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以 A4-80为例,说清楚不锈钢这件事

  2023-05-14 阅读:62

奥氏体、马氏体、铁素体构成了 3类 9组不锈钢的大家族,分别是 A1 A2 A3A4 A5共 5组奥氏体钢,C1 C3 C4三个组的马氏体钢和 F1组的铁素体钢。


奥氏体(Austenite)奥氏体钢,一般冷加工。奥氏体钢分为  A1~A5五个基本组。他们不能淬火,通常是无磁的。为了降低对加工硬度的敏感性,对 A1-A5组钢可添加铜的成分。对亚稳定性的 A2和  A4组钢,氧化铬能提高其钢腐蚀性,低的含碳量对亚稳定型的钢极为重要。因为铬对碳由较高的亲和力,碳化铬能够替代高温下更容易生成的氧化铬。对稳定型  A3和 A5组钢,Ti、Nb或 Ta元素影响碳的存在,导致氧化铬达到其最大的含量。对海洋或类似的使用环境,要求Cr和 Ni的含量各约  20%,Mo的含量范围 4.5-5.5%。

A1组钢是为机械加工专门设计的。该组钢具有高的硫含量,故比相应标准硫含量钢的耐腐蚀能力低。A2组钢时最广泛使用的不锈钢,用于厨房设备和化工装置。该组钢不适用于非氧化酸类和带氯化物成分的介质,如游泳池和海水。A3组钢是稳定型的不锈钢,钢的性能  A2组钢相同。A4组钢是耐酸钢,含  Mo元素,具有相当好的耐腐蚀性。通常用于化纤工业,本组钢是为沸腾硫酸而开发的,并在一定程度上也适合于含氮化物的场合。还常用于食品工业和造船工业。A5组钢是稳定型耐酸钢,钢的性能与  A4组钢相同。

马氏体(Martensite)钢分为 C1,C3和 C4三组,他们能获得极高的强度,并且有磁性。C1组钢的耐腐蚀性有限,用于涡轮、泵和刀。C3组钢耐腐蚀性比C1钢好,但仍是有限的,用于泵和阀。C4组钢的耐腐蚀性有限,用于机械加工材料,其他方面于 C1组钢类似。

铁素体(Ferrite)钢只有 F1一组,通常不能淬硬,即使在某些情况下有可能,也不应进行淬火,F1组钢是有磁性的。F1组钢通常用于较简单的装置,该装置应避免具有 C和 N含量极低的特纯铁素体,如有需要,能代替 A2和 A3钢。通常具有更高的铬量。

为直观阅读,后面附上 3类 9组不锈钢的图表和化学成分表。

比如常见的 A1不锈钢 303,A2不锈钢 304,A3不锈钢 321,A4不锈钢 316,A5不锈钢 316Ti;

常见的 C1不锈钢 410,C3不锈钢 431,C4不锈钢 416;

常见的 F1不锈钢 430。

A4不锈钢 316为例,其化学成分和物性性能如下,对照不锈钢图表,316的化学成分是符合图表中的数据区间的。


  316标称抗拉强度  515~655MPa,怎么实现实际使用时  A4-70,A4-80的要求呢?工艺实践中有冷拉处理(也叫冷作)和热锻(也叫红打)两种思路,冷拉比较常见通过冷拔改变晶格结构从而实现抗拉强度和硬度的提高,参照金属材料应力-应变曲线很好理解。红打过程中要精确控制制程温度同时选用抗拉性能显著高于  800MPa的圆棒材料,是满足最终产品规范要求的关键和难点。40mm以上的冷拔受机器吨位限制往往难以实施,业内就改成锻造工艺去实现性能要求。


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