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1、不锈钢基础知识培训讲义不锈钢基础知识培训讲义 宝钢股份不锈钢分公司制造部l不锈钢的发展和定义不锈钢的发展和定义l不锈钢耐腐蚀原理不锈钢耐腐蚀原理l不锈钢的类型及应用不锈钢的类型及应用l不锈钢的分类不锈钢的分类l不锈钢的牌号表示及用途不锈钢的牌号表示及用途 l不锈钢的表面处理不锈钢的表面处理l一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备不锈钢的发展和定义不锈钢的发展和定义l不锈钢于1910年开发研究，德国克虏伯公司研制成功了18/8不锈钢的原型。此后，冶金工作者针对不同的目的和用途，在不锈钢中添加了Mo,Cu,Nb,Ti等元素或降低钢中的C,Si,Mn,S,P等元素，研制出许多新钢种

2、。沉淀硬化（析出硬化）型不锈钢、双相不锈钢也相继开发成功。 l不锈钢的发展已有90多年的历史，不锈钢就把现代材料的形象和建筑应用中的卓越声誉集于一身，使其竞争对手羡慕不已。l只要钢种选择的正确，加工适当，保养合适，不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢耐腐蚀原理不锈钢耐腐蚀原理l所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。不锈钢的类型及应用不锈钢的

3、类型及应用l不锈钢一词不仅仅是单纯指一种不锈钢，而是表示一百多种工业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途，然后再确定正确的钢种。 不锈钢的类型及应用不锈钢的类型及应用钢种钢种 典型钢成分典型钢成分 43017%Cr0.07%C304L18%Cr10%Ni0.03%C30418%Cr10%Ni0.06%C316L17%Cr12%Ni0.03%C2.5%Mo31617%Cr12%Ni0.06%C2.5%Mo220522%Cr5.5%Ni0.03%C3%Mo典型用途和集中用于六大行业典型用途和集中用于六大行业l车辆车辆/汽车工业：汽车工业：l水工业

4、：水工业： l建筑业：建筑业： l环保工业：环保工业： l工业设施：工业设施： l家电业：家电业： l产品形状产品形状实际上，不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的，而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的。也用中厚板生产特殊产品，例如，生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品，包括型材、棒材、线材和铸件。l应用规范应用规范几十年以来，建筑师们一直选用不锈钢来建造成本效益好的永久性建筑物。现有的许多建筑物充分说明了这种选择的正确性。有些是非常具有观赏性的，如纽约市的Chrysler大厦。但在许多其它应用中，不锈钢所

5、起的作用不是那么引人注目，可是在建筑物的美学和性能方面却起着重要作用。例如，由于不锈钢比其它相同厚度的金属材料更具有耐磨性和耐压痕性，所以在人口流动量大的地方修建人行道时，它是设计人员的首选材料。不锈钢集性能、外观和使用特性于一身，所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。不锈钢的分类不锈钢的分类不锈钢的分类方法较多，有按耐热性分类、有按化学成分分类、有按其组织特点进行分类。按组织分类可将不锈钢分成五大类。1、奥氏体不锈钢2、铁素体不锈钢3、马氏体不锈钢4、双相不锈钢5、沉淀硬化不锈钢l奥氏体不锈钢 304 （18/8） 316 加 Mo 耐点蚀 317 增加 Mo 更耐点蚀 316L 317

6、L 304L 降 碳 避 免 敏 化 影 响 沉淀硬化 不锈钢 加 Cu、T i、Al、降Ni 沉淀硬化 奥氏体 Fe-Ni-Mn-Ni不锈钢 加 Mn 和 N，降Ni 提高强度 321 加 T i避 免敏化 347 加 Nb 避 免敏化 309,310,314,330 加Cr、Ni提高强度和耐氧化性 双相 不锈钢 增 Cr降 Ni 提高特殊性能 303,303Se 加 S 或 Se 改善机加工性能 图： 18/8 奥氏体不锈钢为了特殊性能改变某些成份成为 特殊用途钢种 l铁素体不锈钢 430 430F 430F S e 429 442 446 405 409 降 C r 改 善焊 接 性 能

7、 降 C r 加 A l防 止 高 温冷 却 硬 化 降C r 用 于 汽车 排 气 管 加 P 、 S 改 善 机 加 工 性 能 加S e 改 善 机加 工 表 面 加 C r 改 善抗 起 皮 性 加 C r 改 善抗 起 皮 性 图 ： 430 钢 (C r17)为 特 殊 用 途 成 份 变 化 l马氏体不锈钢 4 1 0 4 2 0 4 2 0 F 4 1 4 4 3 1 4 0 3 4 1 6 4 1 6 S e 4 4 0 C 4 4 0 B 4 4 0 A 增C改善机械性能 增P 、S改善机加工性能 增C提高硬度, 增C r 提高耐蚀性能 降C改善韧性 图：马氏体不锈钢钢种演

8、变 l双相不锈钢 双相不锈钢通常由奥氏体和铁素体两相组织构成。两相比例可以通过合金成分和热处理条件的改变予以调整。此类钢屈服强度高、耐点蚀、耐应力腐蚀，易于成型和焊接。l沉淀硬化不锈钢沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表），半奥氏体沉淀硬化不锈钢（以OCrl7Ni7Al和OCrl5Ni25Ti2MoVB为代表）和奥氏体加铁素体沉淀硬化不锈钢（以PH55A、B、C为例）。此类型钢可借助于热处理工艺调整其性能，使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成型的组织状态。随后，半奥氏体沉淀硬化不锈钢通过马氏体相变和沉淀硬化，奥氏体、马氏体沉淀硬化不锈钢

9、通过沉淀硬化处理使其具有高的强度和良好的韧性相配合。这类钢的铬含量近于17%，加之含有镍、钼等元素，因此，除具有足够的不锈性外，其耐蚀性接近于18-8型奥氏体不锈钢。不锈钢的牌号表示及用途不锈钢的牌号表示及用途 中国欧洲国际日本美国特 性 和 用 途1Cr17Ni5Mn6NX12CrMnNiN17-7-5X12CrMnNiN17-7-5SUS201S20100，201节镍钢种，代替牌号1Cr17Ni7，冷加工后具有磁性。用于铁道车辆。1Cr18Ni5Mn8NX12CrMnNiN18-9-5-SUS202S20200，202节镍钢种，代替牌号1Cr18Ni9。不锈钢的牌号表示及用途不锈钢的牌号表

10、示及用途中国欧洲国际日本美国特 性 和 用 途1Cr17Ni7-X10CrNi18-8SUS301S30100，301经冷加工有高的强度。用于铁道车辆，传送带螺栓螺母等。1Cr18Ni9X10CrNi18-8X10CrNi18-8SUS302S30200，302经冷加工有高的强度，但伸长率1Cr17Ni7稍差。用于建筑装饰部件。0Cr18Ni9X5CrNi18-10X5CrNi18-10X5CrNi18-9SUS304S30400，304在固溶态钢的塑性、韧性、冷加工性良好，在氧化性酸和大气、水等介质中耐蚀性好，但在敏态或焊接后有晶腐倾向。耐蚀性优Cr18Ni9。适于制造深冲成型部件和输酸管道

11、、容器等。作为不锈耐热钢使用最广泛，用于食品设备，一般化工设备，原子能工业等。0Cr19Ni9NX5CrNiN19-9-SUS304N1S30451，304N在牌号0Cr19Ni9上加N，提高钢的强度和加工硬化倾向，塑性不降低。改善钢的耐点蚀、晶腐性，使材料的厚度减少。用于有一定耐腐要求，并要求较高强度和减速轻重量的设备、结构部件。00Cr19Ni10X2CrNi19-11X2CrNi18-9SUS304LS30403，304L比0Cr19Ni9碳含量更低的钢，耐晶间腐蚀性优越，焊接后不进行热处理。0Cr19Ni10NX2CrNiN18-10X2CrNi18-9-S30153，304LN0Cr

12、19Ni10N的超低碳钢，因0Cr19Ni10N在450-900加热后耐晶腐性将明显降。此对于焊接设备构件，推荐3Cr19Ni10N。不锈钢的牌号表示及用途不锈钢的牌号表示及用途中国欧洲国际日本美国特 性 和 用 途0Cr25Ni20X6CrNi25-20-SUS310SS31008，310S钢中加N提高钢的耐孔蚀性，且使钢有具有更高的强度和稳定的奥氏体组织。适用于尿素生产中汽提塔的结构材料，性能远优于03Cr17Ni14Mo3。.0Cr17Ni12Mo2X3CrNiMo17-13-3X5CrNiMo17-12-2SUS316S31600，316为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢，节Ni钢种

13、。00Cr17Ni14Mo2X2CrNiMo17-12-2X2CrNiMo17-12-2SUS316LS31603，316L有良好的耐晶间腐蚀性，用于抵抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备。0Cr17Ni12Mo2N-SUS316NS31651，316N耐腐蚀性、耐点蚀性比0Cr17Ni12Mo2好。用于耐硫酸材料。0Cr19Ni13Mo3-S31700，317高Mo不锈钢，钢中含0.10-0.20%，使其耐孔蚀性能进一步提高，此钢种在硫酸、甲酸、醋酸等介质中的耐蚀性要比一般含2%4%Mo的常用Cr-Ni钢更好。00Cr19Ni13Mo3X2CrNiMo18-14-3X2CrNiMo18-14-3-

14、S31703，317L0Cr18Ni10TiX6CrNiTi18-10X6CrNiTi18-10-S32100，321不锈钢的牌号表示及用途不锈钢的牌号表示及用途中国欧洲国际日本美国特 性 和 用 途0Cr13Al-S40500，405从高温下冷却不产生显著硬化，用于气轮机材料，淬火用部件，复合钢材等。00Cr12-X2CrNi12X2CrTi12SUH409LS40920超低碳钢，焊接性能比0Cr11Ti好，用于汽车排气处理装置。X2CrNi12S40977比0Cr13含碳量低，焊接部位弯曲性能、加工性能、耐高温氧化性能好。用于汽车排气处理装置、锅炉燃烧室、喷嘴。1Cr17-S43000，4

15、30耐蚀性良好的通用钢种，用于建筑内装饰、重油燃烧器部件、家庭用具、家用电器部件。脆性转变温度均在室温以上，而且对缺口敏感，不适于制作室温以下的承载备件。1Cr17MoS43400，434在钢中加入Mo，提高钢的耐点蚀、耐缝隙腐蚀性及强度等。00Cr17SUS430LX降低1Cr17Mo中的C和N，单独或复合加入Ti 、Nb或Zr，使加工性和焊接性改善，用于建筑内外装饰、车辆部件、厨房用具、餐具。不锈钢的牌号表示及用途不锈钢的牌号表示及用途中国欧洲国际日本美国特 性 和 用 途00Cr18Mo2X2CrMoTi18-2S44400，444含Mo比00Cr17Mo多，耐腐蚀性提高，耐应力腐蚀破裂

16、性好，用于贮水槽太阳能温水器、热交换器、食品机器、染色机械等。 0Cr13-S41008，410S比1Cr13的耐蚀性、加工成形性更优良的钢种。1Cr13-X12Cr13S41000，410具有良好的耐蚀性，机械加工性，一般用途，刃具类。2Cr13-X20Cr13-淬火状态下硬度高，耐蚀性良好。用于汽轮机叶片。3Cr13-X30Cr13SUS420J2比2Cr13淬火后的硬度高，作刃具、喷嘴、阀座、阀门等。不锈钢的表面处理不锈钢的表面处理l为了满足建筑师们美学的要求，已开发出了多种不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者无光泽的；可以是光面的、抛光的或压花的；可以是着色的、彩色的、电镀

17、的或者在不锈钢表面蚀刻有图案，以满足设计人员对外观的各种要求。热轧不锈钢的主要缺陷缺陷类别冶炼缺陷轧制缺陷重皮、结疤、夹杂、线鳞等边部缺陷线状缺陷板面缺陷折边、狭缝、边裂等划伤、辊印、裂纹等铁鳞压入等1不锈钢的自然外观不锈钢的自然外观2表面加工的基本种类表面加工的基本种类 2.1 轧制表面加工轧制表面加工 2.2 抛光表面加工抛光表面加工 2.3 表面粗糙度表面粗糙度 2.4 蚀刻表面加工蚀刻表面加工 不锈钢的自然外观不锈钢的自然外观不锈钢给人一种自然的坚固亮丽之感，不锈钢给人一种自然的坚固亮丽之感，其自然色彩柔和地反映出周围环境的颜色。其自然色彩柔和地反映出周围环境的颜色。l表面加工的基本种

18、类表面加工的基本种类可以用于不锈钢的表面加工大致有五种，它们可以结合起来使用，变换出更多的最终产品。五个种类有：轧制表面加工、机械表面加工、化学表面加工、网纹表面加工和彩色表面加工。轧制表面加工No.1：经过热轧、退火、酸洗和除鳞。处理后的钢板表面是一种黯淡表面，有点粗糙。2D：比N0.1表面加工好，也是黯淡表面。经过冷轧、退火、除鳞，最后用毛面辊轻轧。2B：这是建筑应用中最常用的，除在退火和除鳞后用抛光辊进行最后一道轻度冷轧外，其它工艺与2D相同，表面略有些发光，可以进行抛光处理。BA光亮退火：这是一种反射性表面，经过抛光辊轧制并在可控气氛中进行最终退火。光亮退火仍保持其反射表面，而且不产生

19、氧化皮。 由于光亮退火过程中不发生氧化反应，所以，不需要再进行酸洗和钝化处理。抛光表面加工抛光表面加工3A：表面经过均匀地研磨，磨料粒度为80100。3B：毛面抛光，表面有均匀的直纹，通常是用粒度为180200的砂带在2A或2B板上一次抛磨而成。 No.4：单向表面加工，反射性不强，这种表面加工可能在建筑应用中用途最广。其工艺步骤是先用粗磨料抛光，最后再用粒度为180的磨料研磨。 No.6：是对No.4的进一步改进，是在磨料和油介质中用坦皮科抛光刷抛光No4表面。英国标准1449中没有该表面加工，但在美国标准中可以查到。No.7：被称为光亮抛光，是对已经磨得很细但仍有磨痕的表面进行抛光。通常使

20、用的是2A或2B板，用纤维或布抛光轮和相应的抛光膏。No.8：镜面抛光表面，反射率高，通常被称为镜面表面加工，因为它反射的图像很清晰。用细磨料对不锈钢连续抛光，然后再用非常细的抛光膏打磨。表面粗糙度表面粗糙度(测量法）测量法） 轧制表面加工和抛光表面加工的分类是说明能够达到的程度，另一个有效的表示方法是测量表面粗糙度。标准的测量方法被称为CLA（中心线平均值），测量仪在钢板表面横向移动，记录下峰谷的变化幅度。CLA的编号越小，表面越光滑。l蚀刻表面加工蚀刻表面加工 通过覆膜工艺将图案标在钢板表面，再将钢板浸在三氯化铁酸液中，将未覆膜的部分浸蚀掉，在不锈钢的表面形成美丽的图案。100 t 电炉电

21、炉120t AOD转转炉炉 铁水脱磷、铁水脱磷、扒渣站扒渣站 双工双工位位VOD/LTS连连铸铸De-P O2O2 15 t Liq. HCCr电炉扒电炉扒渣站渣站转炉扒转炉扒渣站渣站电炉扒电炉扒渣站渣站一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备l不锈钢冶炼设备一套l碳钢冶炼设备一套l1780热连轧机组l三电自动化控制系统和计算机管理系统一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备不锈钢冶炼设备主要有：脱磷预处理一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备100吨交流电弧炉2座一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备120吨AOD不锈钢转炉

22、2座 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备120吨VOD精炼炉1座 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备l一台一机一流连铸机一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备二套板坯磨修机 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备碳钢冶炼的主要设备有：lKR铁水脱硫预处理一套一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备150吨脱磷脱碳双联转炉2座 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备l150吨LF炉1座 l150吨RH炉1座l 150吨LATS炉1座 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主

23、要设备二台一机一流连铸机 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备1780热轧设备主要有：步进式加热炉二座一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备l除鳞机一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备一台四辊可逆式轧机 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备l热卷箱一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备七机架精轧机组 一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备w单组控制的层流冷却一钢不锈钢生产工艺和主要设备一钢不锈钢生产工艺和主要设备l卷取机一钢不锈钢新产线生产工艺特点 不锈钢炼钢生产工艺主要采用高炉脱

24、磷铁水和高碳铬铁水直接装入电炉AOD氩氧脱碳炉VOD真空脱碳精炼装置精炼的三步法不锈钢生产工艺，工艺流程具有创新性和独特性，生产工艺线高效、紧凑，工艺技术水平达到当代国际先进水平 。一钢不锈钢新产线生产工艺特点一钢不锈钢新产线生产工艺特点 不锈钢生产除可采用三步法生产工艺外，也可根据钢种情况采用高炉脱磷铁水电炉AOD氩氧脱碳炉二步法生产工艺。一钢不锈钢新产线生产工艺特点一钢不锈钢新产线生产工艺特点原料适应范围广，可以采用液态原料生产不锈钢，也可以采用全固态原料。 使用脱磷铁水，可有效地控制不锈钢钢中磷含量。 一钢不锈钢新产线生产工艺特点SS-VOD的使用，确保钢水纯净度高，内在质量好，具有生产

25、双相钢、超奥氏体、超马氏体、超低碳和超低氮不锈钢的能力，有利于开发高质量的不锈钢新品种。一钢不锈钢新产线生产工艺特点不锈钢连铸采用了当今世界连铸领域诸多成熟技术，同时结合长流程生产工艺特点，选用了一些适合公司品种发展需要的前沿技术，连铸工艺技术居国际领先水平。其中包括：l提高连铸坯洁净度技术。l防止连铸坯表面缺陷技术。l轻压下技术、不锈钢S-EMS装置、板坯质量判别系统模型控制，确保连铸坯质量完全满足优质钢材的需求。一钢不锈钢新产线生产工艺特点不锈钢轧制采用了当今世界热轧带钢生产方面的最新技术和装备。一钢不锈钢新产线生产工艺特点新技术包括：l碳钢、不锈钢混合轧制生产技术l 双相钢生产工艺 l

26、粗轧机宽度自动控制（AWC）和轧线调整装置一钢不锈钢新产线生产工艺特点l无芯轴热卷箱l 最佳化切头系统l 异周速转鼓式切头飞剪l 无间隙型PC轧机、工作辊弯辊系统l 厚度自动控制技术（AGC） 一钢不锈钢新产线生产工艺特点l在线磨辊装置（ORG）l 轧制工艺润滑技术l 带自动踏步的全液压卷取机（AJC）l 卷取机夹送辊抛光技术一钢不锈钢新产线产品不锈钢产品和规格不锈钢产品和规格304、304L、316、316L、430、420、409、409L、还可生产201、双相不锈钢、超纯奥氏体等l规格：2.010mm 7601600mml单卷重量不大于30吨一钢不锈钢新产线产品不锈钢热轧卷板能按不锈钢热轧卷板能按lQ/HYAA 50-2003热轧不锈钢钢带技术条件lYB/T 5090-1993不锈钢热轧钢带lASTM A480/A480M-1996A扁平轧制不锈钢和耐热钢厚板、薄板和钢带lJIS G4304-1999热轧不锈钢钢板及钢带lJIS G 4306-1981热轧不锈钢钢带lEN 10088-1-1995不锈钢 第1部分一钢不锈钢新产线产品碳钢产品的产品及规格l碳素结优质构钢、耐大气腐蚀钢、低合金高强度钢、焊接结构钢、集装箱用钢等l产品规格：1.212.7mm 7601630mml单卷重量不大于30吨l可按一钢企业标准、GB、JIS、ASTM等标准组织生产，也可按标准组织生产。