1、不锈钢专业知识培训一不锈钢的定义和分类1.1定义：不锈钢是指在大气、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。一般来讲，耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将其中耐酸、碱和盐等侵蚀性强的介质腐蚀的钢称为耐食钢，或耐酸钢。 不锈钢具有良好的耐腐蚀性能是由于在铁碳合金中参加了铬所致，我国一般将不锈钢的铬含量定为不小于12%。 不锈钢的耐腐蚀性能，一般认为是由于在腐蚀介质的作用下其外表形成“钝化膜的结果，而耐腐蚀的能力那么取决于“钝化膜的稳定性。这除了及不锈钢的化学成份有关，还及耐腐蚀的种类、浓度、温度、压力、流动速度以及其它因素有关。1.2分类：不锈钢的种类很多，按
2、照我国国家标准GB/T13304-1991?钢类分?以及国际上通用的分类方法是按钢的金相组织划分，分为五类：即奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢，马氏体型不锈钢、奥氏体/铁素体双向不锈钢和沉淀硬化不锈钢。1.3.1晶体。物质是由原子组成的。根据原子在物体内部的排列方式，可以把固态物质分为晶体和非晶体。晶体是指其原子离子在空间作有规那么排列的物质。非晶体那么相反，其原子是杂乱无章地堆砌在一起，自然界中除少数物质如普通玻璃、松香、沥青、石蜡等外，包括所有金属在内的绝大多数物质在固态下都是晶体，由于原子排列的本质区别，晶体及非晶体显示出不同的特性，晶体是具有固定的熔点和各向异性，非晶体那么相反，没有固定
3、的熔点并呈各向同性即在不同方向上具有不同的性能。例如：铜的溶点为10840C,单晶体铜在不同方向上的抗拉强度可以在1413kg/mm2范围内变化。1.3.2晶格。 晶体中的原子在空间是仍有规那么的排列，为了方便描述原子的排列方式，人为地将每个原子看成一个几何质点，并用假想的线把各点连接起来，使之构成一个空间格架，各原子均位于空间格架的各结点上，这种表示原子在晶体中排列方式的空间格架，叫做结晶格子，简称晶格。由于晶体中原子排列具有周期重复性，因此可以从晶格中选取一个具有代表性的最小几何单元来说明晶体中原子的排列规律和特点，这个最小的几何单元称为晶胞，因此，晶体即是同种晶胞在空间重复排列而成的，可
4、以说晶胞就是构成晶格的细胞。体心立方晶格晶胞是一个立方体，在立方体的八个角和中心各有一个原子的晶格称为体心立方晶格，具有体心立方晶格的金属有Fe(即铁素体) W钨、M0钼、V钒、Cr铬等。纯铁在910摄氏度以下时，其原子呈体心立方晶格排列。这种具有体心立方晶格的铁称为-铁面立方晶格 晶胞是一个立方体，在立方体的八个角和六个面的中心各有一个原子的晶格，称为面心立方晶格，及体心立方晶体一样，面心立方晶体只用一个晶格常数a表示，具有面心立方晶格的金属有Fe奥氏体Ni镍、Cu铜、Ag银、Au金和Pb铅等。密排六方晶格。 晶胞是一个六方柱体，在柱体的12个角和上下底面的中心各有一个原子，在柱体中间还有三
5、个原子的晶体，称为密排六方晶格，密排六方晶格的晶格常数有两个，正六边形底面的边长a和上下底面的距离晶胞高度 C 具有密排六方晶格的金属有：Zn锌、 Mg镁、Be钡、Ti(钛)、等。1.3.4 相 相是指合金或纯金属中具有同一成份、构造、性能，并以界面互相分开的均匀的组成局部。1.4 铁素体不锈钢 铁素体不锈钢系指铬含量在1130%，具有体心立方晶体构造，在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢，铁素体不锈钢可根据钢中铬量的不同大致分为Cr1115%，Cr1620%，Cr2130%三类。铁素体不锈钢的主要特点：耐氯化物腐蚀，局部腐蚀性能优良，强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130
6、150%，线膨胀系数仅为CrNi奥氏体不锈钢的6070%，铁素体不锈钢的常用钢号有OCr13、OCr17Ti、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。 奥氏体不锈钢是具有面心立方晶体构造，在使用状态下以奥氏体组织为主的不锈钢，是不锈钢中最重要的钢类，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，钢号也最多，当今我日常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个。奥氏体不锈钢可分为铬镍不锈钢和铬锰不锈钢两大系列，前者以镍为主要奥氏体化元素，是奥氏体不锈钢的主体，后者的奥氏体化元素除锰以外还有氮，并常常含有适量的镍。 铬镍奥氏体不锈钢在多种腐蚀介质中具有优秀的耐蚀性，并且综合力学性能良好，
7、同时工艺性能和可焊性等优良，因而在多种化工加工及轻工等领域获得了最广泛的应用。奥氏体不锈钢的非铁磁性和良好的低温韧性也进一步扩大了其应用范围，但是铬镍奥氏体不锈钢强度、硬度偏低，不全用于承爱较重负荷及对硬度和耐腐蚀性有重要的设备或部件。 常用奥氏体不锈钢的号有1CrNi17、1Cr18Ni9(TP304H)、OCr18Ni9(TP304)、OOCr18Ni10(TP304L)、1Cr18Ni9Ti(TP321H)、1Cr18Ni11Nb(TP347H)、OOCr17Ni14M02(TP316L)、OOCr19Ni13M03(TP317L)、1Cr25Ni201.6 马氏体不锈钢 马氏体不锈钢是
8、一类可以通过热处理淬火+回火对其性能进展调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。马氏体不锈钢的组织构造为体心立方构造，马氏体不锈钢的化学成分的特征：在0.1%1%C、1227%Cr的不同成份组合的根底上添加M0、W、V和Nb等元素。马氏体不锈钢必须具备两个根本条件：其一，在平衡相图中必须有奥氏体相区存在。其二，要使合金形成耐腐蚀的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。根据钢中含量元素的差异，可将马氏体不锈钢分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢两大类型。常用马氏体不锈钢的钢号有：2Cr13、3Cr13、4Cr13、aCr18、1Cr17Ni2、OCr12Ni5Ti等。1.7 奥氏体/铁素体双
9、相不锈钢 所谓双相不锈钢是在它的固溶组织中铁素相及奥氏体相约各占一半，一般较少相的含量最少也需要到达30%。双相不锈钢的性能特点：1有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。2有良好的耐腐蚀性能。3有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。4综合力学性能好，有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的两倍。5可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。6冷加工比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大。7及奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小。8仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，不宜在高于3000C的工作条件下使用。 常用双相不锈钢钢号：OOCr23Ni4N、OOCr18Ni5MO
10、3Si2、OOCr22Ni5MO3N、OOCr25Ni7MO3N、OOCr25Ni7MO4N等。1.8 沉淀硬化不锈钢PH 沉淀硬化型不锈钢是能通过热处理手段使钢中的碳化物沉淀析出，从而到达提高强度目的的钢。主要是铁铬镍合金，其中还加有其他元素，它是在马氏体、奥氏体、双相不锈钢组织上经过热处理沉淀出细小的、弥散的硬化相，当这些细小硬化相出现时，会使晶格扭曲，使合金硬化或强化。这种合金常用于对强度和耐腐蚀性要求很高的情况下，有许多这类的钢种可以在软化或退火状态下进展成型加工，随后进展硬化或“时效处理。常有沉淀硬化不锈钢号有：OCr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)、OCr17NIi7Al(17
11、-7PH)、OCr15Ni7Mo2Ae(15-7PH)二钢号的表示方法2.1 GB标准钢铁产品牌号表示方法根本原那么 按照国家标准?钢铁产品牌号表示方法?GB221-79中规定，我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、化学符号和阿拉伯数字相结合的表示方法合金钢数字或符号元素代号数字A数字表示含碳量的平均值。专门用途的低合金钢，合金构造钢在牌号首部或尾部加注专门用途的符号。低合金钢、合金构造钢和弹簧钢用二位数字表示平均含碳量的万分之几。不锈钢耐酸钢、耐热钢含碳量用千分数表示，平均含碳量0.1%,用“0表示，平均含碳量0.03%用“00表示。所含合金元素符号平均合金含量1.5%者，在牌号中只标出元素符号
12、，不注其含量。 平均合金含量为1.5%2.49% 2.50%3.49% 22.50%23.49%相应地注为2，3，23铬轴承钢的铬含量用千分数表示，低铬含量工具钢的铬平均含量1低于%时铬含量用千分数表示，但须在含量数字前加注“0如Cr06仅高级优质钢尾部加注“A例如20A，30CrMnSiA,50CrVA等。特殊性能合 金GH 11401 2 31为高温合金符号2为固溶强化铁基合金时效硬化铁基合金固溶强化镍基合金时效硬化镍基合金3为牌号的顺序号变形高温合金GH1140GH3030GH3044 JIS标准常用钢铁牌号表示方法 不锈耐热钢 S US 301 G铁、钢 H非铁金属 4049合金钢材
13、顺序号 参考美国AISI标准 2CrNiMn系 组号 US不锈钢 3CrNi系 钢符号 UH耐热钢 4Cr系 6沉淀硬化系 SUSB 不锈钢棒材 SUSC 涂装不锈钢落板(单面) 日本JIS不锈钢材标准的牌号 SUSCA 冷轧成形不锈钢等边角钢 表示方法为SUS+数字编号 SUSCB 冷铸加工不锈钢棒材 SUSCD 涂装不锈钢落板(双面) SUSCP 冷轧不锈钢板 SUSCS 冷轧不锈钢册 SUSCSP 冷轧不锈弹簧钢册 SUSTB 锅炉热交换器用不锈钢管 SUSTBS 卫生管道用不锈钢管 SUSTF 加热炉用不锈钢管 SUSTK 机械构造用不锈钢管 SUSTP 配管用不锈钢管 SUSTPD
14、一般配管用不锈钢管 SUSTPY 大口径电弧焊不锈钢配管日本独特的牌号，采用相类似的AISI牌号在其后加J1、J2来表示。举例：SUS201，SUS304，SUS304J1。按照钢材的开头，用途和制造方法，当需要用代号表示时，在牌号后面加上相应的代号，如下：B棒材，CS冷轧钢带，TB锅炉及热交换器用钢管，TPY配管用电焊大口径钢管，TP配管用钢管，TPD一般配管用钢管。2.3 美国材料标准 美国比拟常用的材料标准有ASTM(美国材料及试验协会标准)、SAE(美国机动车工程师协会标准)和AISI(美国钢铁学会标准) SAE/AISI 标准钢号表示方法在ASTM、SAE、AISI标准中，碳素钢和合
15、金钢牌号的表示方法根本一样。大都采用四位阿拉伯数字表示，间或在中间或末尾参加字母。例如：1005，94B15，3140等。四位数字中的前两位数字表示钢种类型极其主要合金元素含量。后两位数字表示钢的平均含碳量为万分之几的数值。 .第一位数或第一、二位数表示如下类别号：1碳素钢，2镍钢，3镍铬钢，4钼钢，5铬钢，61铬钒钢，8低镍铬钢，92硅锰钢，93、94、97、98铬镍钼钢。 .第二位数类别号为二位数者无此项表示如下钢种或合金元素含量： 1碳素钢：0一般碳素钢,1易切削钢，3锰构造钢。 2钼钢：1铬钼钢，3和7镍铬钼钢，6和8镍钼钢，0、4、5含Mo量不同的钼钢。 3镍和镍铬钢：用百分数表示平
16、均含镍量。 4铬钢：0铬含量较低，1铬含量较高。 5低镍铬钢：6、7、8、1表示镍和铬含量一定，钼含量不同。6表示钼含量0.150.25，7表示钼含量0.20.3，8表示钼含量0.30.4，1表示钼含量0.080.15。 .第三、四位数表示含碳量平均值，以万分之几表示。有些钢号中间插入B或L：B含硼钢，L含铅钢。末尾加“H时，表示对淬透性有一定要求的钢种。有些加前置字母“M或“MT：M机械级，MT机械用管材。 不锈钢和耐热钢牌号表示方法 这类钢材主要采用AISI标准的编号系统，牌号由三位阿拉伯数字组成，第一位数表示钢的类别。第二、三位数表示顺序号。 钢的类别号：1沉淀硬化不锈钢，2Cr-Mn-
17、Ni-N 奥氏体钢，3CrNi 奥氏体钢，4高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢，5低碳马氏体钢。UNS是“UNFIED NUMBERING SYSTEM统一编号系统的缩写。这是由美国机动车工程师学会SAE和美国材料及试验协会ASTM于1967年共同设计的一种简便的编号系统，其目的在于代替或至少补充现行各标准的产品牌号系统。目前该编号系统已在SAE和ASTM标准中形成文件加以详细说明。SAE标准号为J1086，ASTM标准号为E527，名称为“金属和合金编号推荐方法UNS。UNS编号系统的编号方法是由一个字母和五位数字组成。 UNS编号系统使牌号的对照比拟简单明了，但并非各国所有的牌号都能在UNS编号
18、系统中找到一样或相似的牌号。这是因为UNS编号系统根本上是反映美国的状况，而且目前UNS编号数量还有限，加上各国在合金化物点、要求等方面情况各异，所以，美国以外的众多外国牌号，尚不能在UNS编号系统中找出一样或相似的牌号。 SAE Society of Automotive Engineers 美国汽车工程师学会 AISC Amenican Institute ofSted Consruction 美国钢构造学会 AISI American Iron and Sted Insitute 美国钢铁学会 ANSI American National Standarda Insitute 美国国家标
19、准协会 API 美国石油工业学会 ANSI B31.3 化工设备和炼油设备管道标准 ANSI B36.19 不锈钢钢管 焊接和无缝精细管ASME(美国机械工程师学会) American Society for Metals 在1911年为制造蒸汽锅炉及其它压力容器的典型建造规那么，成立了一个委员会，称为“锅炉及压力容器委员会(BPVC) 该委员会的任务是制定在锅炉及压力容器建造过程中控制设计，制造和检验的平安规那么，负责对规那么含义作出解释。 本标准内容包括了对建造工作的强制性要求，特殊禁用规定以及非强制性指南。 美国机械工程师学会(ASME)和美国材料及试验学会(ASTM)在编制承压设备范畴
20、内足以保障平安的铁基及非铁基的材料标准方面，已长期合作了50年以上。这些材料标准收在ASME锅炉和压力容器标准的第二卷里(A篇铁基材料，B篇非铁基材料) ASME锅炉和压力容器标准已在美国的48个州和许多市以及加拿大的每一省由法律规定加以采用。 ASME材料标准大多有这样的说明：a、除了删除和美国政府采购用补充要求外，对于所包括的合金及ASTM标准完全等同。合格证已成为强制性的。 b. 除了编辑性修改和删除美国政府采购用补充要求及附录外，对于所包括的合金及ASTM标准完全等同。合格证书已成为强制性的。 以及编辑上的不同外，对于所包括的合金及ASTM标准完全等同。合格证书已成为强制性的。2007
21、版ASME锅炉及压力容器标准第一卷 动力锅炉建造规那么 第卷 第二卷 材料 第2册 混凝土反响堆压力容器和平安壳标准 A篇铁基材料标准 第3册 废核燃料和高位放射性材料和废料的贮存 B篇非铁基材料标准 和运输包装用平安容器系统 C篇焊条、焊丝填充金属材料标准 第卷 采暖锅炉建造规那么 D篇性能 第卷 无损检测 第卷 分卷NCA第1册和第2册总要求 第卷 采暖锅炉维护和运行推荐规那么第1册：分卷NB1级部件 第卷 动力锅炉维护推荐指南 分卷NB2级部件 第卷 压力容器建造规那么 分卷NB3级部件 第1册 分卷NEMC级部件 第2册另一规那么 分卷NG支承件 第3册高压容器建造另一规那么 分卷NG
22、堆芯支承构造 第卷 焊接和锅焊评定 分卷NH高温1级部件 第卷 纤维坛强塑料压力容器 第卷 核动力厂部件在役检验规那么 ASTM(美国材料试验学会)(American Society for Testing Materials) ASTM成立于1898年，是世界著名的制定和推广工程材料，技术条件和试验方法等标准的科学技术组织之一，它所制定的标准根本上均被指定为美国国家标准，并被世界各国广泛采用或作为制定本国标准的重要参考文件。目前它的132个技术委员会已出版了约10000个标准，其内容涉及金属、油化、塑料、纺织制品、石油、建筑、能源、环境、消费品、医疗设备和仪器、计算机化系统和其他许多领域。T
23、试行标准M采用未制计量单位的标准.表示修改次数A黑色金属B有色金属(铜、铝、粉末冶金材料、导线等)C水泥、陶瓷、混凝土及砖石材料D其他各种材料(石油产品、燃料、纸张、塑料等)E杂类(金属化学分析、耐火试验、无损检验、统计方法等)F特殊用途材料(电子材料、防震材料、外科用材料等)G材料的腐蚀、变质及降级ASTM构成三层构造的标准体系，第一层为牌号标准，该标准列有奥氏体、铁素体、马氏体、双相钢、沉淀硬化等五类不锈钢共210个牌号。第二层为钢棒、板册、钢丝、钢管四大品种的通用技术要求。第三层为各品种标准，钢(板)册约15个，钢棒(型)约12个钢管约30个。2.4 德国(DIN) 德国DIN标准不锈钢
24、牌号表示方法有两种 字母符号表示方法： 合金元素(平均含量，修改成整数，以%表示) 主要合金元素(用化学元素符号表示，按含量依次排列，含量一样按字母顺序排列) 碳含量(平均含量，以万分之几表示) 高合金钢代号X数字表示方法： 1 按需要区分的数字代号 钢组代号4045 钢的代号1钢组代号： 40 41Ni2.5%，含Mo，无Nb和Ti 43Ni 44Ni2.5%，含Mo，无Nb和Ti 45含特殊添加元素举例：X5CrNi18-2.5 法国(NF) 法国NF标准不锈钢牌号表示方法 合金元素含量(平均含量，以百分之几表示) 主要合金元素代号 碳含量(平均含量，以万分之几表示) 高合金钢代号Z2.6
25、 合金元素代号：元素CrCoMnNiSiAeCuMoPWVTiNb代号CKMNSAUDPWVTNb举例：ZbCN1809 三国内常用不锈钢标准目录：GB/T 14976 流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T 14975 构造用不锈钢无缝钢管GB 13296 锅炉、热交换患有和不锈钢无缝钢管 溯源 YB80470 不锈钢无缝钢管 GB227080不锈钢无缝钢管GJB 2296 航空用不锈钢无缝钢管标准(YB67871. MTY4870)GB 5310- 高压锅炉用无缝钢管(YB52970)GB 9948- 石油裂化用无缝钢管GB 6479- 化肥设备用高压无缝钢管(YB80070)GB/T 3089
26、 不锈耐酸钢极薄壁无缝钢管GB/T 3090 不锈钢小直径钢管GB 2102 钢管的验收、包装、标志和证明书的一般规定GB/T 12700 机构构造用不锈钢焊接钢管GB/T 12771 流体输送用不锈钢焊接钢管GB/T 15011 耐蚀合金冷轧(冷拔)无缝管力学性能GB 8162 构造用无缝钢管GB 8163 输送流体用无缝钢管GB 3087 低中压锅炉用无缝钢管GB 3639 冷拔或冷轧精细无缝钢管GB/T 1220 不锈钢棒GB/T 3280 不锈钢冷轧钢板GB/T 4237 不锈钢热轧钢板注：GB中华人民共和国强制性国家标准。GB/T中华人民共和国推荐性国家标准。“GB为国标拼音字母的简
27、写，“T为推荐，后面紧跟数字为标准号，“后为标准发行的年份。我国不锈钢标准的变迁标准制定年份标准代号标准名称标准内容1952重20-52高合金不锈钢耐蚀钢及电阻合金是钢号标准，包括不锈耐热和电阻合金三个钢类，不锈耐酸钢有18个钢号。1952重21-52不锈及耐酸多种条钢技术条件有22个牌号，其中包括了重20-52标准中的17个不锈耐酸钢牌号民，另外还有5个耐热钢号。1959YB10-59不锈耐酸钢技术条件采用节Ni和尺Ni奥氏体型不锈钢，该标准共列入36个牌号，其中新增牌号18个(采用原民主德国15牌号个，美国牌号1个，前苏联牌号1个，我国自行研制牌号1个，这36个牌号分为2组，第一组为不锈钢
28、(在空气中抗腐蚀的钢)第2组为耐酸钢(在各种浸蚀性强烈的介质中抗腐蚀的钢)。1975GB122075不锈耐酸钢技术条件淘汰了12个牌号，合并了23个牌号(合并为10个牌号)，新增了5个牌号，保存了YB1059中的26个牌号和其他几种标准中的14个牌号，共计有45个牌号。其中不锈钢10个，耐酸用钢35个，铁素体不锈钢8个牌号，马氏体型不锈钢9个牌号，奥氏体型不锈钢20个牌号，双相不锈钢5个牌号，沉淀硬化型不锈钢3个牌号，此外，其他不锈钢标准中还有49个牌号。1984GB122084不锈钢包括共55个牌号，这些牌号大多数及日本、美国、德国、ISO标准的牌号同一体系，可以相对应，而且还包括了我国原标
29、准所缺少的，新开展的具有先进水平的牌号。此外，其他不锈钢标准中还有62个牌号，总计117个牌号民，其中奥氏体型71个，双相不锈钢4个，铁素体型18个，马氏体型25个，沉淀硬化型3个。标准中所列牌号的化学成份，采用国外标准的牌号按国外标准规定，采用国内质标准的牌号按原标准规定；国内新研制的牌号按企业标准规定。1992GB122092不锈钢棒列入64个牌号，保存原52标准个牌号，调整原标准3个牌号，新增加9个牌号，采用日本标准牌号48个，调整3牌号分别采用了国际标准和美国标准相应的牌号，本标准中的牌号及日本、美国、德国和ISO的标准相一致，具有世界的通用性和先进性，同时也充分考虑了我国的实际使用要求和资源情况简单介绍标准：GB/T 14975-2002 构造用不锈钢无缝钢管 本标准非等效采用ASTM A269-2000?一般用途奥氏体不锈钢无缝和焊接钢管?。ASTM A511-1996?机械工程用不锈钢无缝钢管?。本标准及前俩项国外标准相比，外径和壁厚允许偏差及之相当。主要差异如下：1本标准对钢中的磷含量规定严于国外标准GB/T14975 P0.035%2力学性能中b、严于国外标准3液压试验严于国外标准 GB/T14975 b (MPa) p0.2 (MPa) 5(%)oCr18Ni9 520 205 35oCr18Ni10Ti 520 205 351Cr18Ni9Ti
