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第一次世界大战至今,且看不锈钢应用的蜕变之路
2016-07-14 10:34:55 作者:本网整理 来源:新材全球网

  相传在第一次世界大战时期,英国科学家亨利·布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托,开始研究武器的改进工作。由于当时士兵用的步枪枪膛极易磨损,所以,布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。

 

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  于是,布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材,各种不同性质的合金钢,在各种不同性质的机械上进行性能实验,然后选择出较为适用的钢材制成枪枝。经过无数次实验,布雷尔利终于发明了一种耐磨耐腐蚀的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产,同时,亨利·布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”。

 

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  然而,100年后的今天,不锈钢的研究与应用早已发生了翻天覆地的变化……


 
一、不锈钢简介

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  不锈钢是指在空气、水、盐水、酸、碱等腐蚀介质中具有高的化学稳定性的钢。


  不锈钢之所以耐腐蚀是因为Cr与空气中的O2反应生成稳定的氧化膜。


 
二、不锈钢产品类型


  不锈钢产品有不锈钢板、不锈钢带、不锈钢棒、不锈钢管、不锈钢丝等。


 
不锈钢的性能要求


  ①不锈钢应具有较高的耐蚀性


  ②不锈钢应具有一定的力学性能。很多构件是在腐蚀介质下承受一定的载荷


  ③不锈钢应有良好的工艺性能。管材、板材、型材等要经过加工变形制成构件,如容器、管道、锅炉等。因此不锈钢的工艺性也很重要,主要有焊接性、冷变形性等。


 
不锈钢的分类


  不锈钢的分类方法很多,我们通常按照室温下的组织结构分为以下五类:


  马氏体不锈钢、
铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体铁素体双相不锈钢沉淀硬化不锈钢


 
马氏体不锈钢


  组成成分:


  马氏体组织,低碳


  Cr含量:12~18%


  性能:


  中等的抗腐蚀性能;


  通过热处理强化得到高硬度高强度;


  可焊性较差。


  典型牌号(GB/T 20878-2007)


  12Cr2、06Cr13、04Cr13Ni5Mo、20Cr13、30Cr13、40Cr13、68Cr17


  应用:


  1Cr13、2Cr13:主要研制要求塑性、任性高与受冲击载荷的零件,如汽轮机叶片,水压机阀等常温下耐腐蚀介质容器。


  3Cr13、4Cr13:主要用于要求高硬度由具有耐腐蚀性要求的零件或工具,如医疗器械、刀具、滚珠轴承等。


 
铁素体不锈钢


  组织成分:


  铁素体组织


  无Ni,低碳(低于马氏体不锈钢)


  Cr含量:12~18%


  性能:


  耐腐蚀和抗氧化性能良好;


  有磁性,加工硬化性能力差,退火状态下使用;


  可焊性较差。


  典型牌号(GB/T 20878-2007)


  022Cr12、10Cr15、10Cr17、022Cr11Ti、022Cr17Ti、10Cr17Mo、019Cr18MoTi、06Cr13AI


  应用:


  多用于制造大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。


 
奥氏体不锈钢


  组织成分:


  奥氏体组织


  低碳,Ni含量>7.5%


  Cr含量:13~26%


  性能:


  高耐腐蚀性能;


  易于加工,优良的表面光洁性;


  优良的焊接性能;


  可在低温下使用,也可在高温下使用


  典型牌号(GB/T 20878-2007)


  12Cr18Ni9、06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb、06Cr17Ni12Mo2、022Cr17Ni12Mo2


  应用:


  应用最广泛,约占不锈钢总产量的2/3,用于医疗器械、抗磁仪表、耐酸容器等。


 
双相不锈钢


  组织成分:


  奥氏体和铁素体双相组织,Cr含量:18~28%,Ni含量:4.5~8%


  性能:


  双相组织具有优良的抗应力腐蚀能力;


  优良的焊接性能和成型性能;


  较高的屈服强度和抗拉强度。


  典型牌号(GB/T 20878-2007)


  14Cr18Ni11Si4AITi、12Cr21Ni5AI、022Cr19Ni5Mo3Si2N、07Cr15Ni7Mo2AI、00Cr26NiMo2Ti等


  应用:


  热交换器管道,装有高腐蚀性介质的容器,石化,食品加工业和海洋工业等


 
沉淀硬化不锈钢


  组织成分:


  时效处理产生碳化物沉淀洗出相


  Cr含量:>17%,Ni含量:3~8%


  性能:


  易加工;


  可通过时效性来强化,超高强度钢;


  可焊接,单焊接后需要热处理。


  典型牌号(GB/T 20878-2007)


  04Cr13Ni8Mo2AI、05Cr17Ni4Cu4Nb、07Cr17Ni7AI、07Cr15Ni7Mo2AI等;


  应用:


  主要用作高强度、高硬度又耐腐蚀的化工机械设备及零件,如轴类、高速离心机转鼓弹簧及航天设备等零件


  不锈钢在业界通常采用JIS标准。JIS是日本工业标准代号,不锈钢钢号用SUS***表示,SUS为Steel-Use-Stainless单词的首字母,***为三位数字编号,基本参照美国AlSl标准不锈钢的2**,3**,4**等数字系列,其中:


  200系:系铬锰镍氮奥氏体钢;


  300系:铬氮奥氏体钢;


  400系:高铬马氏体钢和低碳高铬铁素体钢;


  500系:低铬马氏体钢口。

 

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  三、304不锈钢


  304不锈钢是应用最广泛的一种铬镍不锈钢。


  ①304不锈钢用于制作餐具、厨具、橱柜、管道等


  ②304不锈钢用于制作医疗器具


  ③304不锈钢用于制作热水器、锅炉、消音器、模具等。


  ④304不锈钢用于制作小米4手机边框


  316不锈钢因添加元素Mo,其耐腐蚀性优于304不锈钢,主要用于纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料等苛刻条件下。


  四、不锈钢基本生产工艺

 

 

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不锈钢产业链

 

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  不锈钢发展现状及趋势


 
①生产现状


  目前我国不锈钢产能总体过剩,供大于求的局面将会长期存在,不锈钢行业竞争将空前激烈。


 
②发展方向


  我国应当在适当扩大总需求的同时,加快推进供给侧结构性改革。钢厂的去产能化及钢厂间兼并重组转型升级将成为新常态。


 
五、不锈钢国内企业

 

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