谢谢大家对不锈钢的材料/a问题的提问。作为一个对此领域感兴趣的人,我期待着和大家分享我的见解和解答各个问题,希望能对大家有所帮助。
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1.不锈钢材料分哪些以及其特点?304、201是不锈钢中的什么材料,其特点怎样?18/8是指什么?不锈钢材料分哪些以及其特点?304、201是不锈钢中的什么材料,其特点怎样?18/8是指什么?
不锈钢按室温下的组织结构分类,有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢;按主要化学成分分类,基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统;按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐不锈钢、耐海水不锈钢,按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等;按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢其中304,201都是不锈钢的牌号。代表了某一种元素成分配比的不锈钢。不同的牌号有不同的合金元素配比,常温下的组织也有可能不同。18-8是奥氏体不锈钢中铬和镍的一个基本配比,铬18%左右,镍8%左右,例如美国牌号的304,国家牌号的0Cr18Ni9。
不锈钢的材料是什么?代号怎么写?
一、概述
商虎1J22是高饱和磁感应强度铁钴钒软磁合金,在现有软磁材料中该合金的饱和磁感应强度(2.4T),居里点也很高(98℃),饱和磁致伸缩系数(60~100×10-6)。由于饱和磁感应强度高,在同等功率的电机时,可大大缩小体积,在作电磁铁时,在同样截面积下能产生大的吸合力。由于居里点高,可使该合金能在其他软磁材料已经完全退磁的较高温度下工作,并保持良好的磁稳定性。由于有大的磁致伸缩系数,极适于作磁致伸缩换能器,输出能量高,工作效率也高。该合金电阻率低(0.27μΩ·m),不宜在高频下使用。价格较贵、易氧化、加工性能差,添加适量镍或其他元素,可改善其加工性。
1.1 1J22材料牌号 1J22(Co50V2)。
1.2 1J22相近牌号 50КФ(),Permendur(英国),Supermendur(美国),HiperCo50(美国)。
1.3 1J22材料的技术标准
GB/T 15001-1994 《软磁合金尺寸、外形、表面质量、实验和检验规则》
GB/T 15002-1994 《高饱和磁感应强度软磁合金技术条件》
1.4 1J22化学成分? 见表1-1。
1.5 1J22热处理制度 冷轧带材试样:随炉升温到850~900℃,保温3~6h,,以50℃/h速度冷却到750℃,再以180~240℃/h速度冷却至300℃出炉,退火介质为露点不高于-40℃的氢气。
锻坯所取试样:随炉升温到1100℃±20℃,保温3~6h,以50~100℃/h速度冷却到850℃,保温3h,然后以30℃/h速度冷却到700℃,再以200℃/h速度冷却至300℃出炉,退火介质为露点不高于-40℃的氢气。
用于要求在较低磁场下具有较高磁感应强度、较低矫顽力、较高矩形比的材料:随炉升温到850℃±10℃,保温4h,以50℃/h速度冷却到750℃,保温3h,然后以200℃/h速度冷却到300℃出炉,在保温(750℃)开始加1240~1600A/m直流磁场,退火介质为露点不高于-40℃的氢气。
1.6 1J22品种规格与供应状态 以冷轧带材、冷拉丝材,热轧(锻)扁材和棒材,不经热处理供应。品种规格、尺寸以及允许偏差见表1-2,对尺寸有特殊要求的,由供需双方协议。
1.7 1J22熔炼与铸造工艺 采用真空感应炉熔炼。
1.8 1J22应用概况与特殊要求 已生产、使用多年,性能稳定,材料较成熟。适宜做质量轻、体积小的航空、航天用电器元件,如微电子转子、电磁铁极头、继电器、换能器等。
二、1J22物理以及化学性能
2.2 1J22密度 见表2-2。
2.3 1J22电性能 见表2-2。
2.4 1J22磁性能
2.4.1 1J22居里点 见表2-2。
2.4.2 1J22饱和磁致伸缩系数 见表2-2。
2.4.4 1J22不同厚度的动态磁化曲线以及损耗曲线 见图2-1~图2-5d=0.35、0.2mm厚的试样清漆绝缘,d=0.1mm的试样为氧化镁绝缘。
2.5 1J22化学性能?
2.5.1 1J22抗氧化性能 易氧化。
三、1J22力学性能
3.1 1J22技术标准规定的性能
3.2 1J22室温以及各种温度下的力学性能
3.2.1 1J22硬度 合金软态HRB90,冷硬态HRC35。
3.2.2 1J22拉伸性能
3.2.2.1 1J22抗拉强度 合金软态σb=490MPa,冷硬态σb=1323MPa。
3.2.2.2 1J22规定非比例伸长应力[1] 合金软态σP0.2=343MPa。
3.2.2.3 1J22断后伸长率 合金的断后伸长率δ=1%。
3.3 1J22持久和蠕变性能
3.4 1J22疲劳性能?
3.5 1J22弹性性能
3.5.1 1J22弹性模量 合金的弹性模量E=216GPa。
四、1J22组织结构
4.1 1J22相变温度
4.2 1J22时间-温度-组织转变曲线?
4.3 1J22合金组织结构 该合金组织结构为体心立方晶格的单相固溶体,在900~930℃附近发生γ?α相转变,当温度低于730℃时,产生有序化,形成FeCo超结构,无序的α相转变为有序α′相。
五、1J22工艺性能与要求
5.1 1J22成形性能 合金经880℃左右快速淬火后,可以加工成薄带和细丝,带、丝可冲制、卷绕或加工成各种形状的元器件。
5.2 1J22焊接性能 焊接性能较差。
5.3 1J22零件热处理工艺
5.4 1J22表面处理工艺
5.5 1J22切削加工与磨削性能 该合金的热轧(锻)材、冷拉丝材和带材,可切削和磨削加工。当合金加工成元器件,并经缓慢冷却的最终热处理后,塑性很差,只能轻微研磨。
不锈钢材质304?430?201?18/0有什么分别?
不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,大多数不锈钢的含碳量均较低,不超过1.2%,有些钢的ωc(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到值时,钢材有耐蚀性。
不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
不锈钢没有代号。
扩展资料:
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢以及沉淀硬化不锈钢等。可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。还有用于压力容器用的专用不锈钢《GB24511_2009_承压设备用不锈钢钢板以及钢带》。
百度百科-不锈钢
不锈钢种类以及用途的基本知识是什么?
这些数字的标识表示该不锈钢的类型为:沉淀硬化型不锈钢,具有很好的成形性能和良好的焊接性,可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。按成分可分为Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)、耐热铬合金钢(500系列)以及析出硬化系(600系列),具体如下:。
200系列:铬-锰-镍
201,202等:以锰代镍,耐腐蚀性比较差,国内广泛用作300系列的廉价替代品
300系列:铬-镍
奥氏体不锈钢
301:延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
302:耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。
303:通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
304:通用型号;即18/8不锈钢。产品如:耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。标准成分是
18
%
铬加
8
%
镍。为无磁性、无法借由热处理来改变其金相组织结构的不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。
304
L:与
304
相同特性,但低碳故更耐蚀、易热处理,但机械性较差
适用焊接以及不易热处理之产品。
304
N:与
304
相同特性,是一种含氮的不锈钢,加氮是为了提高钢的强度。
309:较之304有更好的耐温性,耐温高达980℃。
309
S:具多量铬、镍,故耐热、抗氧化性佳,产品如:热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。
310:高温耐氧化性能优秀,使用温度1200℃。
316:继304之后,第二个得到最经常使用的钢种,经常用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则一般来说用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢一般来说也符合这个应用级别。
316
L:低碳故更耐蚀、易热处理,产品如:化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。
321:除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外,其他性能类似304。
347:添加安定化元素铌,适于焊接
航空器具零件以及化学设备。
400系列:铁素体和马氏体不锈钢,无锰,程度上可替代304不锈钢
408:耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。
409:最廉价的型号(英美),一般来说用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。
410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。
416:添加了硫改善了材料的加工性能。
420:“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术,可以做的非常光亮。
430:铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。
440:高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有
三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。
500系列:耐热铬合金钢。
600系列:马氏体沉淀硬化不锈钢。
优质的不锈钢是什么材料?
不锈钢(StainlessSteel)指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性主要是看钢中所含的合金元素。
不锈钢种类:
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。可按成分分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
1、铁素体不锈钢:含铬12%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构以及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸以及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸以及食品工厂设备,也可在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。
2、奥氏体不锈钢:含铬大于18%,还含有8%左右的镍以及少量钼、钛、氮等元素。性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC固溶处理,即将钢加热至1050~1150℃,然后水冷,以获得单相奥氏体组织。
3、奥氏体-铁素体双相不锈钢:兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。
奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
4、马氏体不锈钢:强度高,但塑性和可焊性较差。
马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。
不锈钢理算计算公式
棒料重量=3.14×(直径/2)^2×0.00000609KG(单位毫米)
六角棒料重量=截面积X长度×0.00000609KG(单位毫米)
块料重量=长X宽X高×0.00000609KG(单位毫米)
不锈钢常见种类:
1、奥氏体
301、302、303、303se、304、304L、304N1、304N2、304LN、305、309S、310S、316、316L、316N、316J1、316J1L、317、317L、317J1、321、347、XM7、XM15J1、329J1
2、铁素体
405、430、430F、434、447J1、403
3、马氏体
410、410L、405、416、410J1、420J1、420J2、420F、431、440A、440B、440C、440F、630、631、632
还有一种不锈钢,201、202、203、204,含铬低,含锰高,(铬高能增加耐腐蚀性,锰高可以使材料无磁)此种不锈钢抗腐蚀性差,一般用于干燥的环境装饰用。
不锈钢作用:
不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性,所以它能使结构部件地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可满足建筑师和结构设计人员的需要。
不锈钢典型用途:
大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时,主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以以及要采用的清理制度。
其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中,物主的建造成本可能比审美更为重要,表面不很干净也可以。
在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。在乡村和城市要想在户外保持其外观,就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区,表面会非常脏,甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果,就需采用含镍不锈钢。304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶以及其它建筑用途,但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中,采用316不锈钢。
不锈钢拉门:
人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度以及弹限强度融为一体,欧洲准则中也包括了这种钢。
产品形状:
实际上,不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的,而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的,也用中厚板生产特殊产品,生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管以及其它形式的产品,包括型材、棒材、线材和铸件。
不锈钢表面状态:
正如后面将谈到的,为了满足建筑师们美学的要求,已开发出了多种不同的商用表面加工。表面可以是高反射的或者无光泽的;可以是光面的、抛光的或压花的;可以是着色的、彩色的、电镀或者在不锈钢表面蚀刻有图案,也可进行拉丝等,使其能够满足设计人员对外观的各种要求。
保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好,也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。
工程上常采用几种防止晶间腐蚀:
(1)降低钢中的碳量,使钢中合碳量低于平衡状态下在奥氏体内的饱和溶解度,即从根本上解决了铬的碳化物(Cr23C6)在晶界上析出的问题。一般来说钢中合碳量降至0.03%即可满足抗晶间腐蚀性能的要求。
(2)加入Ti、Nb等能形成稳定碳化物(TiC或NbC)的元素,避免在晶界上析出Cr23C6,即可防上奥氏体不锈钢的晶间腐蚀。
(3)通过调整钢中奥氏体形成元素与铁素体形成元素的比例,使其具有奥氏体+铁索体双相组织,其中铁素体占5%一12%。这种双相组织不易产生晶间腐蚀。
(4)采用适当热处理工艺,可以防止晶间腐蚀,获得的耐蚀性。
奥氏体不锈钢的应力腐蚀
应力(主要是拉应力)与腐蚀的作用所引起的开裂称为应力腐蚀开裂,简称SCC(StressCrackCorrosion)。奥氏体不锈钢容易在含氯离子的腐蚀介质中产生应力腐蚀。当含Ni量达到8%一10%时,奥氏体不锈钢应力腐蚀倾向性,继续增加含Ni量至45~50%应力腐蚀倾向逐渐减小,直至消失。
防止奥氏体不锈钢应力腐蚀的最主要途径是加入Si2~4%并从冶炼上将N含量控制在0.04%。此外还应尽量减少P、Sb、Bi、As等杂质的含量。另外可选用A-F双相钢,它在Cl-和OH-介质中对应力腐蚀不敏感。当初始的微细裂纹遇到铁素体相后不再继续扩展,铁素体含量应在6%左右。
奥氏作不锈钢的形变强化
单相的奥氏体不锈钢具有良好的冷变形性能,可以冷拔成很细的钢丝,冷轧成很薄的钢带或钢管。经过大量变形后,钢的强度大力提高,在零下温区轧制时,效果更为显著。抗拉强度可达2000MPa。这是因为除了冷作硬化效果外,还叠加了形变诱发M转变。
奥氏作不锈钢经形变强化后可用来制造不锈弹簧、钟表发条、航空结构中的钢丝绳等。形变后若需焊接,则只能采用点焊工艺、形变使应力腐蚀倾向性增加。并因部分γ->M转变而产生铁磁性,在使用时(如仪表零件中)应予以考虑。
再结晶温度随形变量而改变,当形变量为60%时,其再结晶温度降为650℃冷变形奥氏体不锈钢再结晶退火温度为850~1050℃,850℃则需保温3h,1050℃时透烧即可,然后水冷。
奥氏体不锈钢的热处理
奥氏体不锈钢常用的热处理工艺有:固溶处理、稳定化处理和去应力处理等。
(1)固溶处理。将钢加热到1050~1150℃后水淬,主要目的是使碳化物溶于奥氏体中,并将此状态保留到室温,这样钢的耐蚀性会有很大改善。如上所述,为了防止晶问腐蚀,一般来说采用固溶化处理,使Cr23C6溶于奥氏体中,然后快速冷却。薄壁件可采用空冷,一般情况采用水冷。
(2)稳定化处理。一般是在固溶处理后进行,常用于含Ti、Nb的18-8钢,固处理后,将钢加热到850~880℃保温后空冷,此时Cr的碳化物完全溶解,脱而钛的碳化物不完全溶解,且在冷却过程中充分析出,使碳不可能再形成铬的碳化物,因而有效地消除了晶间腐蚀。
(3)去应力处理。去应力处理是消除钢在冷加工或焊接后的残余应力的热处理工艺一般加热到300~350℃回火。不含稳定化元素Ti、Nb的钢,加热温度不超过450℃,以免析出铬的碳化物而引起晶间腐蚀。超低碳和含Ti、Nb不锈钢的冷加工件和焊接件,需在500~950℃,加热,然后缓冷,消除应力(消除焊接应力取上限温度),可以减轻晶间腐蚀倾向并提高钢的应力腐蚀抗力。
奥氏体-铁素体双相不锈钢
在奥氏不锈钢的基础上,适当增加Cr含量并减少Ni含量,并与回溶化处理相配合,可获得具有奥氏体和铁素体的双相组织(含40~60%δ-铁素体)的不锈钢,典型钢号有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、OCr21Ni6Mo2Ti等。双相不锈钢有较好的焊接性,焊后不需热处理,而且其晶间腐蚀、应力腐蚀倾向性也较小。但由于含Cr量高,易形成σ相,使用时应加以注意。
铁素体型不锈钢
它的内部显微组织为铁素体,其铬的质量分数在11.5%~32.0%范围内。随着铬含量的提高,其耐酸性能也提高,加入钼(Mo)后,则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。
马氏体型不锈钢
它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5%~18.0%,但碳的质量分数可达0.6%。碳含量的增高,提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体,同时又能提高其耐蚀性。这类钢的焊接性较差。列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2等。
奥氏体型不锈钢
其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍(镍的质量分数为8%~25%)而形成的,具在奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢以Cr18Ni19铁基合金为基础,在此基础上随着不同的用途,发展成图1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。
奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢,是应用最广泛的一类钢,其中以18-8型不锈钢最有代表性,它是有较好的力学性能,便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子(CL-)的介质特别敏感,易于发生应力腐蚀。18-8型不锈钢按其化学成分中碳含量的不同又分为三个等级:一般含碳量(Wc≤0.15%)低碳级(Wc≤0.08%)和超低碳级(Wc≤0.03%)。例如我国国家标准中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三种钢板分属上面三个等级。世界许多国家都感到镍储量的紧缺。为了节省镍,早在四、五十年代世界上就开始用锰和氮取代18-8型不锈钢中的部分镍。研制并列入国家标准的钢板牌号有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。
奥氏体-铁素体型不锈钢
其显微组织为奥氏体加铁素体。铁素体的体积分数小于10%的不锈钢,是在奥氏体钢基础上发展的钢种。
沉淀硬化型不锈钢
按其组织形态可分为三类:沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化马氏体型和沉淀硬化奥氏体型不锈钢。列入我国国家标准钢板牌号的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三种,是属于沉淀硬化半奥氏体型不锈钢。该钢的组织特点是在固溶或退火状态时具有奥氏体加体积分数为5%~20%的铁素体组织。这种钢经过系列的热处理或机械变形处理后奥氏体转变为马氏体,再通过时效析出硬化达到所需要的高强度。这种钢有很好的成形性能和良好的焊接性,可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中,得到应用。
不锈钢未来展望:
由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能,它在金属中可以说是独一无二的,而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好,一直在改进现有的类型,而且,为了满足高级建筑应用的严格要求,正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高,质量不断改进,不锈钢已成为建筑师们挑选的有成本效益的材料之一。不锈钢集性能、外观和使用特性于一身,所以不锈钢仍将是世界上的建筑材料之一。
求不锈钢基础知识
优质的不锈钢是304不锈钢。\0d\ 304不锈钢是不锈钢中常见的一种材质,密度为7.93 g/cm3,业内也叫做18/8不锈钢。耐高温800度,具有加工性能好,韧性高的特点,广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。\0d\ 市场上常见的标示中有00Cr19Ni10,SUS304,其中00Cr19Ni10一般表示国标标准生产,一般表示ASTM标准生产,SUS 304表示日标标准生产。\0d\ 304 是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于要求良好性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有18%的铬,8%的镍含量。304不锈钢是按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号。\0d\ 不锈钢不仅具有很强的化学稳定性,同时也有足够的强度和塑性,并且在高温或低温下具有稳定的力学性能。这类钢的某些牌号还可作为耐热钢(包括奥氏体型、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型)使用;有的可用做优质的低温用钢,在使用过程中其耐腐蚀性能仍然优良。由于不锈钢具有上述独特的性能,不难想象它在国民经济中所占有的地位。特别是高科技发展的今天,不锈钢被广泛使用在各个不同的领域之中。它可作为化学工业、炼油工业、人造纤维工业、食品、医药以及日用品工业的耐酸、耐碱、耐高压的压力容器装置和储存以及运行的槽罐的材料;也可作为电力工业、汽轮机制造行业、船舶工业、航空工业的耐高温和低温的构件;在航天工业、核工业中又是制造人造卫星、宇宙飞船、火箭和核动力装置等方面不可缺少的材料;随着国民经济济的日益发展,生活水准的不断提高,不锈钢日用制品也已深入到千家万户。
化学成分
不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,大多数不锈钢的含碳量均较低,有些钢的wC(含碳量)甚至低于0.03%(如00Cr12)。不锈钢中的主要合金元素是Cr,只有当Cr含量达到值时,钢才有耐蚀性。不锈钢一般wCr均在13%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb等元素。
编辑本段
种类
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
1、铁素体不锈钢:含铬12%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。
属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构以及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸以及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸以及食品工厂设备,也可在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。
2、奥氏体不锈钢:含铬大于18%,还含有 8%左右的镍以及少量钼、钛、氮等元素。性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC<0.08%,钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来耐酸设备,如耐蚀容器以及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至1050~1150℃,然后水冷,以获得单相奥氏体组织。
3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢:兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。
奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
4、马氏体不锈钢:强度高,但塑性和可焊性较差。
马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。
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不锈钢历史
毕业于英国谢菲尔德大学的著名冶金科学家亨利·布雷尔利(Harry Brearley)于20世纪初期发明了不锈钢。
不锈钢的发明和使用,要追溯到次世界大战时期。英国科学家布享利·布雷尔利受英国军部兵工厂委托,研究武器的改进工作。那时,士兵用的步枪枪膛极易磨损,布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产,至此,从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球,亨利·布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”。
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不锈钢作用
不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性,所以它能使结构部件地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可满足建筑师和结构设计人员的需要。
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不锈钢牌号分组
沉淀硬化型不锈钢。具有很好的成形性能和良好的焊接性,可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。
按成分可分为Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)以及析出硬化系(600系列)。
200.系列—铬-锰 氮 奥氏体不锈钢
300.系列—铬-镍 奥氏体不锈钢
301—延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
302—耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。
303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
304— 即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。
309—较之304有更好的耐温性。
316—继304之后,第二个得到最经常使用的钢种,经常用于食品工业、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则一般来说用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢一般来说也符合这个应用级别。[1] 型号 321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
400.系列—铁素体和马氏体不锈钢。
408—耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。
409—最廉价的型号(英美),一般来说用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。
410—马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。
416—添加了硫改善了材料的加工性能。
420—“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术,可以做的非常光亮。
430—铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。
440—高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理後可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有 三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。
500.系列—耐热铬合金钢。
600.系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。
不锈钢630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号,一般来说也叫17-4;17%Cr,4%Ni。
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不锈钢为什么耐腐蚀?
当钢中铬量原子数量不低于12.5%时,可使钢的电极电位发生突变,由负电位升到正的电极电位。阻止电化学腐蚀。
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不锈钢的类型
“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢,而是表示一百多种工业不锈钢,所开发的每种不锈钢都在其特定的使用范围具有良好的性能。成功的关键是要弄清用途,然后再确定正确的钢种。有关不锈钢的进一步详细情况可参见由NiDI编制的"不锈钢指南"软盘。
幸而和建筑构造使用范围有关的钢种一般来说只有六种。它们都含有17~22%的铬,较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性,特别是耐含氯化物大气的腐蚀 不锈钢。
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不锈钢的优点
经验表明,大气的腐蚀程度因地域而异。为便于说明,建议把地域分成四类,即 :乡村,城市,工业区和沿海地区。
乡村是基本上无污染的区域。该区人口密度低,只有无污染的工业。
城市为典型的居住、商业和轻工业区,该区内有轻度污染,例如交通污染。
工业区为重工业造成大气污染的区域。污染可能是由于燃油所形成的气体,例如硫和氮的氧化物,或者是化工厂或加工厂释放的其它气体。空气中悬游的颗粒,像钢铁生产过程中产生的灰尘或氧化铁的沉积也会使腐蚀增加。
沿海地区一般来说指的是距海边一英里以内的区域。海洋大气可以向内陆纵深蔓延,在海岛上更是如此,盛行风来自海洋,而且气候恶劣。英国气候条件就是如此,所以整个国家都属于沿海区域。风中夹杂着海洋雾气,特别是由于蒸发造成盐沉积集聚,再加上雨水少,不经常被雨水冲刷,沿海区域的条件就更加不利。还有工业污染的话,腐蚀性就更大。
美国、英国、法国、意大利、瑞典和澳大利亚所进行的研究工作已经确定了这些区域对各种不锈钢耐大气腐蚀的影响。有关内容在NiIDI出版的《建筑师便览》中作了简单,该书中的表可以帮助设计人员为各种区域挑选成本效益的不锈钢。
在进行挑选时,重要的是确定是否还有当地的影响使用现场环境。不锈钢用在工厂烟囱的下方,用在空调排气挡板附近或废钢场附近,会存在非一般的条件。
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维修以及清理
和其它曝露于大气中的材料一样,不锈钢也会脏。今后的讲座将分析影响维修以及清理成本的设计。在雨水冲刷,人工冲洗和已脏表面之间还存在着一种相互关系。
通过把相同的板条直接放在大气中和放在有棚的地方确定了雨水冲刷的效果。人工冲洗的效果是通过人工用海绵沾上肥皂水每隔六个月擦洗每块板条的右边来确定的。结果发现,与放在有棚的地方和不被冲洗的地方的板条相比,通过雨水冲刷和人工擦洗去除表面的灰尘和淤积对表面情况有良好的作用。而且还发现,表面加工的状况也有影响,表面平滑的板条比表面粗糙的板条效果要好。
洗刷的间隔时间受多种影响,主要的影响是所要求的审美标准。虽然许多不锈钢幕墙仅仅是在擦玻璃时才进行冲洗,用于外部的不锈钢每年洗刷两次。
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典型用途
大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时,主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以以及要采用的清理制度。
其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中,物主的建造成本可能比审美更为重要,表面不很干净也可以。
在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。在乡村和城市要想在户外保持其外观,就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区,表面会非常脏,甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果,就需采用含镍不锈钢。304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶以及其它建筑用途,但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中,采用316不锈钢。 不锈钢拉门现在,人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度以及弹限强度融为一体,欧洲准则中也包括了这种钢。
产品形状
实际上,不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的,而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的,也用中厚板生产特殊产品,生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管以及其它形式的产品,包括型材、棒材、线材和铸件。十、表面状态 正如后面将谈到的,为了满足建筑师们美学的要求,已开发出了多种不同的商用表面加工。表面可以是高反射的或者无光泽的;可以是光面的、抛光的或压花的;可以是着色的、彩色的、电镀的或者在不锈钢表面蚀刻有图案,也可进行拉丝等,使其能够满足设计人员对外观的各种要求。
保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好,也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。
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未来展望
由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能,它在金属中可以说是独一无二的,而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好,一直在改进现有的类型,而且,为了满足高级建筑应用的严格要求,正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高,质量不断改进,不锈钢已成为建筑师们挑选的有成本效益的材料之一。不锈钢集性能、外观和使用特性于一身,所以不锈钢仍将是世界上的建筑材料之一。不锈钢营销网整合了不锈钢以及不锈钢供应链信息的服务平台,通过设立不锈钢行业资讯、行业观察、企业管理、不锈钢设计、不锈钢论坛、设备材料、展会信息、不锈钢知识、人才等各种栏目,通过最新信息、资料库、数据库、分析预测、交流平台等为会员单位和世界各国用户,提供不锈钢业以的信息和咨询服务;为不锈钢业和相关产业提供贸易信息,寻找商业机会;传播不锈钢文化和家居生活艺术,提供不锈钢消费知识。
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不锈钢的标识
钢的编号和表示
①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份,用字母来表示成份含量:
如:、俄国 12CrNi3A
②用固定位数数字来表示钢类系列或数字;如:美国、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和顺序组成序号,只表示用途。
我国的编号规则
①采用元素符号
②用途、汉语拼音,平炉钢:P、 沸腾钢:F、 镇静钢:B、甲类钢:A、T8:特8、
GCr15:滚珠
◆合金钢、弹簧钢,如:20CrMnTi 60SiMn、(用万分之几表示C含量)
◆不锈钢、合金工具钢(用千分之几表示C含量),如:1Cr18Ni9 千分之一(即
0.1%C),不锈 C≤0.08% 如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03% 如00Cr17Ni13Mo
国际不锈钢标示
美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中:
①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示,某些较普通的奥氏体不锈钢
是以201、 304、 316以以及310为标记。
不锈钢②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。
③铁素体不锈钢是以430和446为标记,马氏体不锈钢 是以410、420以以及440C为标
记,双相(奥氏体-铁素体),
④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以以及含铁量低于50%的高合金一般来说是采用专利名称或商标命名。
4).标准的分类和分级
4-1分级分类:
①国家标准GB ②行业标准YB ③地方标准 ④企业标准Q/CB
4-2 分类:
①产品标准 ②包装标准 ③标准 ④基础标准
4-3 标准水平(分三级):
Y级:国际先进水平 I级:国际一般水平 H级:国内先进水平
4-4国标
GB1220-84 不锈棒材(I级) GB4241-84 不锈焊接盘园(H级)
GB4356-84 不锈焊接盘园(I级) GB1270-80 不锈管材(I级)
GB12771-91 不锈焊管(Y级) GB3280-84 不锈冷板(I级)
GB4237-84 不锈热板(I级) GB4239-91 不锈冷带(I级)
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不锈钢表面损伤和夹带外来物的清洗
粉尘
经常是在有粉尘的场地进行,空气中常带有许多粉尘,它们不断地落在设备表面。它们可以用水或碱性溶液去除掉。不过,有附着力的尘垢需要高压水或蒸气进行清理。
浮铁粉或嵌入的铁
在任何表面上,游离铁都会生锈并使不锈钢产生腐蚀。必须清除。浮粉一般可随粉尘一起清除掉。有些粘着力很强,必须按嵌入的铁处理。除粉尘外,表面铁的来源很多,其中包括用普通碳钢钢丝刷清理和用以前在普碳钢,低合金钢或铸铁件上使用过的砂子、玻璃珠或其它磨料进行喷丸处理,或在不锈钢部件以及设备附近对前面提到的非不锈钢制品进行修磨。在下料或吊过过程中不对不锈钢采取保护措施,钢丝绳、吊具和工作台面上的铁很容易嵌入或玷污表面。
订货要求和后检查可以防止并发现游离铁的存在,ASTM标准A380[3]规定了检查不锈钢表面铁或钢微粒的铁锈试验法。当要求绝对不能有铁存在的时候,应该使用这种检验。结果令人满意,应用干净的纯水或硝酸对表面进行洗涤,直到深蓝色完全消失。
正如标准A380[3]指出的铁锈试验溶液不能全部清除干净,不推荐在设备的工艺表面,即用来生产人类消费品的直接接触表面采用这种试验。比较简单的试验是在水中暴露12~24小时,检查是否有锈斑。这种试验灵敏性差,而且耗时。这些都是检测试验,不是清理。发现有铁存在,必须用后面的化学和电化学的进行清理。
划痕
为了防止工艺润滑剂或生成物和/或污物积留,必须对划痕和其它粗糙表面进行机械清理一般都是用不锈钢专用抛光机去除.
热回火色和其它氧化层
在焊接或修磨过程中不锈钢在空气中被加热到的高温,焊缝两侧、焊缝的下表面和底部都会出现铬氧化物热回火色。热回火色比氧化保护膜薄,而且明显可见。颜色决定于厚度,可呈见彩虹色、蓝色、紫色到淡**和棕色。较厚的氧化物一般为黑色。它是由于在高温或长时间在较高度下停留所致。当出现任何一种这类氧化层时,金属表面的铬含量都会降低,造成这些区域的耐腐蚀性降低。在这种情况下,不仅要消除热回火色和其它氧化层,还应对它们下面的贫铬金属层进行清理。
锈斑
前或过程中有时会看到不锈钢产品或设备上生锈,这说明表面受到严重污染。设备投入使用前必须把锈清除掉,彻底清理过的表面应通过铁试验和/或水试验进行检验。
粗糙的研磨和机加工
研磨和机加工都会造成表面粗糙,留有凹槽,重叠和毛刺等缺陷。每种缺陷也可能使金属表面损伤到深度,以至于受损伤的金属表面无法通过酸洗,电抛光或喷丸(如干喷砂,磨料用玻璃珠)等清理掉。粗糙表面能够成为发生腐蚀和沉积生成物的发源地,重焊前清理焊缝缺陷或清除多余的焊缝加强高都不能用粗磨进行研磨。对后一种情况,应再用细磨料研磨。
焊接引弧斑痕
焊工在金属表面引弧时,会造成表面粗糙缺陷。保护膜受损,留下潜在的腐蚀源。焊工应在已经焊好的焊道上或在焊缝接头的侧边引弧。然后将引弧痕迹熔入焊缝中。
焊接飞溅
焊接飞溅与焊接工艺有很大关系。例如:GTAM(气体保护钨极电弧焊)或TIG(惰性气体保护钨极焊)没有飞溅。采用GMAW(气体保护金属电弧焊)和FCAW(带焊剂芯的电弧焊)两种焊接工艺时焊接参数使用不当会造成大量飞溅。出现这种情况时,必须调整参数。要解决焊接飞溅的问题,焊接前应在接头的每一边涂上防溅剂,这样可以消除飞溅物的附着力。焊完后可以很容易地将这种防溅剂以及各种飞溅物清理掉,可不损伤表面或带来轻微损伤。
焊剂
利用焊剂进行焊接的工艺有手工焊,带焊剂芯电弧焊和埋弧焊,这些焊接工艺都会在表面留下细小的焊剂颗粒,普通的清理无法将它们清除掉。这此颗粒将是缝隙腐蚀的腐蚀源,必须采用机械清理去除这些残留焊剂。
焊接缺陷
焊接缺陷如:咬边、未焊透、密集气孔和裂纹不仅降低接头的牢固性,而且还会成为缝隙腐蚀的腐蚀源。改善这种结果进行清理操作时,它们还会夹带固体颗粒。这些缺陷可通过重新焊接或修磨后重焊进行修补。
油和油脂
有机物质如:油,油脂甚至指印都会成为局部腐蚀的腐蚀源。由于这些物质能起屏障作用,它们会影响化学和电化学清理效果,因而必须彻底清理掉。ASTM A380有一种简单的断水(WATERBREAK)试验检测有机污染物。试验时,从垂直表面的顶部浇下水,在向下流的过程中水会沿着有机物质的周围分开。熔剂和/或酸性化学清洗剂可清除油迹和油脂。
残余粘合剂
撕掉胶带和保护纸时,粘合剂总有一部分残留在不锈钢表面。粘全剂还没硬,可以用有机熔剂去除。当曝露在光和/或空气中时,粘全剂变硬,形成缝隙腐蚀的腐蚀源。然后需要用细磨料进行机械清理。
油漆、粉笔和标记笔印
这些污染物的影响与油和油脂的影响相似。建议用干净的刷子和干净的水或碱性清洗剂进行洗涤,也可以使用高压水或蒸汽冲洗。 硬态301不锈钢在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%,具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍,有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,这类钢具导热系数大,膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点,多用于制造耐大气、水蒸气、水以及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点,因而限制了它的应用。炉外精炼技术(AOD或VOD)的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低,使这类钢获得经常使用。
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不锈钢和碳钢的物理性能数据对比
碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢而碳钢最小;碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性,可用热处理来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。
奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:
1)高的电阻率,约为碳钢的5倍。
2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。
3)低的热导率,约为碳钢的1/3。
好了,今天关于“不锈钢的材料/a”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的对“不锈钢的材料/a”有更全面的认识,并且能够在今后的实践中更好地运用所学知识。您有任何问题或需要进一步的信息,请随时告诉我。