奥氏体马氏体铁素体不锈钢傻傻分不清?一文重新认识303,...

时间:2024-02-23 10:37:48  热度:0°C
3年前,我写了一篇不锈钢特性的文章。今天看来,有优化空间。所以我想补写一篇。本文主要按照奥氏体,铁素体,马氏体,双相及沉淀硬化5大不锈钢类型,来分别聊聊其特性和典型的不锈钢牌号及其应用。01奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢类型,它以英国冶金学家威廉·钱德勒·罗伯茨·奥斯汀爵士的名字命名。

常用不锈钢类型占比,其中奥氏体不锈钢占74%,铁素体不锈钢占18%,马氏体和沉淀硬化钢占5%,双相不锈钢占3%。

马氏体,铁素体,奥氏体,双相不锈钢演变过程,从下到上耐腐蚀能力提高。

奥氏体钢的牌号包括200系列(铬、镍、锰合金)和300系列(铬、镍合金)。200系列通常用于洗衣机桶和结构应用。300系列常用于锅碗瓢盆、半导体设备,食品设备、化学设备和建筑应用等。

奥氏体不锈钢系列。

奥氏体不锈钢种,及其添加不同元素改变钢的耐腐蚀性,***性,加工性等演变过程。

奥氏体不锈钢中镍含量为10-20%,铬含量约为20-25%,碳含量通常低于0/25%。其中镍的作用是抑制奥氏体转变:它使得转变如此缓慢,以至于奥氏体相即使在室温及以下也是稳定的。

奥氏体,铁素体,马氏体晶体结构。

奥氏体不锈钢主要由奥氏体相组成,具有面心立方(FCC)晶体结构。这种结构允许原子紧密堆积,并产生相对较好的延展性。所以FCC提供了良好的成型性,使奥氏体不锈钢更容易变形和而不断裂。奥氏体结构在典型热处理范围内的温度下保持稳定,也就是说奥氏体不锈钢在加热和***过程中不会发生相变,所以奥氏体不锈钢不能通过热处理硬化,通常通过冷加工以增加强度和硬度并改善表面光洁度。奥氏体不锈钢300系列用于90%以上的不锈钢***应用,原因很简单,奥氏体不锈钢比马氏体、铁素体或沉淀硬化不锈钢更容易***。300系列奥氏体不锈钢的***接口即使在***状态下也具有高韧性。为什么奥氏体不锈钢具有很好的***性?原因有如下6条。1/稳定的奥氏体结构:奥氏体不锈钢在***过程中保持其奥氏体晶体结构。与在***过程中可能发生相变的其他不锈钢不同,这种稳定奥氏体结构最大限度地降低了***引起的脆性和裂纹风险。2/低导热率:与其他一些金属相比,奥氏体不锈钢的导热率相对较低。这一特性有助于将热量集中在***区域,从而更好地控制***过程。较慢的***速率与较低的热导率相关,这有助于降低开裂的敏感性。3/高镍含量:奥氏体不锈钢中的高镍含量有助于其***过程中的稳定性和延展性。因为镍有助于防止脆性相的形成,并增强材料吸收热膨胀应力而不开裂的能力。4/低碳含量:奥氏体不锈钢的低碳版本通常用于***应用。低碳含量可最大限度地减少晶界处碳化铬的形成,从而降低***过程中对晶间腐蚀的敏感性。5/耐腐蚀性:奥氏体不锈钢以其优异的耐腐蚀性而闻名,在***过程中热影响区仍能保持这种耐腐蚀性。这种耐腐蚀性可确保***接口保留其保护性钝化层,从而防止出现与腐蚀相关的问题。6/延展性和韧性:奥氏体不锈钢具有高延展性和韧性,允许在***过程中变形和吸收应力,这种延展性有助于防止裂纹的产生和扩展。由于铬含量很高(16-30%),奥氏体不锈钢在低温和高温下都具有良好的耐腐蚀性。一般来说奥氏体不锈钢是非磁性的,冷加工后可能具有轻微的磁性,具体原因见这篇文章。关于奥氏体不锈钢的磁性,我再补充一点,奥氏体不锈钢焊缝金属的磁特性实际上会有所不同,从无磁性(如完全奥氏体不锈钢310、320和330)到显著磁性(如312不锈钢),其中铁素体含量是造成磁性的相。最常见的奥氏体不锈钢,如308(L)、309(L)、316(L)和347,由于存在一些铁素体而具有轻微的磁性。尽管完全退火的奥氏体不锈钢是无磁性的,但对较低合金钢种,例如304进行冷加工可能会产生一定程度的磁性。1/ 304不锈钢304不锈钢是应用最广泛的奥氏体钢。有时也称为18/8不锈钢,因为它含有18%的铬和8%的镍。304牌号在较宽的温度范围内具有优异的耐化学性、抗氧化性和耐腐蚀性。然而,当暴露于***化物时,它容易受到点蚀和应力腐蚀开裂。

常用不锈钢加工、耐腐蚀、热处理、磁性等特性一览。

除了优异的耐腐蚀性之外,304不锈钢还具有高延展性。因此,它们可以很容易地成型并加工成各种产品。304不锈钢的成形性高于316牌号。但是,它们需要在冷加工后进行退火,以最大限度地减少加工硬化。304易于成型和***,并且易于滚压成型为各种组件,适用于工业、建筑和运输领域。因为它可以被严重拉深,该等级不锈钢是水槽、空心器皿和平底锅等拉制不锈钢零件的首选材料。304不锈钢还用于机械紧固件(螺母、螺栓和螺钉)、工业工厂设备(压力容器、储存容器、管道)、厨具、餐具、炊具、装饰件和建筑镶板等。304牌号有低碳和高碳含量变体,分别为304L牌号和304H牌号。304L不锈钢有如下3大特性:低碳含量:304L牌号的碳含量低于标准304牌号。碳含量通常***在最大0/03%,从而最大限度地降低敏化风险和在晶界处形成碳化铬。提高***性:由于碳含量低,304L提高了***性。这使得它适合***应用,无需进行焊后退火来恢复耐腐蚀性。减少敏化:304L中较低的碳含量降低了敏化的可能性,敏化是一种在晶界形成碳化铬的现象,导致耐腐蚀性下降。

晶界处形成碳化铬示意图。

因为有这些特性,304L通常用于需要***的应用,例如化学、石化和食品加工行业的***部件。而与标准304牌号相比,304H的碳含量更高。碳含量通常在0/04-0/1%范围内。较高的碳含量提高了合金的蠕变强度和高温强度性能。所以,304H通常用于需要高温强度的应用,例如工业炉、热交换器和高温化学加工。2/ 303不锈钢303不锈钢含有17-19%铬,8-10%镍,还含有最少0/15%的硫和少量的锰和***。相比于304,由于303不锈钢添加了硫,可形成硫化锰,从而改善断屑并减少***磨损,因此303有高度的切削加工性。但硫含量会影响其***性,可能焊后需要退火以恢复其耐腐蚀性。由于303不锈钢铬(17-19%)含量低于304(18-20%),因此其耐腐蚀性稍差。3/ 316不锈钢316是仅次于304的最受欢迎且使用最广泛的不锈钢牌号。它含有大量的钼和大量的硅、锰、碳、铬和镍。高钼浓度使得316在含盐环境中比304更能抵抗点蚀和缝隙腐蚀。316具有良好的成型和***特性,***后通常不需要退火。

奥氏体不锈钢种,及其添加不同元素改变钢的耐腐蚀性,加工性,敏化性等演变过程。

类似于304有304L和304H两个版本,316级也有两种变体:316L和316H不锈钢。316L碳含量较低,不易析出碳化铬,因此当需要大量***时,首选316L。同时,316H的碳含量较高,因此它具有更高的拉伸强度和屈服强度,更适合高温应用。316不锈钢是海洋环境和炼***业的首选。通常用于建造化学品储罐、热交换器、反应器、熔炉和其他工艺设备。当然它还用于建筑面板和栏杆。4/ 321不锈钢321不锈钢是一种钛稳定奥氏体不锈钢,具有良好的耐腐蚀性。通常是非磁性的,但在加热过程中可能会显示磁性。当暴露在高温下时,它具有优异的抗碳化铬析出能力。它还具有比304不锈钢更高的蠕变和应力断裂特性。所有这些特性在高温下都能保持,所以321特别适合高温应用。321H牌号是321牌号的改进型,它具有增强的抗蠕变性,较高的碳含量提高了其在较高温度下的强度。321和347不锈钢用于飞机和航空航天部件、膨胀节、波纹管、熔炉部件、热交换器、加热元件管道和化学工艺设备等。5/ 301不锈钢301不锈钢在常温下轻度腐蚀环境中,具有与304相同的耐腐蚀性能。然而由于301铬含量较低(16-18%),在极度腐蚀和高温环境下的耐腐蚀性较低。301不锈钢具有高强度,可在退火和冷加工条件下使用。它适用于***,然而,***301零件需要退火,以溶解***引起的碳化铬沉淀,并防止晶间腐蚀。301L是301的变体,具有改进的延展性和可焊性,它不需要退火即可获得最大的耐腐蚀性。另一种变体是301LN,它含有更高的氮并具有更高的加工硬化率,这两种变体都不需要退火。301和301LN不锈钢用于飞机部件、轨道车、汽车、卡车、拖车、电器、幕墙结构等。301L不锈钢用于压力容器、门和排水部件、器皿等。6/ 302不锈钢302不锈钢含有约18%的铬和8%的镍。其化学成分几乎与304相同,只是碳含量稍高一些。302具有高韧性、抗拉强度、屈服强度和耐腐蚀性。

302 VS 304,由ChatGPT生成。

302不锈钢采用低速和高进给量加工,以克服其加工硬化倾向。由于粘性切屑的形成,建议在所有***上使用断屑槽。302的推荐***方法是电阻焊和保护熔焊,必须进行焊后退火。302不锈钢通常用于食品处理设备、炊具、厨具、压力容器和医疗工具。它们以弹簧(锥形压缩弹簧)、筛网、电缆和线材形式广泛销售。7/ 347不锈钢347级不锈钢是一种铌稳定奥氏体不锈钢。与321牌号一样,347牌号也不易析出碳化铬,并具有优异的耐晶间腐蚀性能。它具有比304牌号更高的抗蠕变和应力断裂性能。它具有良好的耐腐蚀性,其抗氧化性略优于321牌号。8/ 309不锈钢309不锈钢至少含有22%铬、12%镍和少量碳。它具有优异的耐腐蚀性和抗氧化性,在高温下保持高拉伸和蠕变强度,它可以承受盐分环境。309易于轧制、成型、冲压和深拉,冷加工后需进行退火,以防止加工硬化并保持其延展性。309不锈钢用于建造锅炉、熔炉、烤箱、热交换器、窑炉、飞机发动机和汽车排气部件等。总体来说,300系列奥氏体不锈钢用于90%以上的不锈钢***应用,原因很简单,奥氏体不锈钢比马氏体、铁素体或沉淀硬化不锈钢更容易焊,300系列钢的***接头即使在***状态下也具有高韧性。它们在低温和高温下都具有良好的耐腐蚀性和优异的强度。

常用不锈钢机械性能。

9/ 201不锈钢201不锈钢含有16-18%的铬和3/5-5/5%的镍。它是304不锈钢和高镍合金的替代品。由于镍含量较低,它的防腐蚀能力低于平均水平。但它比其他不锈钢便宜,并且可以增加锰和氮的浓度来提高其屈服强度。201不锈钢的多功能性归功于其良好的成型性和***性。201常用于结构件、家居用品、门窗、汽车零部件、火车车厢和拖车等。10/ 202不锈钢202不锈钢含有17-19%的铬、4-6%镍和7/5-10%的锰。它是广泛用于沉淀硬化的不锈钢牌号之一,具有良好的耐腐蚀性、高硬度、韧性(即使在较低温度下)和可焊性。它与302不锈钢有相似的性能,但202的屈服强度较低。202可在退火状态下进行机加工,与201一样,202也具有成本效益。202不锈钢可制成板材、卷材,用于制造家居用品、厨具、结构件、汽车装饰等。好了,今天先分享到这里,如果本文对你有帮助,记得转发,算是对我最好的支持。

别走开,我们稍后回来,继续铁素体,马氏体,双相及沉淀硬化不锈钢之旅。

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