不锈钢是以Fe-Cr、Fe-Cr-C、Fe-Cr-Ni为合金系的高合金钢。不锈钢是能耐空气、水、酸、碱、盐及其溶液和其他腐蚀介质的腐蚀,具有高度化学稳定性的合金钢的总称。耐热钢是抗氧化钢和热强钢的总称。在高温下具有较好的抗氧化性并有一定强度的钢称为抗氧化钢;在高温下有一定的抗氧化能力和较高强度的钢称为热强钢。一般来说,耐热钢的工作温度超过300℃。
不锈钢的类型较多,主要按用途、化学成分、组织类型等分类。
1.按用途分类
(1)不锈钢 仅指在大气环境下及侵蚀性化学介质中使用的钢,工作温度一般不超过500℃,要求耐腐蚀,对强度要求不高。应用最广的有Cr13系列不锈钢和低碳Cr-Ni钢(如06Cr19Ni10、12Cr18Ni9)或超低碳Cr-Ni钢(如022Cr25Ni22Mo2N、022Cr18Ni15Mo3N等)。
(2)热稳定钢 在高温下具有抗氧化性,对高温强度要求不高。工作温度可高达900~1100℃。常用的有高Cr钢(如10Cr17、16Cr25N)和Cr-Ni钢(如20Cr25Ni20、16Cr25Ni20Si2)。
(3)热强钢 在高温下既有抗氧化能力,又具有一定的高温强度,工作温度600~800℃。广泛应用的是Cr-Ni奥氏体钢(如12Cr18Ni9、22Cr12NiWMoV等)。
2.按化学成分分类
(1)Cr不锈钢wCr≥12%,如12Cr13、68Cr17等。
(2)Cr-Ni不锈钢 在铬不锈钢中加入Ni,以提高耐蚀性、焊接性和冷变形性,如12Cr18Ni9、07Cr17Ni12Mo2等。
(3)Cr-Mn-N不锈钢 含有Cr、Mn、N元素,不含Ni,如26Cr18Mn12Si2N等。(www.xing528.com)
3.按室温组织分类
(1)奥氏体钢 应用最广的一类不锈钢,分为18-8系列(如06Cr19Ni10、12Cr18Ni9、12Cr18Mn8Ni5N、06Cr18Ni12Mo2Cu等)和25-20系列(如16Cr25Ni20Si2、022Cr25Ni22Mo2N等)两大类。供货状态多为固溶处理态。此外,还包括沉淀硬化钢,如05Cr17Ni4Cu4Nb(简称17-4PH)和07Cr17Ni7Al(简称17-7PH)。
(2)铁素体钢wCr17%~30%,主要用作耐热钢,也用作耐蚀钢,如10Cr17、16Cr25N及008Cr30Mo2高纯铁素体钢。铁素体钢多以退火状态供货。
(3)马氏体钢 以Cr13系列最为典型,如12Cr13、20Cr13、30Cr13、40Cr13及14Cr17Ni12。以Cr12为基的15Cr12WMoV多元合金马氏体钢,用作热强钢。热处理对马氏体钢力学性能影响很大,须根据要求规定供货状态,或是退火状态,或是淬火+回火状态。
(4)奥氏体-铁素体双相钢 钢中奥氏体占40%~60%,δ铁素体占60%~40%,这类钢具有优异的耐蚀性。最典型的有18-5系列、22-5系列、25-5系列,如022Cr18Ni5Mo3Si2N、022Cr22Ni5Mo3N、022Cr25Ni7Mo4WCuN。与18-8不锈钢相比,主要特点是提高Cr而降低Ni,同时添加Mo和N。这类双相不锈钢以固溶处理态供货。
美国钢铁学会(AISI)规定奥氏体不锈钢包括200系列和300系列。200系列C、Mn和N含量高,用于特殊用途,例如耐磨损的场合。300系列是应用最广泛的奥氏体不锈钢。
4.不锈钢和耐热钢的区别
我国不锈钢和耐热钢采用相同的牌号,容易混淆。如果将wCr≥12%的耐蚀钢泛称为不锈钢的话,耐热钢中大部分也可称为不锈耐热钢,二者的区别主要是用途和使用环境不同。不锈钢主要是在温度不高的所谓湿腐蚀介质条件下使用,尤其是在酸、碱、盐等强腐蚀溶液中,耐蚀性是其最重要的技术指标。耐热钢是在高温气体环境下使用,除耐高温腐蚀(如高温氧化)为必要性能外,高温下的力学性能是评定耐热钢的基本指标。其次,不锈钢为提高耐晶间腐蚀等性能,碳含量越低越好;而耐热钢为保持高温强度,一般碳含量较高。
一些不锈钢也可作为热强钢使用。而一些热强钢也可用作为不锈钢,可称为“耐热型”不锈钢。
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