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SUS304热处理规范:固溶1010~1150℃快冷。
金相组织:组织特征为奥氏体型。
SUS304即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。
SUS304是日本JIS标准材料,是日本SUS系列奥氏体不锈钢。相当于我国的0Cr18Ni9,美国的304
特性
具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能,冲压弯曲等热加工性好,无热处理硬化现象,无磁性。
热处理
由于含有较高的镍且在室温下呈奥氏体单相组织,所以它与Cr13不锈
钢相比具有高的耐蚀性,在低温、室温及高温下均有较高的塑归和韧性,以及较好的冷作成型和焊接性。但室温下的强度较低,晶间腐蚀及应力腐蚀倾向较大,切削加工性较差。 奥氏体在加热时无相变,因此不能通过热处理强化。只能以提高钢的耐腐蚀性能进行热处理:
1)固溶处理;其目的是使碳化物充分溶解并在常温下保留在奥氏体中,从而在常温下获单相奥氏体组织,使钢具有最高的耐腐蚀性能。
固溶处理的加热温度一般均较高,在1050-1100C之间,并按含碳量的高低作适当调整。由于18-8不锈钢导热性很差,不仅要通过预热后再进行淬火加热,而且在固溶处理(淬火加热)时的保温时间要长。固溶处理时,要特别注意防止增碳。因为增碳将会增加18-8钢的晶间腐蚀倾向。冷却介质,一般采用清水。固溶处理后的组织一般是单相奥氏体,但对含有钛、铌、钼的不锈钢,尤其当是铸件时,还含有少量的铁素体。固溶处理后的硬度一般在135HBS左右。
2)除应力退火;为了消除冷加工后的残余应力,处理在较低的温度下进行。一般加热至250-425C,经常采用的是300-350C。对于不含钛或铌的钢不应超过450C,以免析出碳化铬
而引起晶间腐蚀。
为了消除焊接后的残余应力,消除钢对应力腐蚀的敏感性,处理一般在较高的温度下进行。加热温度一般不低于850C。冷却方式,对于含有钛或铌的钢可直接在空气中冷却;对于不含有钛或铌的钢应水冷至500C以后再在空气中冷却。
3)稳定化处理;为了防止钛和铌的奥氏体不锈钢在焊接或固溶处理时,由于TiC和NbC减少而引起耐晶间腐蚀性能降低,需将这种不锈钢加热到一定温度后 (该温度使铬的碳化物完全溶于奥氏体,而TiC和NbC只部分溶解)再缓冷。在冷却过程中,使钢中的碳充分地与钛和铌化合,析出稳定的TiC和NbC,而不析出铬的碳化物,从而消除18-8奥氏体不锈钢的晶间腐蚀倾向,这种处理过程称之为稳定化处理。
18-8不锈钢稳定化退火,一般是加热到850-880C,保温2-6h,随后进行空冷或炉冷。
化学成分
碳 C :≤0.07硅 Si :≤1.00
铬 Cr :17.00-19.00
锰 Mn :≤2.00
镍 Ni :8.00-11.00
磷 P :≤0.035
硫 S :≤0.030
力学性能
屈服强度(N/mm2)≥205
抗拉强度 ≥520
延伸率(%)≥40
硬度HB ≤187 HRB≤90 HV ≤200
密度7.93 g•cm-3
比热c(20℃)0.502 J•(g•C)-1
热导率λ/W(m•℃)-1 (在下列温度/℃)
20 100 500
2.1 16.3 21.4
线胀系数α/(10-6/℃) (在下列温度间/℃)
20~100 20~200 20~300 20~400
16.0 16.8 17.5 18.1
电阻率0.73 Ω•mm2•m-1
熔点 1398~1420℃
主要分类:
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
1、铁素体不锈钢:含铬12%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。
2、奥氏体不锈钢:含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC<0.08%,钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来制作耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至1050~1150℃,然后水冷,以获得单相奥氏体组织。 3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢:兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。 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。
4、马氏体不锈钢:强度高,但塑性和可焊性较差。 马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。
5、沉淀硬化不锈钢:基体为奥氏体或马氏体组织 沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬(强)化的不锈钢。
不锈钢牌号分组
沉淀硬化型不锈钢。具有很好的成形性能和良好的焊接性,可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中应用。 按成分可分为Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)、耐热铬合金钢(500系列)及析出硬化系(600系列)。
200系列:铬-锰-镍 奥氏体不锈钢
300系列:铬-镍 奥氏体不锈钢
301:延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
302:耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。
303:通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
304:目前常用型号,即18/8不锈钢。GB牌号为06Cr19Ni10。
309:较之304有更好的耐温性。
316:继304之后,第二个得到最广泛应用的钢种,主要用于食品工业、制药行业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
321:除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外,其他性能类似304。
347:添加安定化元素铌,适于焊接 航空器具零件及化学设备。
400系列:铁素体和马氏体不锈钢。
408:耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。
409:最廉价的型号(英美,通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。 410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。
416:添加了硫改善了材料的加工性能。
420:“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具,可以做的非常光亮。
430:铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。
440:高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理後可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有 三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。
500系列:耐热铬合金钢。
600系列:马氏体沉淀硬化不锈钢。
630:最常用的沉淀硬化不锈钢型号,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。