精密鈑金技術(shù)
鈑金加工不銹鋼的有關(guān)實(shí)用知識(shí)_中山銘偌金屬制品有限公司
一、不銹鋼熱軋鋼板
不銹鋼熱軋鋼板是用熱軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板。厚度不大于3mm的為薄板,厚度大于3mm的為厚板。用于化工、石油、機(jī)械、船舶等行業(yè)制造耐蝕零件、容器和設(shè)備。其分類和牌號(hào)如下:
1.奧氏體型鋼
(1)1Cr17Mn6Ni15N;(2)1Cr18Mn8Ni5N;(3)1Cr18Ni9;(4)1Cr18Ni9Si3;(5)0Cr18Ni9;
(6)00Cr19Ni10;(7)0Cr19Ni9N;(8)0Cr19Ni10NbN;(9)00Cr18Ni10N;(10)1Cr18Ni12;
(11) 0Cr23Ni13;(12)0Cr25Ni20;(13) 0Cr17Ni12Mo2;(14) 00Cr17Ni14Mo2;
(15) 0Cr17Ni12Mo2N;(16) 00Cr17Ni13Mo2N;(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti;(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti;
(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti;(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti;(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2;
(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2;(23) 0Cr19Ni13Mo3;(24) 00Cr19Ni13Mo3;(25) 0Cr18Ni16Mo5;
(26) 1Cr18Ni9Ti;(27) 0Cr18Ni10Ti;(28) 0Cr18Ni11Nb;(29) 0Cr18Ni13Si4
2.奧氏體——鐵素體型鋼
(30)0Cr26Ni5Mo2;(31)00Cr18Ni5Mo3Si2;
3.鐵素體型鋼
(32)0Cr13Al;(33) 00Cr12;(34)1Cr15;(35)1Cr17;(36)1Cr17Mo;(37)00Cr17Mo;
(38)00Cr18Mo2;(39)00Cr30Mo2;(40)00Cr27Mo
4.馬氏體型鋼
(41)1Cr12;(42)0Cr13;(43);1Cr13;(44)2Cr13;(45)3Cr13;(46)4Cr13;
(47)3Cr16;(48)7Cr17
5.沉淀硬化型鋼
(49)0Cr17Ni7Al
二、不銹鋼冷軋鋼板
不銹鋼冷軋鋼板是用冷軋工藝生產(chǎn)的不銹鋼鋼板,厚度不大于3mm的為薄板,厚度大于3mm的為厚板。用于制作耐腐蝕部件,石油、化工的管道、容器、醫(yī)療器械、船舶設(shè)備等,其分類和牌號(hào)如下:
1.奧氏體型鋼
除與熱軋部分相同外(29種),還有:(1)2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni8
2.奧氏體——鐵素體型鋼
除與熱軋部分相同外(2種),還有:(1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti
3.鐵素體型鋼
除與熱軋部分相同外(9種),還有:00Cr17
4.馬氏體型鋼
除與熱軋部分相同外(8種),還有1Cr17Ni2
5.沉淀硬化型鋼:同熱軋部分
三、鐵素體、奧氏體、馬氏體簡介
大家知道固態(tài)金屬及合金都是晶體,即在其內(nèi)部原子是按一定規(guī)律排列的,排列的方式一般有三種即:體心立方晶格結(jié)構(gòu)、面心立方晶格結(jié)構(gòu)和密排六方晶格結(jié)構(gòu)。金屬是由多晶體組成的,它的多晶體結(jié)構(gòu)是在金屬結(jié)晶過程中形成的。組成鐵碳合金的鐵具有兩種晶格結(jié)構(gòu):910℃以下為具有體心立方晶格結(jié)構(gòu)的α——鐵,910℃以上為具有面心立方晶格結(jié)構(gòu)的Υ——鐵。如果碳原子擠到鐵的晶格中去,而又不破壞鐵所具有的晶格結(jié)構(gòu),這樣的物質(zhì)稱為固溶體。碳溶解到α——鐵中形成的固溶體稱鐵素體,它的溶碳能力極低,最大溶解度不超過0.02%。而碳溶解到Υ——鐵中形成的固溶體則稱奧氏體,它的溶碳能力較高,最高可達(dá)2%。奧氏體是鐵碳合金的高溫相。
鋼在高溫時(shí)所形成的奧氏體,過冷到727℃以下時(shí)變成不穩(wěn)定的過冷奧氏體。如以極大的冷卻速度過冷到230℃以下,這時(shí)奧氏體中的碳原子已無擴(kuò)散的可能,奧氏體將直接轉(zhuǎn)變成一種含碳過飽和的α固溶體,稱為馬氏體。由于含碳量過飽和,引起馬氏體強(qiáng)度和硬度提高、塑性降低,脆性增大。
不銹鋼的耐蝕性主要來源于鉻。實(shí)驗(yàn)證明,只有含鉻量超過12%時(shí)鋼的耐蝕性能才會(huì)大大提高,因此,不銹鋼中的含鉻量一般均不低于12%。由于含鉻量的提高,對(duì)鋼的組織也有很大影響,當(dāng)鉻含量高而碳含量很少時(shí),鉻會(huì)使鐵碳平衡,圖上的Υ相區(qū)縮小,甚至消失,這種不銹鋼為鐵素體組織結(jié)構(gòu),加熱時(shí)不發(fā)生相變,稱為鐵素體型不銹鋼。
當(dāng)含鉻量較低(但高于12%),碳含量較高,合金在從高溫冷卻時(shí),極易形成馬氏體,故稱這類鋼為馬氏體型不銹鋼。
鎳可以擴(kuò)展Υ相區(qū),使鋼材具有奧氏體組織。如果鎳含量足夠多,使鋼在室溫下也具有奧氏體組織結(jié)構(gòu),則稱這種鋼為奧氏體型不銹鋼。
四、我國和日本常用不銹鋼鋼號(hào)的近似對(duì)照
1.對(duì)照表:
日本(JIS)我國(GB)
SUS3040Cr18Ni9(0Cr19Ni9)
SUS 304L00Cr19Ni10(00Cr18Ni10)
SUS 309S0Cr23Ni13
SUS 310S0Cr25Ni20(1Cr25Ni20Si2)
SUS 3160Cr17Ni12Mo2(0Cr18Ni12Mo2Ti)
SUS 316L00Cr17Ni14Mo2
SUS 3211Cr18Ni9Ti(0Cr18Ni9Ti)
SUS 4301Cr17
SUS 4031Cr12
SUS 4101Cr13
SUS 420J12Cr13
SUS 420J23Cr13
SUS 4311Cr17Ni2
2.牌號(hào)后掇NO.1表示熱軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或類似的處理;NO.2表示冷軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或相應(yīng)處理;NO.2B表示冷軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或類似的處理,最后經(jīng)冷軋獲得適當(dāng)光潔度。如304NO.1不銹鋼板表示牌號(hào)為304的熱軋不銹鋼板。再如321-2B表示牌號(hào)為321的冷軋不銹鋼板,表面要求冷軋后進(jìn)行熱處理,酸洗或類似的處理,最后經(jīng)冷軋獲得適當(dāng)光潔度。
五、不銹鋼在各領(lǐng)域的應(yīng)用
1.1960年——1999年約40年間,西方國家的不銹鋼產(chǎn)量從215萬噸猛增到1728萬噸,增加了約8倍,平均年增長率約為5.5%。不銹鋼主要用于廚房、家電、運(yùn)輸、建筑、土木各領(lǐng)域。在廚房器具方面主要有水洗槽和電氣、煤氣熱水器,家電產(chǎn)品主要有全自動(dòng)洗衣機(jī)的滾筒。從節(jié)能和再循環(huán)等環(huán)保的觀點(diǎn)看,不銹鋼的需求有望進(jìn)一步擴(kuò)大。
在運(yùn)輸領(lǐng)域主要有鐵道車輛和汽車的排氣系統(tǒng),用于排氣系統(tǒng)的不銹鋼在每輛車中約為20-30kg,全世界的年需求約100萬噸,這是不銹鋼最大的應(yīng)用領(lǐng)域。
在建筑領(lǐng)域,最近的需求急劇增長,如:新加坡地鐵車站的防護(hù)裝置,使用了約5000噸的不銹鋼外裝飾材。再如日本1980年以后,用于建筑業(yè)的不銹鋼增長了約4倍,主要用作屋頂、大樓內(nèi)外裝飾和結(jié)構(gòu)材。80年代,在日本沿海地區(qū)使用304型無涂漆材作為屋頂材料,從防銹考慮,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂猛科岵讳P鋼。進(jìn)入90年代,開發(fā)了具有高耐蝕性的20%以上高Cr鐵素體系不銹鋼,被用作屋頂材料,同時(shí)為了美觀性,開發(fā)了各種表面精加工技術(shù)。
在土木領(lǐng)域,日本的水壩吸水塔使用不銹鋼。歐美的寒冷地區(qū),為防止高速公路和橋梁的凍結(jié)需撒鹽,這就加速了鋼筋的腐蝕,所以使用不銹鋼鋼筋。在北美的道路中,近3年間約有40處采用了不銹鋼鋼筋,每處的使用量為200-1000噸,今后不銹鋼在該領(lǐng)域的市場(chǎng)將有所作為。
2.今后擴(kuò)大不銹鋼應(yīng)用的關(guān)鍵是環(huán)保、長壽命和IT的普及。
關(guān)于環(huán)保方面,首先從大氣環(huán)保的觀點(diǎn)看,用于抑制二惡英發(fā)生的高溫垃圾焚燒裝置、LNG發(fā)電裝置和使用煤的高效發(fā)電裝置的耐熱、耐高溫腐蝕不銹鋼的需求將擴(kuò)大。還有估計(jì)在21世紀(jì)初將投入實(shí)際應(yīng)用的燃料電池汽車的電池殼也將使用不銹鋼。從水質(zhì)環(huán)保的觀點(diǎn)看,在給水、排水處理裝置中,具有優(yōu)異耐蝕性的不銹鋼也將擴(kuò)大需求。
關(guān)于長壽命,在歐洲已有的橋梁、高速公路、隧道等設(shè)施中,不銹鋼的應(yīng)用在增加,預(yù)計(jì)這種潮流將遍及全世界。還有日本一般住宅建筑的壽命特別短為20-30年,廢材處理成為一大問題。最近以壽命達(dá)到100年為目標(biāo)的建筑物開始出現(xiàn),這樣具有優(yōu)異耐久性的材料需求將增長。從地球環(huán)保的觀點(diǎn)看,長壽命在減少土木、建筑廢材的同時(shí),有必要從引入新概念的設(shè)計(jì)階段探討如何降低維修成本。
關(guān)于IT的普及,在IT的發(fā)展和普及過程中,功能材料在設(shè)備硬件方面起很大的作用,對(duì)高精密度、高功能材料的要求非常大。如:在手機(jī)和微機(jī)部件中,靈活應(yīng)用了不銹鋼的高強(qiáng)度、彈性和非磁性等特性,使得不銹鋼的應(yīng)用擴(kuò)大。還有在半導(dǎo)體和各種基板的制造設(shè)備中,具有良好清潔度和耐久性的不銹鋼發(fā)揮了重要作用。
不銹鋼具有多種其它金屬?zèng)]有的優(yōu)異性能,是一種具有優(yōu)異耐久性和再循環(huán)性的材料,今后對(duì)應(yīng)時(shí)代的變化,不銹鋼將廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
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