不锈钢的种类及发展历史简介

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2016-04-02 21:04:03 作者: 所属分类:不锈钢知识 阅读:424 评论:0

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不锈钢的种类及发展历史(Stainless steel types and history of the development)
一、不锈钢的历史
不锈钢是一种以铁为主成分的合成钢,具有优良的耐蚀性及不容易生锈的特性。
于1820年代初,英国科学家法拉第所发明创造,即为不锈钢诞生的第一步。这是一种在铁中加入数百分比的铬元素,以提升铁的耐蚀性,及不易生锈的合成钢。然而,「不锈钢」的实用化,是在其后数十年,再经众多科学家的种种研究,改良后,才形成现今的不锈钢。
二、何谓不锈钢
不锈钢是以铁为主成分,再加入铬或者镊等基本成分后,所形成的合成钢。
不锈钢具有很多种类,基本上有含13%或18%铬的合成钢,及含18%铬和8%镍的合成钢,这即一般所称的13铬系、18铬系、18-8系不锈钢。以次作基准,而后增加铬或镍的含有量,并添加钼、铜、钛等,来增强耐蚀性,因而产生很多种类的不锈钢。
不锈钢材料特性上,与铁的最大不同点,即不锈钢具有优良的耐蚀性,即不易生锈性,而其原因即含有铬、镍等成分。因为铬元素与空气中氧结合后,强化镀金表面,并形成绵密不氧化皮膜(称为氧化皮莫)。此皮膜不仅可防止氧化作用,并且可起到保护表面各种腐蚀的作用,而镍钼则在改善并强化此不氧化皮膜。因此,一般上以含有铬、镍、钼等多少,来决定不锈钢的耐蚀性,即不生锈程度。
三、不锈钢的种类
虽然总称为不锈钢,实际上依JIS规格(日本工业标准)规定下,共有68种不锈钢种类,且具有各自的特性与用途。
不锈钢基本成分上,可分成铬系不锈钢,即铬、镍系不锈钢两大类。在铬系不锈钢中,可分成13铬系马氏体组织和18铬系铁素体组织2种类。
表1:不锈钢的系统分类

依主成分分类 依金属
组织分类
基本成分区分 通称 代表的钢种 概略组成
铬系 13铬系 SUS410 13Cr 马氏体系
18铬系 SUS430 18Cr 铁素体系
铬镍系 18铬8镍
(18-8) SUS304
SUS316 18-8Ni
18Cr-12Ni
-2.5Mo 奥氏体系
(备考)所谓SUS即表示不锈钢种类的记号,亦即Steel Special Use Stainless 的简称。
表2:各类不锈钢化学成分

钢种
成分% SUS 304 SUS 316 SUS 430 SUS 410
C ≤0.08 ≤0.08 ≤0.12 ≤0.15
Si ≤1.00 ≤1.00 ≤0.75 ≤1.00
Mn ≤2.00 ≤2.00 ≤1.00 ≤1.00
P ≤0.045 ≤0.045 ≤0.040 ≤0.040
S ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030 ≤0.030
Ni 8.00~10.50 10.00~14.00 ≤0.6 ≤0.6
Cr 18.00~20.00 16.00~18.00 16.00~18.00 11.50~13.50
Mo -- 2.00~3.00 -- --
铬系不锈钢
13铬系不锈钢代表性钢种为SUS 410。与普通钢特性类似,耐蚀性不良,故目前不适作建材使用。
18铬系不锈钢代表性钢种为SUS 430。比13铬系具有优良耐蚀性,但比18-8系差,故不适合作外装饰材料,但可作内饰、装饰、日用器具来使用。
铬、镍系不锈钢
铬、镍系不锈钢含有约18%的铬和约8%的镍。因此,一般称为18-8系不锈钢。金属组织为奥氏组织,代表性钢种为SUS304,SUS316等。比铬系不锈钢更具耐蚀性,且机械性质、溶接性也很优良,可作外装、内装、厨房设备等广范围用途使用。
表3:不锈钢系统的特性

钢种

特性 奥氏体系
(18-8系)
SUS304、SUS316 亚铁盐系
(18铬系)
SUS430 马丁体系
(13铬系)
SUS410
磁性 无 有 有
淬火硬化性 淬火不硬化 淬火不硬化 具有淬火硬化性,
因碳素含量冷却
易切割
加工硬化性 加工硬化性大,而
镍含量多的钢种加
工硬化性小 利用冷却加工后,
多少会硬化 与软钢具有相同
加工硬性倾向
耐蚀性 具有优良特性 作内装用不必担心腐蚀,但屋外使用,则不太适宜 差
冲击和延伸 很良好,富成形性 比奥氏体系差 比奥氏体系差
熔接性 熔接性良好,但在500~800℃下加热熔接时,耐蚀性会劣化 熔接性稍差,高温加热后影响下结晶粒变粗而劣化 熔接不好,没有预热,后热处理时,则会产生熔接裂痕
耐低温性 至-200℃也不降低脆性 -10℃以下则易脆 -15℃以下易脆
方向性 没有方向性 有方向性,依延伸方向可作直角弯曲 有方向性
热膨胀 约为生钢的1.5倍 与生钢稍同 与生钢稍同
导热性 为生钢的1/3 为生钢的1/2 为生钢的1/2

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