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不銹鋼的分類和用途
不銹鋼是一個范圍很大的特殊鋼系列。我國生產(chǎn)的不銹鋼鋼號就有一百個以上。但就其主要合金成分,金相組織和工業(yè)上的主要用途,大體可作如下分類:
1.不銹鋼根據(jù)其主要合金成分,通常可分以下三類:
(1) 鉻不銹鋼類:
這類不銹鋼除鐵基外,主要合金元素是鉻。有的還分別含有硅、鋁、鎢、鉬、鎳、鈦、釩等一種或幾種元素,這些元素在鋼中的含量分別在1~3%之間。
(2) 鉻鎳不銹鋼類:
這類不銹鋼除鐵基外,主要合金元素是鉻和鎳。有的還分別含有鈦、硅、鉬、鎢、釩、硼等一種或幾種元素,這些元素在鋼中的含量在4%以下至微量。
(3) 鉻錳氮不銹鋼類:
這類不銹鋼除鐵基外,主要合金元素是鉻和錳,大多數(shù)鋼中還含有0.5%以下的氮。有的還分別含有鎳、硅、銅等一種或幾種元素。這些元素在鋼中的含量分別只有5%以下。
2.不銹鋼根據(jù)其結(jié)構(gòu)(金相組織),通常分以下三類:
(1) 鐵素體的——即含鉻不含鎳的不銹鋼。這類鋼冷加工能使之硬化到某種程度,熱處理則不能。這類鋼總是有磁性的。
(2) 馬氏體的——這類不銹鋼除個別的鋼號含有少量的鎳外,大多數(shù)鋼號只含有鉻,其優(yōu)點(diǎn)是熱處理能使之硬化。這類鋼總是帶有磁性的。
(3) 奧氏體的——即含有鉻鎳或鉻鎳錳或鉻錳氮等元素的不銹鋼。這類鋼只能冷加工使之硬化;熱處理只能使之軟化。在退火狀態(tài)中是無磁性的。在冷加工后,有的會帶有磁性的。
以上的三種分類僅是按鋼的基體組織分的,由于鋼中穩(wěn)定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡。因此,工業(yè)中實際用的不銹鋼的組織還有:馬氏體——鐵素體、奧氏體——鐵素體、奧氏體——馬氏體等過渡型的復(fù)相不銹鋼,以及馬氏體——碳化物組織的不銹鋼。
3. 不銹鋼根據(jù)工業(yè)上的主要用途,可分為:不銹鋼、耐酸鋼、不起皮鋼、耐熱鋼等四種。有的將電熱合金作為不銹鋼的組成部分。他們的主要功能和代表性鋼號分列如下:
(1) 不銹鋼——在空氣及弱腐蝕介質(zhì)中能抵抗腐蝕。具有這種功能的鋼叫做不銹鋼。
其代表性鋼號有:OCr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、Cr14、Cr15、9Cr18、9Cr18MOV、Cr14MO等。
(2) 耐酸鋼——在各種腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)(如酸、堿、鹽溶液等)中能抵抗腐蝕作用。
其代表性鋼號有:Cr17、Cr28、Cr17Ti、Cr18Ti、Cr25Ti、Cr17Mn9、Cr17Ni2、OCr18Ni9、1Cr18Ni9、2Cr18Ni9、2Cr13Ni4Mn9、Cr14Mn14Ni、Cr18Mn8Ni5、Cr18Mn10Ni5MO3、1Cr18Ni9Ti、Cr17MO2Ti、Cr25MO3Ti、Cr18Ni11Nb、Cr18Ni12MO2Ti、Cr18Ni12MOTi、Cr18Ni9Cu3Ti、Cr18Ni18MO2Cu2Ti、Cr18Ni20MO2Cu2Nb等。
(3) 不起皮鋼鐵(又叫抗氧化鋼)——在高溫下有足夠的熱穩(wěn)定性,能夠抵抗氣體腐蝕而不剝落氧化鐵皮的功能。簡單講,就是在高溫下抗氣體的侵蝕不起皮的鋼。
綜上所述,不銹鋼不僅是廣泛使用的耐蝕材料,而且具備較好的耐熱性,包括抗氧化性及高溫強(qiáng)度。因而,也是一類重要的耐熱材料。穩(wěn)定的奧氏體不銹鋼,在低溫下,仍能保持很高的沖擊韌性,因而又是很好的低溫結(jié)構(gòu)材料;這類不銹鋼不具鐵磁性,因而也是無磁材料。高碳的馬氏體不銹鋼,不僅耐腐蝕,并有很好的耐磨性。因而不銹鋼又是一類耐磨材料。因此,不銹鋼具有廣泛優(yōu)越的性能,其共性是不銹性。
由于不銹鋼分別具有不銹、耐腐蝕、耐高溫、無磁性、耐磨等等的特點(diǎn)。因此,不銹鋼廣泛用于食品工業(yè)、紡織印染工業(yè)、醫(yī)療工業(yè)、儀器儀表工業(yè)、船舶工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、航空工業(yè)、國防工業(yè)、科學(xué)研究和日用工業(yè)等部門。如這些工業(yè)的用具、器械、設(shè)備、零部件和民用商品等。
不銹鋼的鑒別
不銹鋼分別具有不銹、耐酸、耐高溫、耐磨和奧氏體一般無磁性等特點(diǎn)。使我們對不銹鋼有了一個基本的概念;加上不銹鋼是我們常見的一種高級合金鋼。我們?nèi)粘S闷分械匿摴P類和全鋼手表殼、白色金屬表帶等一般都是不銹鋼制成的。還有不銹鋼小刀、不銹鋼餐具等。這些日常的接觸,給我們打下了識別不銹鋼的基礎(chǔ)。
但是,我們?nèi)粘K姷牟讳P鋼,大多是1-2 Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti兩種鋼號基本相同的鎳鉻不銹鋼和1-4 Cr13的鉻不銹鋼。而在我國,不銹鋼的品種(鋼號)在一百個以上,而且鋼號中的元素不同和含量不同,其性能和價值也大不相同。因此,對不銹鋼的鑒別,必須認(rèn)真調(diào)查研究,弄清鋼號印記,綜合試驗等方法才能正確認(rèn)別。
當(dāng)前,我們對不銹鋼的鑒別主要有以下幾種方法:
(一)不銹鋼的鑒別:
不銹鋼整材,其來源一般是鋼廠訂貨或向國外進(jìn)口以及社會超儲積壓的處理商品等。不銹鋼材的來源不同,其鑒別的方法也有所不同。
1.鑒別進(jìn)口或鋼廠訂購的不銹鋼材,一般只需根據(jù)進(jìn)口或鋼廠的質(zhì)量證明書(簡稱質(zhì)保書)核對鋼材或包裝上的標(biāo)志即可。
質(zhì)量證明書是供方對該批產(chǎn)品檢驗結(jié)果的確認(rèn)和保證。所以質(zhì)量證明書不僅說明材料的名稱、規(guī)格、交貨件數(shù)、重量和交貨狀態(tài)等。而且還必須說明規(guī)定的保證項目的全部檢驗結(jié)果。
同樣,為了便于管理,避免混亂和防止因混亂而造成使用事故。生產(chǎn)廠在材料或包裝上標(biāo)出牌號、批號、狀態(tài)、規(guī)格、數(shù)量和生產(chǎn)廠代號等標(biāo)志。其標(biāo)出的標(biāo)志與質(zhì)量證明書的記戴應(yīng)是一致的。常用的標(biāo)志方法主要有下列三種:
(1) 涂色——在材料規(guī)定部位涂上表明其牌號的顏色;
(2) 打印——在材料規(guī)定部位打鋼印或噴印,以說明材料的牌號、規(guī)格、爐罐號等。打鋼印常用于厚鋼板或大、中型型鋼上。
(3) 掛牌;在成捆或成箱的材料上,懸掛標(biāo)明牌號、批號、規(guī)格、數(shù)量等的標(biāo)牌。
不銹鋼材的標(biāo)志,一般采用打印和掛牌二種。
2.社會超儲積壓不銹鋼材。根據(jù)趣儲積壓時間的長短和保管的好壞,一般有二種情況:
一是超儲積壓時間不長,保(養(yǎng))管又好,處理單位不僅保存有原始質(zhì)量證明書或抄件,而且鋼材或包括上的標(biāo)志俱全和清晰。對于這種不銹鋼材的鑒別,同樣只要根據(jù)質(zhì)保書核對鋼材或包裝上的標(biāo)志即可。
另一種是積壓時間較長,保管又不完善,既無質(zhì)量證明書,鋼材或包裝上的標(biāo)志已不明顯或脫落。對于這類不銹鋼材的鑒別,主要是要進(jìn)行深入的調(diào)查研究,向處理單位查閱原始單據(jù)。一般來說,發(fā)票等原始單據(jù)上都注有鋼號等。如無鋼號記戴,還須查閱當(dāng)?shù)禺?dāng)時的價規(guī)資料,以價格來判明鋼號。這是比較有效的確定鋼號的方法,但往往容易張冠李戴。因此,必須掌握對實物的鑒別方法。
(二)不銹鋼的實物鑒別:
實物鑒別,就是要在不明鋼種(號)的情況下,根據(jù)商品(包括整材、余料、廢料等實物)固有的物理、化學(xué)性質(zhì),借助簡單的器具,用感官來確定它是不是不銹鋼和屬哪一類不銹鋼的具體方法。
應(yīng)當(dāng)指出:感官鑒別,不能分清具體鋼(種)號,只能基本上區(qū)別鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼三個大類,其鑒別辦法如下:
1.色澤的區(qū)別:
經(jīng)過酸洗的不銹鋼,表面色澤銀白光潔:鉻鎳不銹鋼色銀白呈玉色;鉻不銹鋼色白稍灰光澤弱;鉻錳氮不銹鋼的色澤與鉻鎳不銹鋼相似稍淡。未經(jīng)酸洗的不銹鋼的表面色澤:鉻鎳鋼呈棕白色;鉻鋼呈棕黑色;鉻錳氮呈黑色,(這三種色澤,是指氧化較重的色澤)。冷軋未經(jīng)退火的鉻鎳不銹鋼,表面銀白有反光。不銹鋼除元鋼外,一般都經(jīng)酸洗呈白色。
2.用硫酸銅鑒別:
方法是將鋼材上的氧化層除去,放上一滴水,用硫酸銅擦,擦后如不變色,一般為不銹鋼;如變紫紅色:無磁性的為高錳鋼,有磁性的一般為普通鋼或低合金鋼。
3.用吸鐵石鑒別:
磁石能基本區(qū)別兩類不銹鋼。因為鉻不銹鋼在任何狀態(tài)下均能被磁石吸引;鉻鎳不銹鋼在退火狀態(tài)下一般是無磁性的,在冷加工后,有的會有磁性的。但含錳較高的高錳鋼是無磁性的;鉻鎳氮不銹鋼的磁性情況更為復(fù)雜:有的無磁性,有的有磁性,有的縱面無磁性而橫面有磁性。因此說,磁石雖能基本區(qū)別鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼,但不能正確區(qū)分一些特殊性質(zhì)的鋼種,更不能區(qū)分具體的鋼號。
對于特殊性質(zhì)的鋼種,我們還需采取以下三種辦法進(jìn)行鑒別。
1) 磨花鑒別:
磨花鑒別是把不銹鋼在砂輪機(jī)上磨,觀其火花。如火花呈流線形,并有較多較密的節(jié)花,即為含錳較高的高錳鋼或錳氮鋼;如無節(jié)花即為鉻鋼或鉻鎳不銹鋼。
2) 退火法鑒別:
冷加工手的鉻鎳不銹鋼,如有磁性,可取小塊在火中燒紅讓其自然冷卻或放入水中(退火),一般來說,經(jīng)退火后磁性會顯著減弱或完全消失。但有些鉻鎳不銹鋼,如Cr18Ni11Si4AlTi鋼和Cr21Ni5Ti鋼,因鋼中含有較多的鐵素體元素,其內(nèi)在組織有相當(dāng)部分是鐵素體。因此,即使在熱加工的狀態(tài)下也有磁性的。
3) 化學(xué)定性法鑒別:
化學(xué)定性法是鑒別有磁性的不銹鋼中是否含鎳的一種鑒別辦法,其方法是:將小塊不銹鋼深解于王水中,用凈水將酸液沖淡,加入氨水中和后,再輕輕注入鎳試劑。如在液面上浮有紅色絨狀物質(zhì),即表明不銹鋼中含有鎳;如沒有紅色絨狀物質(zhì),即證明不銹鋼中無鎳。(但由于不銹鋼中含鎳量低,一般只有百分之幾,鎳的含量不易顯露或確定多少,一般須用標(biāo)準(zhǔn)樣品實驗多次后才能掌握。)
以上幾種鑒別辦法說明:用感管鑒別不銹鋼,不僅要用幾種方法綜合試驗,而且其試驗結(jié)果只能確定某種類型的不銹鋼,不能確定鋼中含有哪幾種合金元素和具體含量。因此說,感官鑒別的方法,目前是極不完善的,有的可能是錯誤的,還有許多的物理現(xiàn)象,還只知其然而不知其所以然,有待于進(jìn)一步探討。
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