不锈钢简介及双相不锈钢冶炼.docx

1不锈钢分类
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。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；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等；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。
1.1合金元素对不锈钢组织的作用
在不锈钢常用的合金元素中，铬、钼、硅、铝、钛、铌等是铁素体形成元素，而碳、镍、锰、氮是奥氏体元素。
奥氏体形成元素：镍是扩大r的元素。锰和氮都是促进奥氏体形成的元素，因而可以代镍。但锰本身并不防蚀，不能单独使用，只用以代替部分的镍。
钼能增加不锈钢的耐蚀性。
铜能够提高铁素体不锈钢在某些还原性介质中的耐蚀性，并改变其韧性。在奥氏体不锈钢中加铜，可显著提高其在硫酸中的耐蚀性。
碳在不锈钢中与铬形成碳化物，含碳量越高，形成的碳化铬越多，固溶体中的含铬量越低，钢的电极电位就越低，故钢的耐蚀性也越低，因而不锈钢一般要求较低的含碳量。
不锈钢的强度和硬度随含碳量的增加而提高，因此，用以制造要求高硬度和高耐磨性的滚动轴承、刃具、弹簧等不锈钢，其含碳量较高，但需相应提高其含铬量（如9Cr18）。
钛和铌与碳亲和力比铬大，在不锈钢中能够优先形成碳化物，使铬能基本溶于固溶体中，从而避免晶界贫铬，减轻晶间腐蚀倾向。
铝和硅能在钢的表面形成一层致密的氧化膜，提高钢的耐蚀性。
1.2奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢，其中Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%。包括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。
在18-8型不锈钢的成分基础上演变，主要有以下几方面的重要发展：
1)加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀
2)降C或加Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向
3)加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度
4)加Ni改善抗应力腐蚀性能
奥氏体不锈钢具有高韧性和塑性，但强度较低，不能通过相变强化。奥氏体不锈钢的生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。
GBASTMJISDIN1Cr17Ni7301SUS301X12CrNi1771Cr18Ni9302SUS302X12CrNi1881Cr18Ni10303SUS303X12CrNiS1880Cr18Ni9304SUS304X5CrNi18900Cr19Ni10304LSUS304LX2CrNi1890Cr17Ni12Mo2316SUS316X5CrNiMo181000Cr17Ni14Mo2316LSUS316LX2CrNiMo18100Cr18Ni10Ti321SUS321X10CrNiTi1890Cr19Ni13Mo3317SUS317X2CrNiMo18161）铁素体相对奥氏体不锈钢性能的影响
F相一般都对奥氏体不锈钢的性能带来不利的影响：如钢的耐点蚀性下降，在诸多腐蚀环境中（如尿素生产）耐蚀性劣化；在高温下长时间加热时，F相会转变为σ相使钢变脆等。
铁素体相含量的粗略判定：
Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo，Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn
铁素体相消除的根本方法是提高钢中奥氏体形成元素如Ni、Mn和N的含量。
2）奥氏体不锈钢铸件为了提高钢液的流动性，改善铸造性能，铸造钢种合金成分应有所调整：提高Si含量，放宽Cr、Ni含量的区间，并提高杂质元素S的含量上限。
奥氏体不锈钢使用前应进行固溶处理，以便最大限度地将钢中的碳化物等各种析出相固溶到奥氏体基体中，同时也使组织均匀化及消除应力，从而保证优良的耐蚀性和力学性能。正确的固溶处理制度为1050～1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处理温度视钢的合金化程度而定：无Mo或低Mo钢种应较低(≤1100℃)，而更高合金化的牌号如00Cr20Ni18Mo6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜较高(1080～1150℃)。
3）由于合金元素(特别是Cr)含量高而C含量又低，多采用电弧炉加氩氧脱碳(AOD)或真空脱氧脱碳(VOD)法大批量生产，对于高级牌号的小批量产品可采用真空或非真空非感应炉冶炼，必要时加电渣重熔。奥氏体不锈钢使用前进行固溶处理。固溶处理工艺为1050～1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。
4）奥氏体不锈钢生产工艺性能良好，特别是铬镍奥氏体不锈钢，采用生产特殊钢的常规手段可以顺利地生产出各种常用规格的板、管、带、丝、棒材以及锻件和铸件。铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工，钢锭加热温度为