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不锈钢分公司海外培训教材 （不锈钢基础知识篇） 2006年12月15日 第一章 不锈钢基础知识 不锈钢是建筑、家电、石油、化工、化肥、合成纤维和石油提炼等工业部门中广泛使用的金属材料。通常所说的不锈钢是不锈钢与耐酸钢的总称。不锈钢不一定耐酸，但耐酸钢同时又是不锈钢。当钢中铬含量在10.5%以上时，钢的表面在大气中会形成一层致密的氧化铬，使钢具有了防锈性，能防止钢的基体进一步氧化，起到了对钢基体的保护作用。铬含量大于10.5%以上的钢称为不锈钢。 在同一介质中,不同种类的不锈钢腐蚀速度大不相同，而同一种不锈钢在不同的介质中腐蚀行为也大不一样。因此掌握各类不锈钢的特点对于正确选择和使用不锈钢是很重要的。200个钢种，性能不同，生产工艺各异。不锈钢良好的耐蚀性，较低的维护成本，优良的外观，使其在化工、食品、石油、建筑、电器工程、装饰、核工业等领域广泛得到应用。 目前全世界年产不锈钢在2400万t左右。每年不锈钢的需求量还以6%的比率增长，而中国需求量在以每年8%以上的速度增长，高于世界平均增长率。 1.1金属腐蚀可见，氧化膜的产生及氧化膜的结构和性质是化学腐蚀的重要特征。因此，提高金属耐化学腐蚀的能力：不锈钢的合金化原理1）加入合金元素，提高钢基体的电极电位，从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。一般钢中加入Cr、Ni、Si元素均能提高其电极电位。由于Ni较缺，Si的大量加入会使钢变脆，因此Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素。（2）加入合金元素使钢的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的化膜。从而提高钢的耐化学腐蚀能力。如在钢中加入 CrSi、Al等合金元素 Cr2O3、SiO2、Al2O33）加入合金元素使钢在常温时能以单相状态存在，减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。如加入足够数量的Cr或Cr－Ni使钢在室温下获得单相铁（4）加入Mo、Cu等元素，提高钢抗非氧化性酸腐蚀的能力。5）加入Ti、Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶腐蚀倾向。6）加入Mn、N等元素，代替部分Ni获得单相奥氏体组织，同时能大大提高不锈钢在有机酸中的耐蚀性。不锈钢的种类和特点M）不锈钢、F）不锈钢、A）不锈钢和A -铁素体F）不锈钢。 410钢是马氏体不锈钢的常用钢种。 马氏体不锈钢含有多于10.5%的铬，在高温下具有奥氏体组织，在合适的冷却速度下，冷却到室温可以转变成马氏体。马氏体不锈钢钢种演变见图1。 典型的马氏体不锈钢钢号有1Cr13～4Cr13和9Cr18）等钢加工工艺性能良好。可不经预热进行深冲、弯曲、卷边及焊接。冷变形前不要求预热，但焊接前需预热、主要用来制作耐蚀结构件如汽轮机叶片等，而主要用来制作医疗器械外科手术刀及耐磨零件；可做耐蚀轴承及刀具。 钢种 Cr C Mn Si P S 其 它 403 410 414 416 416Se 420 420F 422 431 440A 440B 440F 11.5~13 11.5~13.5 11.5~13.5 12~14 12~14 12~14 12~14 11~13 15~17 16~18 16~18 17 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15最小 0.38 0.20~0.25 0.20 0.60~0.75 0.75~0.95 1.0 1.0 1.0 1.0 1.25 1.25 1.0 1.25 1.0 1.0 1.0 1.0 0.4 0.5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0.75 1.0 1.0 1.0 0.4 0.040 0.040 0.040 0.060 0.060 0.040 0.060 0.025 0.040 0.040 0.040 0.04 0.030 0.030 0.030 0.15最小 0.060 0.030 0.15选择 0.025 0.030 0.030 0.030 S0.08或Se0.18 Ni1.25-2.50 Mo0.60选择 Se 0.15最小 Mo 0.60选择 Ni0.5~1.0, Ni1.25~2.50 Mo0.75 Mo0.75 1.2.2铁素体不锈钢及其特点 铁素体不锈钢的含Cr量一般为1％～30％碳量低于0.25%。有时还加入其它合金元素。金相组织主要是铁素体，加热及冷却过程中没有=γ转变，不能用热处理进行强化，只是经冷加工后有一些硬化。抗氧化性强，加入合金元素可在有机酸及 含Cl-的介质中有较强的抗蚀。同时，它还具有良好的热加工性及一定的冷加工性。 铁素体不锈钢主要用来制作要求有较高的耐蚀性而强度要求较低的构件，广泛用于制造生产硝酸、氮肥等设备和化工使用的管道等。 430钢是铁素体不锈钢的代表性钢种。典型的铁素体不锈钢有Crl7型、Cr25型和Cr28型。 表1-2 铁素体不锈钢的化学成分/