不锈钢材质.docx

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不锈钢材质

不锈钢材质

　　通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。

不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。

这种不锈性和耐蚀性是相对的。

试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。

不锈钢的分类方法很多。

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、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，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、高强度不锈钢等等。

由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。

　　奥氏体不锈钢

　　在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。

钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。

奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。

奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。

如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。

此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。

此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。

高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。

由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。

　　铁素体不锈钢

　　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，因此使这类钢获得广泛应用。

　　奥氏体--铁素体双相不锈钢

　　是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。

　　马氏体不锈钢

　　通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。

典型牌号为Cr13型，如2Cr13,3Cr13,4Cr13等。

粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。

根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。

根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。

　　代表钢号、化学成分、室温力学性能：

　　马氏体不锈钢的代表钢号为1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等，铁素体不锈钢的代表钢号为1Cr17、1Cr17Ti、1Cr25等，奥氏体不锈钢的代表钢号为1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9（304）、00Cr18Ni9Ti（304L）、0Cr17Ni12Mo2（316）、00Cr17Ni14Mo2（316L）、0Cr18Ni11Ti（321）、0Cr18Ni11Nb（347）等，双相不锈钢的代表钢号为00Cr26Ni7Mo2Ti等。

　　为了清楚，将它们列表来说明见表1、表2、表3。

　　表1国内不锈钢标准钢号对照表

中国

日本

美国

英国

德国

法国

前苏联

GB1220-92

　　GB3280-92

JIS

AISI

　　UNS

BS970

　　BS1449

DIN17440

　　DIN17224

NFA35-575

　　NFA35-576

ГОСТ

　　5632

0Cr13

SUS410S

S410

1Cr13

SUS410

410

410S21

X7Cr13

Z6C13

08X13

2Cr13

SUS420J1

420J1

420S29

X20Cr13

Z20C13

20x13

1Cr17

SUS430

430

7Cr17

SUS440A

440A

9Cr18

SUS440C

440C

X105CrMo17

Z100CD17

95X18

0Cr18Ni9

SUS304

304

304S15

X5CrNi189

Z6CN18.09

08X18H10

00Cr18Ni9

SUS304L

304L

304S12

X2CrNi189

Z2CN18.09

03X18H11

0Cr17Ni12Mo2

SUS316

316

316S16

X5CrNiMo1812

Z6CND17.12

00Cr17Ni14Mo2

SUS316L

316L

316S12

X2CrNiMo1812

Z2CND17.12

03X17H14M2

0Cr18Ni11Ti

SUS321

321

X10CrNiTi189

Z6CNT18.10

08X18H10T

0Cr18Ni11Nb

SUS347

347

347S17

X10CrNiNb189

Z6CNNb18.10

08X18H12F

　　表2马氏体、铁素体、奥氏体、双相不锈钢的化学成分

钢号

C

Si

Mn

Cr

Ni

Mo

Ti

Nb

S

P

2Cr18Ni9

0.12-0.22

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

≤0.03

≤0.035

1Cr18Ni9（304）

≤0.015

≤1.0

≤2.0

17-19

8-10

≤0.03

≤0.035

0Cr18Ni9（304L）

≤0.08

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

≤0.03

≤0.035

1Cr18Ni9Ti

≤0.12

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

5×（C－0.02～0.8）

≤0.03

≤0.035

0Cr18Ni9Ti（321）

≤0.08

≤1.0

≤2.0

17-19

8-11

5×C%～0.7

≤0.03

≤0.035

0Cr18Ni11Nb（347）

≤0.08

≤1.0

≤2.0

17-19

9-12

≤10×C%

≤0.03

≤0.035

0Cr17Ni12Mo2（316）

≤0.08

≤1.0

≤2.0

16-19

11-15

1.8-2.5

5×C%～0.7

≤0.03

≤0.035

00Cr26NiMo2Ti（双相）

≤0.03

0.4-0.8

≤1.5

25-27

6.5-7.5

1.5-2.5

0.3-0.5

≤0.03

≤0.035

1Cr13（410）

≤0.15

≤1.0

≤1.0

11.5-13.5

≤0.03

≤0.035

2Cr13（420）

0.16-0.25

≤1.0

≤1.0

12-14

≤0.03

≤0.035

3Cr13

0.26-0.35

≤1.0

≤1.0

12-14

≤0.03

4Cr13

0.36-0.45

≤1.0

≤1.0

12-14

≤0.03

1Cr17（430）

≤0.12

≤0.8

≤0.8

16-18

≤0.03

1Cr17Ti

≤0.12

≤0.8

≤0.8

16-18

5×C%～0.8

≤0.03

0Cr17Ti

≤0.08

≤0.8

≤0.8

16-18

5×C%～0.8

≤0.03

1Cr25Ti

≤0.12

≤1.0

≤0.8

20-27

5×C%～0.8

≤0.03

　　表3马氏体、铁素体、奥氏体和双相不锈钢的室温力学性能

钢号

热处理制度

σbMpa

σsMpa

δ（%）

ψ（%）

2Cr18Ni9

1100-1150C水冷

568

216

40

55

1Cr18Ni9

1100-1150C水冷

539

196

45

50

1100C水冷

540-706

201-382

48.8-69

59.5-81

0Cr18Ni9（304）

1080-1130C水冷

490

196

45

60

1Cr18Ni9Ti

920-1150C水冷

540

205

40

45

1100C水冷

541-790

196-510

40-81

55-79.5

0Cr18Ni9Ti（321）

950-1050C水冷

541

196

40

55

1100C水冷

554-653

245-328

46-62

57.2-78.3

00Cr18Ni10

1050-1100C水冷

480

177

40

60

1100C水冷

510-745

196-490

45-68.5

68-81.5

0Cr18Ni11Nb

900-1100C水冷

520

205

40

50

1100C水冷

539-632

235-304

40-57

63.5-75.5

1Cr18Ni12Mo2Ti

1000-1100C水冷

530

205

40

55

00Cr18Ni17Mo2Ti

1000-1100C水冷

539-767

216-414

41.2-67

55-77.5

00Cr17Ni4Mo2Ti

1010-1150C水冷

480

177

40

60

1050C水冷

260

578

54

60

0Cr17Ni14Mo2（316L）

1010-1050C水冷

480

177

40

60

1050C水冷

265

578

54

76

1100C水冷

230-225

505-554

56-63.5

76-81

00Cr26Ni7Mo2Ti

1080C水冷

674

544

29.6

66.8

1Cr13（410）

1000-1050C淬火（油、水冷）700-790C回火（油、水、空冷）

588

412

20

60

2Cr13（420）

1000-1050C淬火（油、水冷）660-770C回火（油、水、空冷）

647

441

16

55

1Cr17（430）

750-800C空冷

450

205

22

50

750-800C空冷

412-632

245-485

20-57

50-80.5

不锈钢焊条

不锈钢焊条可分为铬不锈钢焊条和铬镍不锈钢焊条，这两类焊条中凡符合国标的，均按国标GB/T983-1995规定考核。

　　铬不锈钢焊条使用说明铬不锈钢具有一定的耐蚀（氧化性酸、有机酸、气蚀）耐热和耐蚀性能。

通常被选作电站、化工、石油等设备材料。

但铬不锈钢一般情况下可焊性较差，应注意焊接工艺、热处理条件及选用合适的电焊条。

　　1、马氏体不锈钢的焊接：

　　马氏体不锈钢包括含铬5~9%的中铬钢和含铬12%的高铬钢。

此类钢淬硬倾向大，焊后易产生高硬度的马氏体和贝氏体使脆性增加，残余应力也较大，容易产生冷裂缝。

故一般焊前必须进行预热及层间保温，焊后尚未冷却前进行高温回火。

　　2、铬13不锈钢的焊接：

　　此类铬钢焊接后硬化性较大，容易产生裂纹，若采用同类的铬不锈钢焊条（CHK202、CHK207）焊接，则必须进行300℃以上的预热和焊后700℃左右的回火缓冷处理。

若焊件不能进行焊后处理，则应用铬不锈钢焊条（CHS107、CHS207）等焊接。

　　3、铬17不锈钢的焊接：

　　此类铬钢通常为改善耐蚀性及可焊性而加适量的稳定化元素钛、铌、钼，可焊性较铬13钢为好，可采用同类型的铬不锈纲焊条（CHK302、CHK307）焊接。

焊前，焊件应进行200℃左右预热，焊后进行800℃左右的回火处理。

也可采用铬镍不锈钢焊条（如CHS107、CHS207），焊后不进行热处理。

　　不锈钢焊条简介

　　牌号

　　国标型号

　　美标型号

　　药皮类型

　　焊接电流

　　主要用途

　　G202

　　E410-16

　　E410-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接0Cr13、1Cr13和耐磨、耐蚀的表面堆焊

　　G207

　　E410-15

　　E410-15

　　低氢型

　　直流

　　焊接0Cr13、1Cr13和耐磨、耐蚀的表面堆焊

　　G217

　　E410-15

　　E410-15

　　低氢型

　　直流

　　焊接0Cr13、1Cr13和耐磨、耐蚀的表面堆焊

　　G302

　　E430-16

　　E430-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接Cr17不锈钢

　　G307

　　E430-15

　　E430-15

　　低氢型

　　直流

　　焊接Cr17不锈钢

　　A

　　A

　　A

　　A

　　A

　　A

　　A002

　　E308L-16

　　E308L-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接超低碳Cr19Ni11不锈钢或0Cr19Ni10不锈钢结构，如合成纤维、化肥、石油等设备

　　A022

　　E316L-16

　　E316L-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接尿素及合成纤维设备

　　A032

　　E317MoCuL-16

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接合成纤维等设备，在稀、中浓度硫酸介质中工作的同类型超低碳不锈钢结构

　　A042

　　E309MoL-16

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接尿素合成塔中衬里板及堆焊和焊接同类型超低碳不锈钢结构

　　A052

　　A

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接耐硫酸、醋酸、磷酸中的反应器、分离器等

　　A062

　　E309L-16

　　E309L-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接合成纤维、石油化工设备用同类型的不锈钢结构、复合钢和异种钢结构

　　A072

　　A

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　用于00Cr25Ni20Nb钢的焊接，如核燃料设备

　　A082

　　A

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　用于00Cr17Ni15Si4Nb、00Cr14Ni17Si4等耐浓硝酸腐蚀钢的焊接和补焊

　　A102

　　E308-16

　　E308-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接工作温度低于300℃的耐腐蚀的0Cr19Ni9、0Cr19Ni11Ti不锈钢结构

　　A107

　　E308-15

　　E308-15

　　低氢型

　　直流

　　焊接工作温度低于300℃的耐腐蚀的0Cr19Ni9、0Cr19Ni11Ti不锈钢结构

　　A132

　　E347-16

　　E347-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接重要的含钛稳定的0Cr19Ni11Ti型不锈钢

　　A137

　　E347-15

　　E347-15

　　低氢型

　　直流

　　焊接重要的含钛稳定的0Cr19Ni11Ti型不锈钢

　　A146A

　　1

　　低氢型

　　直流

　　焊接重要的0Cr20Ni10Mn6不锈钢结构

　　A202

　　E316-16

　　E316-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接在有机和无机酸介质中工作的0Cr17Ni12Mo2不锈钢结构

　　A207

　　E316-15

　　E316-15

　　低氢型

　　直流

　　焊接在有机和无机酸介质中工作的0Cr17Ni12Mo2不锈钢结构

　　A212

　　E318-16

　　E318-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接重要的0Cr17Ni12Mo2不锈钢设备，如尿素、合成纤维等设备

　　A222E317MuCu-16

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接相同类型含铜不锈钢结构，如0Cr18Ni12Mo2Cu2

　　A232

　　E318V-16

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接一般耐热、耐蚀的0Cr19Ni9及0Cr17Ni12Mo2不锈钢结构

　　A237

　　E318V-15

　　1

　　低氢型

　　直流

　　焊接一般耐热、耐蚀的0Cr19Ni9及0Cr17Ni12Mo2不锈钢结构

　　A242

　　E317-16

　　E317-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接同类型的不锈钢结构

　　A302

　　E309-16

　　E309-16

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接同类型的不锈钢、不锈钢衬里、异种钢（Cr19Ni9同低碳钢）以及高铬钢、高锰钢等

　　A307

　　E309-15

　　E309-15

　　低氢型

　　直流

　　焊接同类型的不锈钢、异种钢、高铬钢、高锰钢等

　　A312

　　E309Mo-16

　　E309Mo-16

　　钛钙型

　　交直流

　　用于焊接耐硫酸介质腐蚀的同类型不锈钢容器，也可作不锈钢衬里、复合钢板、异种钢的焊接

　　A317

　　E309Mo-15

　　E309Mo-15

　　低氢型

　　直流

　　用于耐硫酸介质腐蚀的同类型不锈钢、复合钢板、异种钢的焊接

　　A402

　　E310-16

　　E310-16

　　钛钙型

　　交直流

　　用于在高温条件下工作的同类型耐热不锈钢焊接，也可用于硬化性大的铬钢以及异种钢的焊接

　　A407

　　E310-15

　　E310-15

　　低氢型

　　直流

　　用于同类型耐热不锈钢、不锈钢衬里，也可用于硬化性大的铬钢以及异种钢的焊接

　　A412

　　E310Mo-16

　　E310Mo-16

　　钛钙型

　　交直流

　　用于焊接在高温条件下工作的耐热不锈钢、不锈钢衬里，异种钢，在焊接淬硬性高的碳钢、低合金钢时韧性极好

　　A422

　　A

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　用于焊补炉卷轨机上的Cr25Ni20Si2奥氏体耐热钢卷筒

　　A432

　　E310H-16

　　E310H-16

　　钛钙型

　　交直流

　　专用于焊接HK40耐热钢

　　A462

　　A

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　用于高温条件下工作的炉管（如HK-40、HP-40、RC-1、RS-1、IN-80）等的焊接

　　A502

　　E16-25MoN-16

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　用于焊接淬火状态下的低合金和中合金钢异种钢及钢性较大的结构以及相应的热强钢等，如淬火状态下的30铬锰硅以及不锈钢、碳钢、铬钢及异种钢的焊接

　　A507

　　E16-25MoN-15

　　1

　　低氢型

　　直流

　　用于焊接淬火状态下的低合金和中合金钢异种钢及钢性较大的结构以及相应的热强钢等，如淬火状态下的30铬锰硅以及不锈钢、碳钢、的焊接

　　A512

　　E16-8-2-16

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　主要用于高温高压不锈钢管路的焊接

　　A607

　　E330MoMnWNb-15

　　1

　　低氢型

　　直流

　　用于在850℃-900℃高温条件下工作的同类型不锈钢材料的焊接以及制氢转化炉中集合管和膨胀管（如Cr20Ni32和Cr20Ni37材料）的焊接

　　A707

　　A

　　1

　　低氢型

　　直流

　　用于醋酸、维尼纶、尿素等设备的焊接

　　A717

　　A

　　1

　　低氢型

　　直流

　　适用于2Cr15Mn15Ni2N低磁不锈钢电物理装置结构件或1Cr18Ni11Ti异种钢的焊接

　　A802

　　A

　　1

　　钛钙型

　　交直流

　　焊接硫酸浓度50%和一定工作温度及大气压力的制造合成橡胶的管道，以及Cr18Ni18Mo2Cu2Ti等钢种

　　A902

　　E320-16E320-16

　　钛钙型不锈钢焊条，交直流两用，具有优异的耐蚀性和较强的抗高温氧化能力，在石油、化工和制氢设备等制造中广泛应用，还可用作异种钢焊接材料。

　　用于焊接硫酸、硝酸、磷酸和氧化性酸腐介质中Crar-Penter20Cb镍合金的焊接等。

　　A1002

　　E312-16E312-16

　　钛钙型药皮的双相钢焊条，由于熔敷金属中含有40%左右的铁素体，故具有优良的抗裂性能。

有良好的焊接工艺性能。

用于高碳钢、工具钢、高温钢、装甲钢、异种钢等的焊接。

　　S2215

　　E2209-15

　　E2209-15

　　碱型药皮的超低碳双相不锈钢焊条，熔敷金属中含有40%-50%的铁素体，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，特别是具有可靠的耐氯化物腐蚀性能和高的耐点蚀性能。

采用直流反接,可全位置焊接。

　　用于焊接超低碳00Cr22Ni5Mo3N、SAF2205等双相不锈钢。

　　S2216

　　E2209-16E2209-16

　　钛钙型药皮的超低碳双相不锈钢焊条，熔敷金属中含有40%-50%的铁素体，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，特别是具有可靠的耐氯化物腐蚀性能和高的耐点蚀性能。

有良好的焊接工艺性能。

可交直流两用。

用于焊接超低碳00Cr22Ni5Mo3N、SAF2205等双相不锈钢。