去除不锈钢表面的氧化物和污染物,提高其耐腐蚀性能;电镀可以在不锈钢表面形成一层保护性的金属涂层,提高其耐磨性和耐腐蚀性。
5. 冷轧工艺冷轧是指将不锈钢坯料在常温下进行轧制的工艺方法。
冷轧可以使不锈钢材料变薄,同时提高其硬度和强度。
冷轧工艺可以生产出尺寸精度高、表面光洁度好的不锈钢板材和钢带,广泛应用于建筑装饰和汽车制造等领域。
6. 铸造工艺不锈钢的铸造是指将熔融的不锈钢注入铸型,经冷却凝固后得到所需形状的工艺方法。
不锈钢的铸造工艺可以生产出复杂形状的零件和构件,具有设计自由度高、成本低的优点。
常见的不锈钢铸造方法包括砂型铸造、失重铸造和压力铸造等。
不锈钢的工艺是不锈钢制造过程中的关键环节,直接影响着不锈钢材料的性能和质量。
通过合理选择和控制不锈钢的工艺方法,可以获得满足不同需求的不锈钢产品。
不锈钢生产技术工艺流程不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性能的合金材料,主要由铁、铬、镍、锰和硅等元素组成。
生产不锈钢的技术工艺流程主要包括原料准备、电炉冶炼、连铸、热轧、冷轧、退火和表面处理等环节。
以下是一个1200字以上的详细描述。
1.原料准备:不锈钢的原料主要是废钢和合金元素。
首先,对废钢进行分类和预处理,包括切割、破碎和清洗等。
然后,根据所需的化学成分和合金元素含量,将合适比例的废钢和合金元素加入电炉。
2.电炉冶炼:将原料放入电炉,通入适量的氧气和氮气,加热至适宜的温度,开始冶炼过程。
在冶炼过程中,不断调整气氛和温度,以保证合金元素的加入和冶炼的均匀性。
同时,采用适当的搅拌和冶炼方法,以提高熔化的效率和质量。
3.连铸:将冶炼好的钢液倒入连铸机中,经过一系列过程,如结晶器冷却、凝固、拉拔等,将钢液转化为连续的钢坯。
在连铸过程中,通过控制结晶器冷却速度和拉拔速度,调整钢坯的形状和尺寸。
4.热轧:将钢坯加热至适宜温度,通过轧机进行热轧加工。
热轧是将钢坯进行塑性变形的过程,通过不断改变轧辊的工作辊型和轧制力,将钢坯轧制成所需的厚度和宽度。
在热轧过程中,通过冷却控制和轧制速度的调整,控制不锈钢的组织和性能。
5.冷轧:将热轧板材通过冷轧机进行冷轧加工。
冷轧是通过降低温度和控制轧制力,使钢材发生塑性变形的过程。
冷轧能够更好地控制板材的厚度和尺寸精度,并提高表面质量。
冷轧还可以改善不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能。
6.退火:对冷轧板材进行退火处理。
退火是通过控制温度和保持时间,将冷轧的板材恢复到较软的状态。
退火可以消除冷轧过程中的应力,提高不锈钢的延展性和塑性,并改善不锈钢的晶粒结构和力学性能。
7.表面处理:最后一道工序是对不锈钢板材进行表面处理。
表面处理能够提高不锈钢的表面光洁度和耐腐蚀性,常见的表面处理方法包括酸洗、电镀、喷涂等。
酸洗是将不锈钢板材浸泡在酸性溶液中,去除不锈钢表面的氧化层和污染物。
电镀是将不锈钢板材放入电镀槽中,通过电解作用在表面镀上一层金属或合金。
不锈钢丝的工艺流程不锈钢丝是一种经过多道工序加工而成的金属制品,广泛应用于建筑、化工、机械制造等领域。
下面将介绍一种常见的不锈钢丝的制作工艺流程。
首先,需要准备原材料。
不锈钢丝的主要材料是不锈钢坯料,它们可以根据要求的规格和材质进行选择。
第一道工序是切割和修整原材料。
将不锈钢坯料进行切割,根据产品要求的长度和宽度进行裁剪。
然后用切割机或修整机将边缘修整,确保其符合规定的尺寸要求。
然后进行拉拔和锻造工序。
将修整后的不锈钢坯料放入拉拔机中进行拉拔。
拉拔是将钢坯逐渐拉细,通过强制变形提高其强度和韧性。
然后使用锻造设备对拉拔后的不锈钢坯料进行锻造,提高其密度和均匀性。
接下来是退火处理。
将经过拉拔和锻造的不锈钢坯料放入退火炉中进行退火处理。
退火是通过加热和冷却处理,使不锈钢材料得到再结晶和组织回复,消除内应力和硬化现象。
然后进行抛光和清洗。
将退火后的不锈钢坯料进行抛光,使其表面光滑亮丽。
然后通过洗涤工序将其表面的杂质、油污等清洗干净,提高其表面质量。
接下来是拉拔和冷拔。
将抛光和清洗的不锈钢坯料放入拉拔机中进行拉拔,再次将其拉细。
然后进行冷拔,通过冷变形提高不锈钢丝的强度和硬度。
然后是退火处理和冷拉。
与之前的工序类似,将经过拉拔和冷拔的不锈钢丝进行退火处理,再次消除材料中存在的内应力和硬化现象。
然后进行冷拉,通过冷变形进一步提高不锈钢丝的强度和硬度。
最后是整理和包装。
经过以上工序加工得到的不锈钢丝进行整理,将不符合规格要求的进行筛选和剪裁。
然后对合格的不锈钢丝进行包装,根据客户的要求进行细分,使用合适的包装材料包装,确保产品的安全运输。
以上是一种常见的不锈钢丝的工艺流程。
每个工序都需要进行严密的控制和检验,确保产品的质量和性能。
通过这些工序的加工,可以得到各种规格和类型的不锈钢丝,满足不同客户的需求。
不锈钢丝生产工艺流程不锈钢丝是一种常用的金属制品,广泛应用于建筑、冶金、化工等行业。
下面将介绍不锈钢丝的生产工艺流程。
首先,不锈钢丝的生产工艺流程可以分为材料准备、熔炼、轧制和加工四个主要环节。
材料准备是生产不锈钢丝的第一步。
生产不锈钢丝所需的原料是不锈钢坯料。
首先将不锈钢液体倒在冷却器中,使其迅速凝固成不锈钢坯料。
然后通过伸缩装置将不锈钢坯料切割成合适的长度。
熔炼是生产不锈钢丝的第二步。
将切割好的不锈钢坯料放入电炉中进行熔炼。
在熔炼过程中,需要根据不锈钢丝所需的材质和性能加入合适的合金元素。
经过熔炼后,得到的是不锈钢丝的原料。
轧制是生产不锈钢丝的第三步。
将熔炼好的不锈钢丝原料进行轧制。
首先将不锈钢丝原料加热至适当的温度,然后通过轧机将其轧制成所需直径的不锈钢丝。
在轧制过程中,需要不断调整轧机的参数,确保不锈钢丝的直径和表面质量符合要求。
加工是生产不锈钢丝的最后一步。
将轧制好的不锈钢丝进行去黑皮、酸洗、拉直等工序。
去黑皮是指将不锈钢丝表面的氧化物和黑皮去除,使其表面光洁。
酸洗是指将不锈钢丝浸入酸液中进行清洗,去除表面的氧化物和杂质。
拉直是指将酸洗后的不锈钢丝通过拉拔机进行拉直处理,使其直径和精度更加精确。
综上所述,不锈钢丝的生产工艺流程包括材料准备、熔炼、轧制和加工四个主要环节。
每个环节都需要严格控制工艺参数,以确保不锈钢丝的质量符合要求。
不锈钢丝的生产工艺不仅需要先进的设备和技术,还需要工人具备丰富的经验和技能。
通过优化生产工艺,可以提高产品质量,满足市场需求。
不锈钢丝生产工艺流程
不锈钢丝的生产工艺流程一般包括以下几个步骤:
1. 原材料准备:将不锈钢原材料(一般为不锈钢坯料)送到工厂,并进行必要的检验和筛选,去除表面缺陷和杂质。
2. 熔炼和铸造:将锭坯放入电炉或真空熔炼炉中进行熔炼,将其转变为液态不锈钢,并倒入铸模中进行铸造。
铸造后,将铸件送入轧机进行初次热轧。
3. 热轧:将铸件送入多道次的热轧机中,通过不断的加热和辊轧,将其逐渐变形成为较细且连续的不锈钢带材。
热轧过程中,需要进行冷却和撤离润滑剂等辅助工艺。
4. 酸洗:为了除去不锈钢带材表面的氧化皮、锈蚀和表面缺陷,将其通过酸洗工艺进行处理。
一般采用浸泡在酸性溶液中进行反应的方式,如硫酸、盐酸等。
5. 拉拔:将酸洗后的不锈钢带材送入拉拔机中,通过多次的拉伸和压制,使其逐渐变细并获得所需的直径和力学性能。
6. 退火:为了消除拉拔过程中的应力、改善不锈钢的组织结构和机械性能,将拉拔后的不锈钢丝进行退火处理。
退火方式通常为连续退火或盐浴退火,温度和时间根据不同产品的要求进行控制。
7. 表面处理:对退火后的不锈钢丝进行表面处理,如酸洗、抛
光、电镀等,以增加其光洁度和抗腐蚀性能。
8. 弯曲和切割:将不锈钢丝按照客户的要求进行弯曲或切割,得到所需的形状和长度。
9. 检验和包装:对成品不锈钢丝进行必要的质量检验,包括外观质量、机械性能、化学成分和尺寸等方面。
合格的产品进行包装,通常采用纸盘、纸箱或托盘包装,并贴上标签。
以上是不锈钢丝的典型生产工艺流程,具体流程和工艺参数还会根据产品规格、种类和质量要求的不同而有所调整。
不锈钢系列知识-不锈钢丝生产的工艺技术及应用技巧不锈钢是20世纪重要发明之一,经过近百年的研制和开发已形成一个有300多个牌号的系列化的钢种。
在特殊钢体系中不锈钢性能独特,应用范围广,起其它特殊钢无法代替的作用。
而不锈钢几乎可以涵盖其它任何一种特殊钢。
不锈钢合金含量高,价格比较高,但使用寿命远远高于其他钢种,维护费用少,是使用成本最低的钢种。
不锈钢回收利用率高,对环境污染少,是改善环境,美化生活的绿色环保材料。
不锈钢的生产和使用在一定程度上反映出一个国家或地区经济发展水平和人民生活水平。
不锈钢的发展几乎不受某个特定行业发展的影响,而与国家和地区GDPP国民生产总值)的增长密切相关。
我国是一个发展中国家,近年来GDP值以每年7%~8的速度稳步上升,国内不锈钢表观消费量一直以每年15眩右速度递增,2001年中国不锈钢表观消费量已达225万吨。
预计未来几年这种增长势头将有增无减,不锈钢市场前景一片光明。
不锈钢丝是不锈钢产品系列中一个重要品种,主要用作制造业的原材料。
我国经济目前以制造业为支柱,所以我国不锈钢丝消费量在不锈钢总消费量中所占比重要高于发达国家。
世界钢丝在不锈钢总量中所占比例大约为%我国2001年钢丝所占比例已达%预计未来几年将上升到%~喲水平。
根据2001年调查资料全国不锈钢丝表观消费量为11万吨,品种结构为铆螺占%气阀占%筛网和焊丝分别占%精密轴占%医疗器械占%滚动体占%弹簧和制绳分别占%其它占%如果按钢的组织结构来划分,我国奥氏体不锈钢丝:铁素体不锈钢丝:马氏体不锈钢丝消费比例为65:10:25,而日本三者比例为70:18:12,由此看出消费水平尚有一定差距。
相对于其他品种,不锈钢丝属于投资少,见效快的产业。
近年来国内不锈钢丝生产企业如雨后春笋般的发展起来,尽管如此生产增长仍赶不上消费的增长,每年不锈钢丝的进口量一直维持在2万吨左右。
发展不锈钢丝生产,提高不锈钢丝产品质量水平是制品行业面临的一项重要而迫切的任务。
1.不锈钢的特性、用途及品种不锈钢是指一些在空气、水、酸性溶液及其它腐蚀介质中具有较高化学稳定性,在高温下具有抗氧化性的钢。
不锈钢的耐腐蚀性能和抗氧化性与其化学成分密切相关。
、化学成分对不锈钢的组织和性能的影响1.1.1铬是决定不锈钢耐腐蚀性能的主要元素为什么铬能决定不锈钢的耐腐蚀性能是不是含铬的钢都是不锈钢回答这个问题必须从金属腐蚀说起。
金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
在高温下金属直接与空气中的氧反应,生成氧化物,是一种化学腐蚀。
在常温下这种腐蚀进行得很缓慢,金属的腐蚀主要是电化学腐蚀。
电化学腐蚀的本质是金属在介质中离子化。
以铁为例,电化学腐蚀过程可表示为:++Fe-e=Fe一种金属耐电化学腐蚀的能力,决定于本身的电极电位。
电极电位越负,越易失去电子,发生离子化。
电极电位越正,越不易失去电子,不易离子化。
常见金属的标准电极电位如表1- 1。
铬提高钢耐腐蚀性能的第一个原因是铬使铁铬合金钢的电极电位提高。
当铬含量达到1/8、2/8、3/8……原子比时,铁-铬合金钢的电极电位呈跳跃式的提高,这种变化规律叫n/8定律,如图1-1所示。
当铁-铬固溶体中铬的原子含量达到%( 1/8 )第一个突变值时,基体在FeSO4溶液中的电极电位由跳增至+,通常把%勺原子含量作为不锈钢的最低含铬量,换算成重量百分比则为:%X (铬原子量/铁原子量)=%x 52/=%含铬低于%勺钢,一般不叫不锈钢。
铬提高钢的耐蚀性能的第二个原因是铁-铬合金钢在氧化性介质中极易形成一层致密的钝化膜(),这层钝化膜稳定、完整,与基体金属结合牢固,将基体与介质完全隔开,从而有效地防止钢进一步氧化或腐蚀。
但在还原性介质中,这层膜有破裂的倾向。
一般说来,不锈钢的耐蚀性能和抗氧化性能是随铬含量的增加而增加的。
从表1-2可以看出,铁-铬合金钢在海洋大气中的腐蚀随铬含量的增加而减少。
图1-2显示铁-铬合金钢在1000 C时,氧化失重与铬含量的关系。
1.1.2碳的双重作用碳是不锈钢中仅次于铬的第二号常用元素,不锈钢的组织和性能在很大程度上取决于碳含量及其分布状态。
碳是稳定奥氏体元素,它对奥氏体的稳定作用很强烈,约为镍的30倍。
图1-3显示碳对不锈钢奥氏体区的影响。
在高温下处于a或a + Y相区的铬钢是不能或很难通过淬火得到马氏体组织的。
以含铬13%勺钢为例,碳含量小于%寸为铁素体钢,碳含量% %寸为半马氏钢,碳含量大于%时为马氏体钢。
碳能显著提高不锈钢的强度,从2Cr13、3Cr13、4Cr13到9Cr18,钢的强度随碳含量增加逐级提高。
在奥氏体钢中碳也是最有效的固溶强化元素。
表1-3显示奥氏体钢抗拉强度和屈服强度随碳含量增加而上升。
不锈钢奥氏体化时碳的最大溶解度为在冷却过程中碳的溶解度减少,不断析出,由于碳和铬的亲和力很大,它能与铬形成一系列复杂的碳化物,碳化物的类型因钢中铬含量的不同而异。
含铬小于10%勺钢,主要为渗碳体型碳化物()3C,高铬钢中的碳化物为复杂碳化物Cr7C3和Cr23C6o碳化物中的铬可以被置换,以()7G和()230的的形式存在。
不锈钢中的碳化物主要以()23C6形式存在。
碳与铬形成碳化物时要占用不锈钢中的一部分铬,以Cr23C6为例计算:Cr 23C6:(铬原子量X 23)/ (碳原子量X 6)= (52X 23)/ (12X 6)~ 17不锈钢中的碳要与17倍的铬结合,生成碳化物,固溶体中的铬含量必然要减少,钢的耐腐蚀性能就要降低。
如果形成碳化物后固溶体中的铬含量低于%就不能称其为不锈钢,模具钢Cr12和Cr12MoV就是一例。
0Cr13〜4Cr13五个牌号标准中规定含铬量为〜%就是考虑到碳要与铬形成碳化物确定的。
因为碳对耐腐蚀性能有不利的影响,奥氏体和铁素体钢很少采用碳来强化,其含碳量多在姬下。
马氏体钢的含碳量大多在%〜%范围内。
1.1.3镍是稳定奥氏体元素镍是不锈钢中第三号常用元素,它在钢中起扩大奥氏体区、稳定奥氏体组织的作用。
铬不锈钢中加入一定量的镍后,组织和性能都发生明显变化。
如1Cr17为铁素体钢,热处理后抗拉强度在500N/mnn左右,加入%的镍,变为1Cr17Ni2马氏体钢,淬火后抗拉强度达IIOON/mn2以上。
图1-4显示了含碳%勺钢,在不同铬含量下得到稳定奥氏体组织所需的镍含量。
当铬为18%寸,只需要8%勺镍,常温下就能得到奥氏体组织,这就是18-8型不锈钢的来由。
镍能显著地提高铬钢的耐腐蚀性能和高温抗氧化性能,铬-镍奥氏体钢比铬含量相同的铁素体和马氏体钢有更好的耐腐蚀性能。
铬含量在20%^下时,钢的抗氧化性能随镍量的增加不断改善。
对于高铬钢,最佳镍含量在10%〜20%>间,Cr20Ni10和Cr25Ni20就是两个典型的耐热钢。
镍能有效地降低铁素体钢的脆性,改善其焊接性能,但对抗应力腐蚀性能有不利的影响,对于奥氏体钢,镍能降低钢的冷加工硬化趋势,改善冷加工性能,使钢在常温和低温下均具有很高塑性和韧性。
1.1.4锰和氮可以代替镍锰是奥氏体形成元素,它能抑制奥氏体的分解,使高温形成的奥氏体组织保持到室温。
锰稳定奥氏体的作用为镍的二分之一,2%勺锰可以代替1%勺镍。
铬-锰钢要在常温下得到完全奥氏体组织,与钢中的碳和铬含量密切相关,当碳低于%铬大于14%〜15%时,不论向钢中加入多少锰都不能得到纯奥氏体组织。
要得到奥氏体组织必须增加碳含量或降低铬含量,这两种作法都会降低钢的耐蚀性能,所以锰不能代替全部镍。
含锰钢具有冷加工强化效应显著,耐磨性高的优点。
缺点是对晶间腐蚀很敏感,并且不能通过加钛和铌来消除晶间腐蚀。
氮也是稳定奥氏体元素,氮与锰结合能取代比较贵的镍。
氮稳定奥氏体的作用比镍大,与碳相当。
氮代镍的比例约为:1,一般认为氮可取代%〜%勺镍。
在奥氏体中氮也是最有效的固溶强化元素之一。
氮与铬的亲和力要比碳与铬的亲和力小,奥氏体钢很少见到Cr2N的析出。
因此氮能在不降低耐蚀性能的基础上,提高不锈钢强度,研制含氮不锈钢是近年来不锈钢工业的趋势。
氮在钢中的溶解度有限(<%,加入铬和锰能提高其溶解度,加入镍和碳能减少其溶解度。
在大气冶炼条件下,氮以Cr-N或Mn-N合金形式加入钢中,很难准确控制回收率。
一般认为氮含量超过%对冶炼操作极为不利。
氩-氧精炼,加压电渣熔炼,平衡压力浇铸等技术的发展和应用,能准确控制钢中氮含量,用氮来控制钢中的组织成为现实。
近期研究成果表明,适当调整不锈钢成分,特别是铬与锰的配比,能将钢中的氮含量稳定在%左右,如美国的205()氮含量为% %1.1.5钛和铌可以防止晶间腐蚀铬-镍奥氏体不锈钢在450〜800C温度区加热,常发生沿晶界的腐蚀破坏,称为晶间腐蚀。
一般认为,晶间腐蚀是碳从饱和的奥氏体以C「23G形态析出。
造成晶界处奥氏体贫铬所致。
防止晶界贫铬是防止晶间腐蚀的有效方法。
如将各种元素按与碳的亲和力大小排列,顺序为:Ti、Zr、V、Nb W Mo Cr、Mn钛和铌与碳的亲和力都比铬大,把它们加入钢中后,碳优先与它们结合生成碳化钛(TiC)和碳化铌(NbC,这样就避免了析出碳化铬而造成晶界贫铬,从而有效防止晶间腐蚀。
另外,钛和铌与氮可结合生成氮化钛和氮化铌,钛与氧可结合生成二氧化钛,奥氏体中还能溶解一部分铌(约%。
考虑这些因素,实际生产中为防止晶间腐蚀,钛和铌加入量一般按下式计算:Ti= ()x 5〜%Nb> 10X C%含钛和铌的钢固溶处理后得到单相奥氏体组织,这种组织处于不稳定状态,当温度升高到450C以上时,固溶体中的碳逐步以碳化物形态析出,650C是Cr23C6形成温度,900C是TiC形成温度,920C是NbC形成温度。
要防止晶间腐蚀就要减少含量,使碳化物全部以TiC和NbC形态存在。
由于钛和铌的碳化物比铬的碳化物稳定,钢加热到700 C以上时,铬的碳化物就开始向钛和铌的碳化物转化。
稳定化处理是将钢加热到850〜930 C之间,保温1h,此时铬的碳化物全部分解,形成稳定的TiC和NbC钢的抗晶间腐蚀性能得到改善。
不锈钢中加入钛和铌,在一定条件下弥散析出Fe z Ti和FeNb金属间化合物,钢的高温强度有所提高。
由于铌的价格昂贵(是钛的70倍),广泛采用的是加钛不锈钢。
含钛钢存在一些缺点,如:TiO2和TiN以夹杂物存在,含量高且分布不均,降低钢的纯净度;铸锭表面质量差,增加工序修磨量,极易造成大批废品;成品抛光性能不好,很难得到高精度表面等。
因此在国外不锈钢标准中,1Cr18Ni9Ti有被淘汰的趋势。
1.1.6钼和铜可以提高耐蚀性能不锈钢的钝化作用是在氧化性介质中形成的,通常所说的耐腐蚀,多指氧化介质而言。
在非氧化性酸中,如稀硫酸和强有机酸中,一般铬不锈钢、铬镍不锈钢均不耐蚀。
特别是在含有氯离子(CI )的介质中,由于氯离子能破坏不锈钢表面的钝化膜,造成不锈钢局部地区的腐蚀,即点腐蚀。