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铁素体不锈钢解决方案铁素体不锈钢解决方案 性能 | 优点 | 应用 目录: 1.概述:“铁素体不锈钢解决方案”JEAN-YVES GILET 2.前言:“铁素体不锈钢的时代已经来临”ICDA 3.用户对铁素体不锈钢的看法 4.“神奇的铁素体不锈钢” 5.耐蚀性 6.力学及物理性能 7.铁素体不锈钢的成型性 8.铁素体不锈钢的连接 9.产品和应用 附录: 铁素体不锈钢的化学成分 表面加工 参考文献 概述 “铁素体不锈钢解决方案” JEAN-YVES GILET ISSF市场开发委员会主席 当2004年2月...

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铁素体不锈钢解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 性能 | 优点 | 应用 目录: 1.概述:“铁素体不锈钢解决方案”JEAN-YVES GILET 2.前言:“铁素体不锈钢的时代已经来临”ICDA 3.用户对铁素体不锈钢的看法 4.“神奇的铁素体不锈钢” 5.耐蚀性 6.力学及物理性能 7.铁素体不锈钢的成型性 8.铁素体不锈钢的连接 9.产品和应用 附录: 铁素体不锈钢的化学成分 表面加工 参考文献 概述 “铁素体不锈钢解决方案” JEAN-YVES GILET ISSF市场开发委员会主席 当2004年2月ISSF首次商讨促进铁素体不锈钢发展的项目时,就 有很多会员指出,在这领域还没有开发过的企业间的合作。 在市场开发委员会的指导下,由菲利普〃理查德领导的国际专家小 组开始对铁素体不锈钢种及其应用方面的市场统计数据进行收集。他 们得到来自世界各地的帮助,特别是日本。在日本,铁素体不锈钢市 场的开发程度最好。 不久,国际铬发展协会(ICDA)提议加入这一自发的,共同资助的 项目。作为国际贸易组织间的合作的具体事项,我们非常高兴地接受 了这一建议。 在该项目的启动阶段,镍价达到了顶点,并引起更多钢种的价格的 显著提高。因此ISSF对该项目给予了最大的关注。现在,我荣幸的提 交该项目结果,它将在最适当的时间“给市场带来冲击”。 我完全相信,铁素体不锈钢能够也将会被更广泛的使用。本书的目 的就是推动这些钢种的广泛使用。‘ 不锈钢的“不锈”,是由于所含的铬使其具有了显著的耐蚀性。铁 素体不锈钢也不例外,有的钢仅含铬,有的钢种还含其他元素(如MO, TI,NB等)。大家熟知的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 铁素体不锈钢409,410和430在全世界都可以买到。它们在洗衣机滚筒,排气系统等许多重要应用领域中使 用都非常成功。实际上,铁素体不锈钢在无数领域中都有更加广泛的 应用潜力。 更多新开发的铁素体不锈钢,如439和441,能够应用于更广泛的需求领域。他们能够被加工成更复杂的形状,并能够用最普通的连接 方式进行连接,包括焊接。由于添加了钼,铁素体不锈钢444对局部腐蚀的耐蚀力至少可以与奥氏体不锈钢316相同。 由于铁素体不锈钢不含镍,与奥氏体不锈钢相比,其成本更低、更 稳定。因此它们能够: 〃 在不锈钢家族中作为304的补充(304仍然是使用范围最广、最 普通的钢种); 〃 替代200系不锈钢(通常具有更好的使用性能); 〃 由于铁素体不锈钢的特殊技术性能,可在许多领域替代其他材料 (如:碳钢、Cu、Zu、Al、塑料等)---使用这种替代材料的用 户通常会在材料技术条件及寿命周期成本上受益; 铁素体不锈钢的“磁性”并不是一种“负面”质量,但不知为何 将“磁性”与普碳钢联在一起。其实相反,磁性正是这些卓越不锈钢 的一种特殊性能,使他们不同于其他不锈钢。 为更好地使用铁素体不锈钢,需要: 〃 对新用户进行成型与连接技术培训; 〃 用户要向不锈钢生产商咨询,选择合适的钢种; 〃 用户要从可靠的经销商处购买材料,这些经销商要能够提供有关钢 种、质量和材料生产地等质保书。 该项目团队高质量的工作和ICDA的有力支持,使我们能够在今天为不 锈钢贸易提供一份参考资料。本书中还有来自用户的许多有趣的使用 证明,显示出对新发展的真实兴趣。ISSF对所有这些帮助表示感谢。 JEAN-YVES GILET ISSF市场开发委员会主席 前言 “铁素体不锈钢的时代已经来临” FRIEDRICH TEROERDE 国际铬发展协会 首先,我要感谢国际不锈钢论坛(ISSF)邀请国际铬发展协会(ICDA)为《铁素体不锈钢解决方案》撰写前言—这是一部在铬的应用方面极其雄辩的著作。 ICDA于1990年在巴黎成立,现在已拥有来自五大洲26个国家的96个会员。我们的使命是让世界了解铬的知识。 在钢铁中,铬被用于生产不锈钢和其他合金。在不锈钢中,铬是 一种特有元素。它是使不锈钢“不锈”的合金元素,使钢具有显著的 耐蚀性和耐氧化性能。铬极易获得,又易以不锈钢的形式进行循环利 用,不会对环境造成威胁。 作为代表铬生产商的团体,我们对这本手册进行了赞助,因为我 们相信它能够促进铬工业的发展。铬从未被单独使用过。因此多年来, ICDA市场开发委员会与ISSF等兄弟组织一起,开展了许多具有共同 兴趣的项目。铬是所有不锈钢的基本元素—平均含量为18%。而不锈钢的年消费量正以每年5%的速率增长,在食品、饮料、采矿、汽车 工业及建筑等领域的使用量也在不断增大。 你将认识到,由于证券市场的原因,奥氏体不锈钢中使用的镍价 格波动较大。事实上,在过去几年中,镍价已攀升到前所未有的水平, 对奥氏体不锈钢的成本造成极大影响。 不锈钢系列中的第二大品种,铁素体不锈钢则不含镍,但它含铬。 经过我们自己的开发,使铬在不锈钢市场中获得显著的增长。我们认 为,应在此时强烈鼓励更广泛地使用铁素体不锈钢。 因此,当ISSF请我们支持其关于确定和开发新的铁素体不锈钢市 场应用项目时,我们非常高兴。该项目的宏伟目标是,使这些卓越的 钢种在不锈钢市场中实现可持续增长,和开拓一个光明的前景。 在寻找已有的铁素体不锈钢方面的资料时,你会发现大量不锈钢 综合性资料,但专门的铁素体不锈钢资料却很少,虽然铁素体不锈钢 已出现了进100年!这促使ISSF编辑了这本手册。它提供了有关铁 素体不锈钢的技术性能、优点及潜力等基本信息,并对生产制造提出 了一些建议。它还试图纠正某些普遍的、关于铁素体使用及特性方面 的误解。 总之,ICDA认为,镍价的波动性对不锈钢用户来说是一主要问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。 我们渴望通过参与其可替代方案的研究,来对生产企业及其用户提供 支持。我们清楚地看到,由于其可靠的技术特性和成本优势,铁素体 不锈钢的时代已经来临。 后面的内容将引导现有及潜在的不锈钢用户,将铁素体不锈钢的 使用扩展到新的,令人激动的应用领域中去。 FRIEDRICH TEROERDE ICDA 市场开发委员会主席 用户对铁素体不锈钢的看法 在多年前,铁素体不锈钢的经济优势和技术优势就已在某些 市场领域得到承认。下面这些由现有市场及开发中的市场提 供的使用证明,显示这些优势正得到越来越广泛的理解。 STEFAN RAAB BSH BOSCH UND SIEMENS HAUSGERATE有限公司 生产物资采购部主管,德国慕尼黑 “我们公司在约三分之一的产品中使用了不锈钢。我们使用这些材 料,部分出于对功能的要求(因为它的耐蚀性),部分则出于对美观 的需求。现在,铁素体不锈钢的比例已达到将近50%。我们 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 增加它的比例,主要因为在许多应用领域采用铁素体不锈钢,可以使用户 在有限的成本范围内获得不锈钢的功能品质和设计方面的利益。我们 将在所有有耐蚀及成型要求的部件上采用铁素体不锈钢。” ROBERTA BERNASCONI CASSINETTA DI BIANDRONNO, 惠而浦有限公司全球技术-材料部经理,意大利 “作为一家家用电器生产商,我们在冰箱和洗衣机上使用了铁素体 不锈钢,并正计划在炊具和洗碗机上也使用铁素体不锈钢。成本优势 使我公司和我们的用户都感到应当扩大这些钢种的使用量。“ “我们按照必须的制造要求来设计我们的产品,有时会选择有涂层 的铁素体不锈钢,以确保较长的使用寿命。我们有时也会采用高合金 的铁素体不锈钢。重要的是,能够从铁素体不锈钢的使用中获得经济 效益。” “我们发现,由于镍价很高,铁素体不锈钢非常适合于我们的产品, 而且我们认为,未来无疑是属于铁素体不锈钢的。” JEAN-LOUIS LALBA SEB集团(TEFAL,ROWENTA,KRUPS,MOULINEX,ALLCLAD,PANEX等)市场采购员,法国 “我们公司每年约使用15000吨不锈钢,其中约40%是铁素体不锈钢。本集团原来用铁素体不锈钢制造炊具盖、适合采用铁素体不锈钢 的产品、冲压或硬钎焊成型的电磁炉用炊具以及烤炉框架等。现在已 扩展到制造煎锅等,用户对这种产品非常满意。” “在这些应用中,常常可以证明,我们和用户对铁素体不锈钢的耐 蚀性、深冲性和抛光性都非常满意。铁素体不锈钢有其自身的极限, 如果某些对材料严格的加工性能和使用效能超过了这个极限,铁素体 不锈钢则难以满足这些要求。另外,在一些国家甚至还存在排斥铁素 体不锈钢的偏见!但是我们仍然发现在许多情况下,铁素体不锈钢是 一种正确的选择。而且实际上,铁素体不锈钢的磁性是制造电磁炉用 不锈钢炊具的基本条件。当然,铁素体不锈钢的价格也是稳定和可靠 的。” “关于铁素体不锈钢我们有很好的使用经验,我们还打算将其扩展 到其他应用领域去。” GAETANO RONCHI 宜家金属采购部,总经理 “本公司在壶、锅、餐具(包括餐刀)及浴室和厨房用具使用不锈 钢。我们的年用量为60000吨,并且正以每年约15%的速度增长。其中有很大一部分是铁素体不锈钢。” “在2003年中期,宜家就决定将铁素体不锈钢作为多用途不锈钢, 主要因为这种材料的价格稳定,且具有可预见性。试验显示,有焊缝 的制品需采用铬含量比标准430更高的钢种,以优化耐蚀性能,且需 进一步对焊接件进行处理以满足性能要求。然而,这一决定给我们的 不锈钢制品开发带来了突破。销售量增长以及新产品设计中不锈钢的 使用已经对我们原来使用奥氏体不锈钢的状况造成严重威胁。” “宜家的不锈钢制品中,有很大一部分都是由一家亚洲的定点生产 厂(OEM)制造的。对集团公司驻亚洲采购处和在亚洲的OEM分包商 的培训,也促进了我们向铁素体不锈钢的成功转换。我们的目标是逐 步完全淘汰奥氏体不锈钢,用改良的铁素体不锈钢进行替代。本公司 目前正在实验新的、深冲性能和耐蚀性能增强的铁素体不锈钢。” MICHEL LEUNG 宇恒国际有限公司,助理经理,澳门 “新会日新不锈钢制品公司是本公司设在中国广东省的子公司,主 要生产不锈钢炊具和厨具。写稿之时,该公司的不锈钢月使用量约为 800吨,其中66%-70%是铁素体不锈钢。1999年当我们刚刚开办这家工厂时,仅在炊具底部采用400系不锈钢。到2002年,我们才开始在炊具主体部分采用400系不锈钢。” “我们采用铁素体不锈钢不仅仅是由于其价格较低,还因为铁素体 不锈钢具有磁性和良好的热传导率。同时,它们也较易回收利用,有 利于节省地球资源。从304转向铁素体不锈钢使该生产厂变得更具竞 争力,同时也使用户能以更低的价格获得可靠的产品。我们必须纠正 因为铁素体不锈钢有磁性而质量差、耐蚀性不好的偏见。” “对那些主要采用304的厂家来说,转而采用铁素体不锈钢意味着 必须对制造工艺和冲模进行调整。这需要一定投资。但从我们的经验 来看,采用铁素体不锈钢能够降低整个生产成本。” “总之,我们对铁素体不锈钢非常满意。为满足多种多样的需求, 已开发出了许多铁素体不锈钢品种。我们希望,在各个钢材贸易中心 都能采购到铁素体不锈钢,并希望它在各种领域的应用变得更加广 泛。” ATUSHI OKAMOTO TAKARA 标准株式会社,大阪厂一车间经理,日本 “TAKARA标准株式会社是日本一家主要的厨房和浴室生产商。我 们采用不锈钢制造水槽、整体厨房的面板、整体浴室的浴缸和悬挂构 件等。本公司使用铁素体不锈钢的历史已有约40年,原来很简单,就是这些钢材的性能完全能够满足使用要求。” “我们在铁素体不锈钢的使用方面非常成功,这是因为我们在产品 设计中考虑到了这些钢种特殊的力学性能,以及拥有正确的挤压成型 和冲压技术。我们在铁素体不锈钢方面没有遇到比较大的问题。每当 一种新的复杂形状被提出时,我们都会进行试验以决定最佳的工艺参 数。” “总之,我们对铁素体不锈钢非常满意。我希望看到这本手册的发 行能够帮助各公司针对不同的应用领域选择合适的铁素体不锈钢。” DOMINIQUE MARET 法国 FAURECIA 汽车排气系统公司市场部主管 “作为一家国际性汽车配件供应商,Faurecia公司主要用不锈钢制造汽车排气系统。为此每年需20万吨不锈钢,其中90%为铁素体不锈钢。实际上我们从20世纪70年代中期开始使用铁素体不锈钢, 当时我们开始生产符合美国排放标准的催化式排气净化器。铁素体不 锈钢比奥氏体不锈钢的热膨胀系数小,这是这种催化式排气净化器经 久耐用的重要因素。” “我们之所以能够成功应用铁素体不锈钢,是因为我们深入了解了 该不钢种在不同排放环境中的特性,做到物尽其用,在不同场合使用 适合的钢种。当然,无论是产品设计还是制作工艺都必须考虑到其成 型性的局限性以及避免产生晶间腐蚀。我们还需在铁素体不锈钢900 度以上高温性能和耐蚀性等方面取得更进一步的进展。我们坚信这种 进步会使其更加接近奥氏体不锈钢的性能,但成本仍旧低而稳定。可 以说,我们对铁素体不锈钢已经非常满意了。” SEUNG TAE BAEK 韩国 LG 电子公司洗衣机部门主管 “在LG公司,铁素体不锈钢主要用于制造洗衣机的滚筒,而且在 我们开发全自动洗衣机初期是就这样做了。2006年,我们使用了大约15500吨铁素体不锈钢,而仅用了2500吨的奥氏体不锈钢,所以铁素体不锈钢占我们不锈钢消耗总量的86%。” “对于我们,铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比所具有的优势就是 良好的力学性能和低廉的成本。在工艺技术上,随着成型技术的发展 以及高等级铁素体不锈钢的开发,意味着我们可以更加合理地选用铁 素体不锈钢。在应力作用下的裂纹和皱折会导致表面缺陷的发生,我 们需要改进深冲工艺。不过,对于铁素体不锈钢的价格和质量我们都 非常满意。” 张森 中国青岛海尔集团不锈钢采购部经理 “作为世界领先的白色家电制造商之一,海尔集团在许多产品中使 用了铁素体不锈钢,其中包括洗衣机、洗碗机、燃气灶、排油烟机和 微波炉等。我们在2000年之前就开始使用铁素体不锈钢,目前每年 使用14500公吨铁素体不锈钢,占不锈钢用量的85%。铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比价格便宜,是上述产品的理想用材。” “与奥氏体不锈钢304相比,标准的铁素体不锈钢既不能满足许多 部件深冲加工要求,也不能在含有氯离子的气氛中提供良好的耐蚀效 果,同时焊接性能也难以相比。但是,它们仍是家用电器非常好的原 材料,在生产过程中,我们使用铁素体不锈钢所具备的冲压和拉伸性 能完全满足我们的要求。因此我们乐于使用铁素体不锈钢。” “随着镍价的飞涨,我们对不锈钢的采购成本也急剧增加。用铁素 体不锈钢替代奥氏体不锈钢,不但减少了采购成本,同时也节约了资 源,保护了环境。我甚至可以说,虽然奥氏体不锈钢占据着当前市场 的主导地位,但是不锈钢消费的未来是属于铁素体不锈钢的。” BERNHARD BLAESER 南非 MACADAMS 烘烤设备有限公司经理 “我们公司主要生产烤炉和烘烤校准仪。随着近期奥氏体不锈钢价 格的大幅度上涨,许多部件已经或正在放弃使用奥氏体不锈钢。尤其 是一些无需加热的,例如烤箱面板,以及其他不直接与食品接触的设 备。由于铁素体不锈钢的价格没有受到严重影响,因此选其作为替代 品。大致说来,制造商应当考虑用铁素体不锈钢代替奥氏体不锈钢, 而不是彻底放弃用不锈钢。” NICK MCDONLD 英国林肯市 LINCAT 有限公司市场部经理 “Lincat公司成立于1971年,作为生产专业厨房设备的领跑者已有36年的历史。我们从一开始就使用的430铁素体不锈钢,是我们 所有产品绝对根本的原材料。” “该钢种是符合此类应用需求的理想材料,而且以其经济实惠使我 们尝到了使用不锈钢的甜头,这在涉及到食物准备和展示是尤为重 要。此外,430不锈钢热膨胀系数低使其在涉及高温应用领域具有技 术上的优势。” “我们用430铁素体不锈钢制造除了个别部件以外的几乎所有的 产品,例如双重蒸锅的内胆,目前我们仍使用304不锈钢。在加工方 面,我们的产品都被设计成非常易于清理,而430不锈钢能够满足这 种设计期望。” “通过密切关注客户的需求,我们的产品以杰出的可靠性和坚实耐 用的结构赢得了良好的声誉。430铁素体不锈钢是整体设备中关键部分。我们与客户都十分满意。” 铁素体不锈钢焊管由于其技术和经 济上的优势,在管材市场有着充满活 力的前景。 “神奇的铁素体不锈钢” 在目前原材料价格飞涨的情况下,在诸多应用领域选用廉价 的铁素体不锈钢作为替代材料是一种切实可行的解决方案。 近几年,铝、铜、锌和镍等原材料价格一路攀升。高的镍价及其频 繁波动使不锈钢生产企业和用户大受影响。镍是常规奥氏体系列不锈 钢(300系)的一个重要组成元素。 由于不锈钢生产企业无法控制这种局面,其必然结果就是调高含镍钢 的价格。由此迫使一些原来采用奥氏体不锈钢的用户不得不寻求价格 更低的材料。,但需提供进一步的加工和使用特性。 这也许会吓跑不锈钢的潜在用户,认为,要使不锈钢具有上述特性, 价格会高得令人无法承受。 成本低,价格稳定 令人兴奋的是铁素体不锈钢(400系)价格不仅低且稳定,并且具 有许多独特的特点和优势,业已证明,在许多原先认为只能采用奥氏 体不锈钢的应用领域,铁素体不锈钢是一种极为优异的替代材料。 铁素体不锈钢不含镍,主要元素为铬(?10。5%)和铁。铬是使不锈钢特别耐蚀的元素,其价格在历史上相对稳定。为强化一些特殊的 性能,某些铁素体不锈钢还含其他合金元素,如钼。 铁素体不锈钢拥有昂贵奥氏体不锈钢的大多数力学性能和耐蚀性 能,且在一些性能上优于奥氏体。因此,为什么必须为镍而付费呢? 铜、铝或奥氏体不锈钢的用户在寻找另一种解决途径是会十分留 意。铁素体不锈钢不仅性能独特,而且由于具有供货渠道和技术方面 的优势,因此经常是一个理想的选择。 五种铁素体系列不锈钢 铁素体不锈钢分为五大类,其中三类为标准牌号,两类为特殊牌号。 迄今为止,用量最大和应用范围最广的主要集中于标准钢号。因此, 标准铁素体不锈钢一般完全能够满足和适用大多数应用领域的要求。 标准铁素体不锈钢 2006年总产量的-91% ? 第1类(409或410L型)。这类钢在所有不锈钢中铬含量最低, 因而最便宜,最适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微腐蚀生 锈的环境下使用。409型不锈钢起初专门为汽车排气系统消音器(腐 蚀不严重的外部)所设计。410L型不锈钢常用于容器、公共汽车和 长途大轿车,最近用作液晶显示器的外框。 ? 第2类(430型)。它是一类使用最广的铁素体不锈钢,含有较高 的铬,具有较好的耐蚀性,其多数性能与304类似。在某些应用领域,可替代304型不锈钢,一般在室内使用具有足够的耐蚀性。典型的用 途包括洗衣机滚筒、室内面板等。典型的430经常作为304的替代材 料,用于厨房设施、洗碗机、壶和锅等。其焊接特性可参见(铁素体 不锈钢的连接) ? 第3类(包括430TI、439、441等)。与第2类相比,这类型牌号具有良好的焊接性和成型性。在多数情况下,其性能甚至优于304。 典型用途包括水槽、热交换管(制糖业、能源等)、汽车排气系统(比 409寿命长)和洗衣机的焊接部位。第3类牌号甚至可替代304用于 性能要求更高的场合。 特殊铁素体不锈钢 2006年总产量的-9% ? 第4类(包括434、436、444型等)。这类牌号通过添加更多钼来 增加耐蚀性,其典型的应用领域是热水箱、太阳能热水器、汽车排气 系统、电加热壶和微波炉部件、汽车装饰条和户外面板等。444钢的 耐蚀性能与316相当。 ? 第5类(包括446、445/447型等)。这类牌号通过添加更多的铬 和含有钼来提高耐蚀性和抗氧化性。这类牌号的耐蚀性和抗氧化性优 于316。典型用途沿海和其它高耐蚀环境。JIS447的耐蚀性和金属钛相当。 令人难忘的案例 在铁素体不锈钢成功的应用案例中,两类典型和特殊的应用领域显 得尤为突出。多年来,铁素体系列不锈钢一直广泛应用于两大特殊领 域:汽车排气系统和洗衣机滚筒。 汽车排气系统长期在高温和腐蚀环境下使用,选用铁素体不锈钢可 大幅度延长汽车排气系统部件的寿命周期。 洗衣机滚筒在有洗洁剂和长期潮湿的环境下使用。在这种环境下, 绝对不允许局部腐蚀现象存在。 车主和房主非常容易证实他们对洗衣机滚筒和汽车排气系统的使用 寿命的满意度。对于这些产品的制造者来说,“加工友好”和大的经 济方面的优势是使铁素体不锈钢成为首选的额外因素。 目前铁素体不锈钢其它用途涵盖从厨具和餐饮设施到户内家具和 装饰项目、汽车装饰条、过热器、加热管、燃烧器、空调管、烤架等, 许多新的应用领域将不断的体现。 性能优异的现代铁素体不锈钢 高质量铁素体不锈钢已经出现多年,通过大量的深入研究,目前已 经形成了系列性能优异的商业牌号。 这类铁素体不锈钢对市场和经验丰富的生产企业来说并不陌生。但 奇怪的是,大家对这类牌号似乎漠不关心,这是历史原因造成的。430 不锈钢曾经是早期唯一认可的铁素体不锈钢种,但早期的用户对这个 钢种的使用,特别是在焊接或腐蚀严重的条件下,没有足够的技术支 持。经过一些事件,在最近几十年形成了铁素体不锈钢性能差而奥氏 体不锈钢性能优良的错误认识。 铁素体不锈钢很早就得到了改进。现代技术的全面支持和钢种的增 加和多样化来保证在性能上满足用户的需求。铁素体不锈钢的性能可 与奥氏体不锈钢相比,因此,铁素体不锈钢认为是性能差的或极其优 异都是错误的。他们之间仅仅是性能和用途不同。 实际上在许多条件下,与昂贵的材料相比,铁素体不锈钢正成为一 种更好的选择材料。这类钢可能更适用特殊要求的环境条件,而且性 能不高也不低,刚好满足要求。 优良的成型性能 铁素体不锈钢的延展性和碳钢一样,大多数成型操作都没问题,但 没有奥氏体不锈钢的延展性好。奥氏体不锈钢具有优越的延展性,但 在许多情况下是“性能过剩”。 铁素体不锈钢和碳钢表现出来同样的成型性。因此,你只要想到现 在可以将碳钢加工成各种复杂的形状(如汽车车身),就能意识到铁 素体不锈钢也具有明显的可能性。只要工具选择合适和钢种选择正 确,就可以将铁素体不锈钢加工成各种形状。 广泛存在的一个铁素体不锈钢的误解是:因为铁素体不锈钢有磁 独特的磁性能 性,所以这类不锈钢不是“真正”的不锈钢,而会像碳钢一样生锈。 这是没有道理的。一些不锈钢有磁性而一些没有磁性的真正原因是它 们之间的原子结构不同。耐蚀性与原子结构无关而是与一种化学成分 有关,即有特定的铬含量。而磁性与抗蚀性没有关系。 实际上,铁素体不锈钢的磁性能是这种材料的重要性能之一,有许 多现存或潜在的用途和优点。电冰箱及刀具和其他金属工具的闭合都 利用这一性能。实际应用中,“感应发热”炊具中的锅的基本性能就 是磁性,因为其发热过程就是炊具本身的磁能转化成热能的过程。 独特的技术优势 铁素体不锈钢是一种特别耐用和低维护的材料,拥有远比碳钢低的 寿命周期成本优势。同时也能够被100%的循环利用:超过60%的新产 不锈钢是采用熔炼不锈废钢的方法生产的。 不锈钢的主要性能可以总结成以下几点: 〃耐蚀 〃美观 〃耐热 〃低的寿命周期成本 〃全部循环利用 〃生物中性(符合欧洲ROHS的要求) 〃易加工 与碳钢相比,铁素体不锈钢具有所有不锈钢的优点:耐蚀性、低寿 命周期成本和长寿命期等。此外,与同类钢种奥氏体不锈钢相比,其 优势并不仅停留在其成本低这一个方面,实际上铁素体不锈钢在许多 性能上都优于奥氏体不锈钢。 铁素体不锈钢特殊的“王牌” 〃铁素体不锈钢有磁性 〃铁素体不锈钢的热膨胀率低 (加热时膨胀程度小于奥氏体不锈钢)。 〃铁素体不锈钢的高温抗氧化性好 (表面氧化剥落倾向小于奥氏体不锈钢)。 〃铁素体不锈钢热传导率高 (铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢热传导更加均匀)。 〃含有稳定化元素铌的铁素体不锈钢有 良好的蠕变抗力 (在长时间应力作用下的应变比奥氏体不锈钢小)。 〃铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢更易于切削和加工 (奥氏体不锈钢的切削加工需要专用工具和大功率的 机械,造成工具损耗也更大)。 〃在冷加工变形是,铁素体不锈钢的 形变回复倾向比奥氏体不锈钢小。 〃铁素体不锈钢的屈服强度更高 (与碳钢相当),高于304不锈钢。 〃铁素体不锈钢,不同于奥氏体不锈钢, 无应力腐蚀断裂倾向。 完美的性能匹配 在目前的市场情况下,现有及潜在的用户在针对特定的应用需求选 择钢种时,首先是要避免材料“性能过剩”。 在过去的发展中,因奥氏体不锈钢304具有广泛的适用性,已成为 应用范围最广、最易获得的不锈钢钢种。只要合理选材,现代铁素体 不锈钢常常可以有效地替代304不锈钢。 对制造和使用质量的近似及实际检验常常显示,具有成本优势的铁 素体不锈钢能充分完美地满足加工者及最终用户对性能的要求。 有时,仅在使用方面做一个合理的让步(如建议最终用户定期清洁 产品表面)就能保证这类低成本的铁素体不锈钢产品在其使用期内完 全不被腐蚀。 “铁素体不锈钢时代的到来” 现代铁素体不锈钢具有价格优势,同时通过添加合 金元素可以得到各种优越的性能。就其优越性来看, 现代铁素体不锈钢的机遇似乎是无限的。 本册子采用了相对简单的术语来描述铁素体不锈钢 的特性,使它们能够被更容易的理解。其目的是提高 人们对这些低价钢种优点的了解,从而推广这种不锈 钢的应用。本手册是不锈钢工业界主动帮助用户了解 如何针对其应用正确选材的一个部分。 下面将叙述现代铁素体不锈钢的性能、各种不同合 金元素的作用及这类钢种现有及潜在的应用领域。 “只要合理选材,现在铁素体不锈钢 常常可以有效替代304不锈钢. 耐蚀性 不锈钢之“不锈”是由于Cr含量赋予了其特殊的耐蚀性 从某种角度来讲,所有钢种都有发生腐蚀的倾向,然而,不锈钢由 于其含铬比碳钢更耐蚀。铬(不是镍,但人们常误以为耐蚀的原因是 镍)是不锈钢获得耐蚀性的主要成分 耐局部腐蚀性 不锈钢在使用过程中通常不需要维护,但是,在某些情形下,为延 长使用寿命,少量维护(例如,去掉沉积物)也是必要的。 不锈钢的耐蚀性只要取决于化学成分而与奥氏体或铁素体相结构 无关。从耐蚀性角度来讲,铁素体相与奥氏体相甚至可以被看作是不 锈钢家族中两个可互换的成员。 五类铁素体系不锈钢与奥氏体304不锈钢耐蚀性相当,非常鲜明地 体现了铬的作用,同时也进一步说明含镍(奥氏体)不锈钢与大多数 铁素体不锈钢的耐蚀性相当。 铁素体不锈钢/奥氏体不锈钢的耐局部腐蚀 上图给出的结果表明,只有含钼的铁素体不锈钢比304不锈钢具有更优异的耐局部腐蚀(点蚀)性能。然而,稳定 化的铁素体不锈钢,在图中尽管位于304不锈钢之下,但是 仍具有很好的耐点蚀性。 ? 第1类 铁素体不锈钢最适合于一些温和的环境条件,例 如室内(使用过程中不锈钢或者不于水接触或被定期擦 干)或室外,不锈钢表面的一些轻微腐蚀是可以接受的, 在这样的服役环境中铁素体不锈钢的寿命比碳钢更长。 ? 第2类 铁素体不锈钢在温和的环境条件下更耐蚀,甚至 包括与水间歇接触的一些环境条件。 ? 第3类 铁素体不锈钢适用环境与第二类不锈钢类似,但 更容易进行焊接加工。 ? 第4类 铁素体不锈钢比304不锈钢耐蚀性优异,其使用 范围更为广泛。 ? 第5类 铁素体不锈钢,例如含有非常高的铬,大约29% 左右,以及4%钼,在海水中其耐蚀性与钛金属相当。 PRE指数 PRE或点蚀当量指数是衡量不锈钢在含氯离子环境中耐点蚀性的指 标,PRE值越大,耐点蚀性越好。 由PRE对照表可见,每种奥氏体不锈钢都有与之相对应的耐蚀性相 当的铁素体不锈钢。 在通用的PRE简化公式中,PRE=%Cr+3.3%Mo,由公式可知钼耐点蚀能力是铬的3.3倍。然而,铬通常是保证耐蚀性的基本成分,钼在不 锈钢中不可取代铬,但可以提高不锈钢的耐蚀性能。 由于在大多数的应用中镍对抗点腐蚀不起任何作用,因此在上述公 式中没有考虑镍含量。 防腐蚀 不锈钢钝化膜(见附录:铁素体不锈钢的化学成分)是依靠氧来维 持的。但是如果不锈钢表面的沉积物累计到某些临界量时,就可能会 夺取钢中的氧引发腐蚀,腐蚀的发展最终导致了钝化膜破裂。 当溶液pH值达到某一临界低值(低pH值=高酸度)时会发生腐蚀。pH值是描述溶液酸碱度的指标,测量范围为0—14。 造成腐蚀的原因 〃内在夹杂 〃表面附着物 〃表面缺陷 〃组织缺陷 〃盐浓度(含盐地区、海水等) 〃高温 〃高度酸性环境(强酸) 防止腐蚀的因素 〃清洁的表面 〃光滑的表面 〃钝化的表面 〃时效后的表面 〃清洗效果(例如:雨) 〃氧化条件(O2不能太强) 〃添加钼 大气腐蚀 大气腐蚀是由潮湿的空气与大气中污染物形成的薄液膜覆盖在钢 铁表面引起的。在工业环境中,氯离子和硫化物是导致大气腐蚀的主 要污染物,典型腐蚀环境如含氯离子的潮湿环境的海洋大气。 钢种的选择 铁素体不锈钢被广泛应用于各种腐蚀严重的大气环境中,在选择适 用钢种时应考虑到有关服役环境的所有参数。 譬如所使用的材料表面局部生锈(发生点蚀),但在特定的环境或 应用中并不影响其使用,那么低成本的材料可能是最佳材料。 简则 〃在侵蚀环境中,应选择高铬和(或)高钼钢。 〃避免粗糙表面—选择Ra值低的精细抛光表面。 〃设计时,避免“类似于缝隙”的几何形状。 〃保持表面清洁,定期清洗以防表面玷污和积攒灰尘。 〃优化设计,便于清洗(如上表面最小倾斜15?) 高温循环氧化与前面提到的两种腐蚀不同,它是发生在有回没有热 抗氧化性 循环的高温(>500?C)氧化环境中的“干腐蚀”。 当不锈钢被加热时,其中的铬生成了保护性氧化铬“膜”,从而延 迟了进一步氧化。膜和基本热膨胀行为不同,这可能会影响膜的稳定 性,尤其在周期性的热循环条件下。膜的热膨胀系数很低而金属基本 的热膨胀系数很高,那么当金属冷却和收缩时,大量的氧化膜将会发 生剥落或开裂。 铁素体不锈钢热膨胀系数小,比奥氏体不锈钢更适用于高温循环氧 化环境。由于没有膜的剥落或开裂,也就没有更进一步的氧化,因而 这一特点非常适用于做加热系统、燃烧器或排气系统等。 广阔的潜在应用前景 虽然铁素体不锈钢这些有趣的耐蚀性远不是其引人注目的唯一特 点,然而在目前材料成本日益飞涨趋势下,这一特性已足以赢得人们 青睐。 详细验证铁素体不锈钢的性能往往需要支持很多费用。一些现有的 奥氏体不锈钢用户在研究铁素体不锈钢说明书时,可能会发现事实上 铁素体不锈钢非常适合他们的需要。 不锈钢的潜在用户可能会对铁素体不锈钢的优越性感到非常惊奇 —并发现不锈钢最终将是可行的选择! 寿命周期成本计算:无价指南 在任何潜在应用领域中进行寿命周期成本研究的价值都不可能得 到高度重视,然而这样的研究结果通常表明不锈钢—视为成本方案— 事实上由于寿命期长,是较低成本的选择。 不锈钢的耐蚀意味着寿命期较长、维护少、再销售价值高以及表面 美观等。表面无需涂刷和电镀。似乎这些特性并不足以引人注目,事 实上铁素体不锈钢投资成本低可能是选材时最受人们青睐的特性。 虽然铁素体不锈钢现在还处于发展阶段,但已得到广泛的关注和应 用。尽管已有无数成功应用的案例,但仍然需要发掘铁素体不锈钢优 越性的潜在应用领域。 力学及物理性能 铁素体不锈钢易于制造且应用广泛 铁素体不锈钢具有良好的力学性能,与其他系列的不锈钢相比,比 较适中。它的屈服强度高于奥氏体不锈钢,而延展率和成型性等同于 碳钢。铁素体不锈钢的两种物理性能优于奥氏体不锈钢:热胀性和热 导性。 力学性能 通俗的讲,金属合金的力学性能可以描述为材料压缩、延伸、弯曲、 擦划、压痕和断裂的能力。力学性能常用以下标准 评价 LEC评价法下载LEC评价法下载评价量规免费下载学院评价表文档下载学院评价表文档下载 : 〃强度:材料抵抗变形的程度,通常考虑两个临界值: 〃屈服强度,或材料在永久塑性变形发生之前所承受的应力。 〃抗拉强度,或材料在断裂/失效之前承受的应力。 〃硬度:材料抵抗压痕的能力。 〃韧性:材料在断裂前吸收变形能的能力。 〃延展性(或塑性):塑性变形的能力。 拉伸试验可以测量其中一些性能。利用应力-应变曲线可以测得屈服 强度(YS),极限抗拉强度(UTS)和断裂后总的伸长率(E)。应力-应变曲线描述了金属性能与载荷的对应关系,在此曲线上可以界定上 述性能。 33限抗拉强度单位为Mpa(1Mpa=1N/mm=145PSI=0.1Kg/mm),代表断裂时最大抗力。屈服强度指塑性变形阶段的开始,此时应力卸载后,延伸不在消失。 应力-应变曲线显示,尽管430不锈钢有一定的局限性,但已有相 当好的表现。 铁素体不锈钢的应力-应变曲线与普碳钢相当相似,具有适当高的屈 服强度(一般高于奥氏体不锈钢),适当高的极限抗拉强度,良好的 延伸性以及塑性。 上表比较了铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢304美标,日标和欧标所要求的性能。RM为极限抗拉强度,RP0.2为屈服强度,A5/A80为断后延伸率。 金属合金的物理性能包括:材料导热,导电的能力以及胀缩性等。 物理性能 铁素体不锈钢具有磁性。它们还具有奥氏体不锈钢无可比拟的其他 优点。例如,它们的热导性相当高,这就意味着它们传热效率高,适 用于电烙铁或交换器(管或板)。 铁素体不锈钢的热膨胀系数与碳钢相似,低于奥氏体不锈钢。因此, 铁素体不锈钢加热时不易变形。 铁素体不锈钢的成型性 铁素体不锈钢具有良好的冲压性能,因此能符合复杂的三维设计需要 铁素体不锈钢在复杂变形后,并不影响其优良的耐蚀性,耐热性和 装饰性,因此在工业或消费品行业得到广泛的应用。 冷变形可以改变钢带或者钢板的形状。拉伸和深冲加工的共同作用 使得成型过程比较复杂。 虽然奥氏体不锈钢的总体拉伸性能好于铁素体不锈钢,但一些铁素 体不锈钢(特别是钛稳定,17%铁素体不锈钢)也具有优异的拉伸性 能。 铁素体不锈钢的冲压 当将平板或片成型为中空物体时,冲压是最常用的一种工艺。铁素 体不锈钢良好的冲压性以及较大的价格优势,使其成为首选。 冲压如何进行 在冲压过程中,通过冲床将钢板压入模腔内制得零件。金属向内拉 伸,在冲模和压边装臵之间滑动,形成零件的筒壁或筒裙。 成功的冲压方法 〃无断裂 〃表面良好 〃材料消耗最小 〃高成品率 〃工具磨损低 极限深冲比因子 极限深冲比(LDR)是一项重要的深冲参数。 “铁素体不锈钢的LDR值高于奥氏体不锈钢,因此特别合于冲压成形。” 铁素体不锈钢的拉伸成形性 铁素体不锈钢的拉伸成形性低于奥氏体不锈钢。 下表比较了不同钢种的拉伸成形性,“顶高”是指圆片在胀形时在 “缩颈”(失效前的阶段)之前的最大变形程度。 成形极限曲线 实际上,在工业成形的一系列过程中,冲压与拉伸成形同时存在。 在深冲和拉伸同时存在的过程中,成形极限曲线对于失效前的最大 变形具有指导意义。一些主要不锈钢的成形极限曲线已经建立,以用 来分析成形过程。 按照两个基本的“真应变”:纵向(“主应变”)和横向(“次应变”), 这些曲线定义变形中和变形后的局部变形。曲线将这两种应变的不同 组合效果描述出来,直至断裂。曲线的位臵越高,钢种的成形性越好。 如何使用铁素体不锈钢 通常,铁素体不锈钢的加工硬化和延伸性与高强碳钢比较一致。它 们不同于奥氏体不锈钢。 必须将设计,结构和制造参数与铁素体不锈钢的相关材料性质一同 考虑,来更有效地发挥材料特性。 “折皱” 在某些成形过程后,铁素体不锈钢易于出现称为“折皱”和“条痕” 的表面现象。 这种缺陷外观为一族线或脊,平行于钢板轧制方向。“折皱”描述 了变形表面的整体形貌,既包括微观几何变形,又包括变形所引起的 “条痕”波动。 稳定化元素的添加,例如钛,将有助于消除这一缺陷。因此,在深冲 领域,钛稳定化钢种430TI常用来替代奥氏体不锈钢。 润滑 毛坯和工具润滑是否良好决定着冲压是否成功,润滑可以避免产生 表面缺陷以及防止粘贴现象,延长工具使用寿命。 如果铁素体不锈钢以光滑的表面交货,可以使用粘度高的冲压润滑 剂。不锈钢使用的具有高耐压性的特殊润滑油,几乎不含氯。润滑剂 可以均匀的分布于毛坯表面,且冲压后较易去除。 工具 选用正确的工具相当重要,因为它会影响摩擦,从而影响成形过程 中金属流动。在特殊情况下,可用铜,铁或铝青铜合金制作工具(模 和槽)。 表面处理可以提高工具寿命,例如涂TiCN。压边装臵和阴模必须仔细抛光,而冲床可以粗糙。 主要钢种的成形性 下表比较了铁素体不锈钢、碳钢、奥氏体不锈钢的成形性(铁素体 不锈钢具有特殊的金相组织,因此具有的性能)。成形性的评价来自 于标准数据。“bcc”(体心立方)和“fcc”(面心立方)指这几类钢各自的晶体结构。 铁素体不锈钢的连接 许多连接不锈钢的方法都能很好的应用于铁素体不锈钢 ?焊接:通过母材和添充金属熔化后重结晶使相互分离的两个或更多 的材料达到完全的结合。 ?软钎焊:使用熔点在450?C以下的添充金属,加热其到钎焊温度 (低于母材金属的熔点)以获得连接。 ?硬钎焊:与软钎焊相同,但焊接温度>450?C。 ?机械连接:包括嵌合,卷边结合,铆接和机械紧固等。 ?粘接:使用粘接剂并对干净和活性的表面施加压力来实现,粘接剂 通过氧气,水或化学反应来实现连接作用。 焊接 诸多为碳钢而研发的焊接方法也可以使用在不锈钢焊接中,只有少 数真正适合于不锈钢并且已经成为标准的方法有:电弧焊、电阻焊、 电子束焊,激光焊和磨擦焊。 焊接是连接金属的最经济且效率最高的方法。这个过程使得结构的 轻量化成为可能(通过选用最佳材料),连接所有的工业金属并可提 供设计的适应性。不锈钢的焊接性受其化学成分,金相组织和物理性 能的影响,铁素体不锈钢在进行焊接时,具有一些比奥氏体不锈钢所 不能比的非常实用的优势,这是由于其有较低的热膨胀系数,较低的 电阻率和较高的导热性。 稳定化和非稳定化的铁素体类钢 一般来说,铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比,焊后产生晶间腐蚀 的倾向要小。 尤其是对于经“稳定化处理”的铁素体不锈钢来说,更是这样。所 谓稳定化处理,就是添加强碳化物形成元素,如钛(Ti)和铌(Nb)。 这些元素在钢中与碳牢固结合起来,在焊接过程中,避免碳与铬结合 形成铬的碳化物。这样就避免了在晶间产生贫铬区,经稳定化处理过 的铁素体不锈钢的确没有晶腐蚀倾向。 为了保证完全稳定化,钛的含量必须高于五倍的碳含量,或者铌加 钛的含量必须高于三倍的碳含量。有时,适当加入氮,氮与钛、铌形 成的氮化物可以细化熔合区的晶粒。 非稳定化处理的铁素体不锈钢不含钛和铌,因此在热影响区具有晶 间腐蚀敏感性,这是由于产生了铬的碳化物。这种现象叫“敏化”, 其程度主要取决于碳含量。 敏化态的不锈钢的耐蚀性可以通过在600-800?C温度范围内退火 处理而恢复。 高匹配的添充金属 为了保证焊缝也具有耐蚀性,使用的任何铁素体添充金属的Cr, Mo,Ti和(或)Nb合金元素的含量要稍高于其母材中的含量。这是 由于在焊接区会由于热的作用而使铬烧损。另外,也可以使用奥氏体 填充金属,Cr和Mo的含量要高于母材。 保护气体 由于含Cr高,不锈钢在熔化状态下被强烈氧化。如果在焊接过程 中没有使其与空气隔离,铬就会烧损并形成氧化物,结果会丧失致密 性,降低焊接接头的耐蚀性。对焊缝表面和附近区域的保护通常是通 过提供惰性气体的保护来实现的。这种保护气体可以是纯氩(Ar)或氦气(He)或者是二者的混合气体。 在焊接铁素体不锈钢时,保护气体应是纯氩或者是氩和氦的混合气 体。氩氢混合气体通常用于奥氏体不锈钢中,但这可能会引起焊接接 头的氢脆。在焊接铁素体不锈钢时,氩是最常见的背保气体(用来保 护工件的背面)。在焊接铁素体不锈钢时是绝对禁止用氮气的。 铁素体不锈钢焊接问题的发展和解决 除了上述危险之外,还会在高温下由“形成相”和“晶粒粗化”而 产生的脆化。这些危险的解决方法列在下面的“补救方法”表中。 焊接铁素体不锈钢:补救方法 不锈钢类型 特殊性能 现象 原因 如何避免 非稳定不锈钢 敏化态 焊接区的低耐蚀在晶界处铬的碳在600-800?C 性 化物的沉积 退火 稳定不锈钢 晶粒粗大 焊接区的低韧性 在高温下晶粒的减少焊接热输入 过度长大 高Cr=Mo不锈钢 475?C脆化 在400-500?C由于ó相的分解在600?C加热 时发生脆化 而产生ó相 并快速冷却 高Cr=Mo不锈钢 ó相脆化 在550-800?Có相形成 在800?C以上 时发生脆化 加热并快速冷却 在低Cr和高Cr非稳定不锈钢 马氏体相脆化 由于快冷而产生在600-700?C 的类型中会发生的马氏体 长时间退火以消脆化 除马氏体 电弧焊 电弧焊是铁素体不锈钢焊接中最常用的焊接方法。 钨极氩弧焊(GTAW或TIG/WIG) 在这种方法中(也称为钨或Wolfam惰性气体方法),熔化金属所需 要的能量是由钨极和工件之间产生的电弧来提供的。 不锈钢的焊接通常是在惰性气体的保护氛围中,采用直流正极性电 源来进行焊接(钨极是负极)。如果使用填充金属,焊丝是不需要药 皮的(手工焊)或盘状焊丝(自动焊)。 熔化极氩弧焊(GMAW或MIG) 与钨极氩弧焊不同,在熔化极氩弧焊(也称金属惰性气体焊)时, 电极(焊丝)是熔化的。电弧在熔化的焊丝和工件之间引燃。保护气 体通过焊枪喷出,围绕在焊丝的周围,虽然对于某些焊接工艺可以采 用更为复杂的混合气体,但保护气体通常是氩气加2%到3%的氧。 由于焊缝基本上是由添充金属形成的,因此添充金属的成分对于提 高熔深和改善与母材的润湿性都是至关重要的。 这种高效的工艺比钨极氩弧焊(GTAW)操作起来更为困难,但过程 控制良好,其结果会很好。 电阻焊 在电阻焊中,电流通过需要连接的工件之间产生电阻热可用来焊 接。 现有若干种电阻焊方法,最常见的是点焊和缝焊。在两种情况下, 电阻焊的主要优点如下: ?焊接热影响区(HAZ)的金相组织变化小; ?如果部件正确冷却的话,可真正实现表面无氧化; ?在焊后板的变形非常小; ?焊接过程中的“锻压”形变在铁素体不锈钢的焊接中尤其有用。 与低碳钢相比,不锈钢在焊接参数方面的不同主要是所需能量较低 且对焊接电源调节的精确性要求更高(这是由于铁素体不锈钢的低的 导热性和导电性)和需要更高的电极力。 其他方法 适用于铁素体不锈钢的其它方法还有电子束焊、激光焊和摩擦焊。 软钎焊和硬钎焊 软钎焊和硬钎焊是通过采用熔点低于母材的易熔的添充金属来连 接固态部件的方法。软钎焊采用的钎料的熔点低于450?C,而硬钎 焊采用的钎料则较硬且熔点较高。 这两种连接方法优点具有如下的便利性: ?只需温度很低的热源; ?连接可以是永久的也可以是暂时的; ?加热和冷却速度慢; ?可用于异种金属之间的连接; ?返工易实现 ?与焊接相比需要的热量少; 在决定某一特定结构的连接是采用软钎焊还是硬钎焊时,必须注意 认真评估连接对强度和性能的要求。 在所有情况下,当进行连接时,保证钎料对两固态部件的有良好的润 湿性是非常重要的。 对于非稳定化不锈钢,更易发生敏化现象。 酸洗、钝化和除锈 由于焊接而产生的轻微的污染可以通过机械除锈或通过称为酸 洗的化学处理方法去除 酸洗是在氟酸(10%HCO3+2%HF)溶液中进行的,或者采用专为焊接接头配制的溶液中进行。 酸洗后可以接着进行钝化和除锈处理可以帮助钝化层迅速重新 形成并去掉有机金属残余物(富铁的粒子)。这个过程包括在 20%-50%的硝镪水中浸泡。 焊接区的局部钝化也可通过采用特殊的钝化涂料来进行。 在碳钢中使用的机械连接方法同样也适用于不锈钢。 机械连接 机械连接方法有以下特有优点: ?种材料易于连接; ?有热影响区(HAZ); ?同厚度的部件可以实现连接; ?有热膨胀。 然而必须考虑到,由于没有实现连接部件之间的完全融合,机械连 接方法形成的连接存在机械强度降低这样一个事实。这种方法可能也 需要工件两边都具备可操作性。 确认没有接触的表面会由于电极耦合作用而易于产生腐蚀是非常 重要的。为了避免这个危险发生,连接的部分应当使用同一种不锈钢 或相当种类的不锈钢。当然,所有的螺丝、插销或铆钉应该是用不锈 钢制造的。 螺丝连接和销接 所有类型的不锈钢中都有螺丝和销。在腐蚀性小的环境中,最好选 用含17%Cr的铁素体不锈钢,通过添加1%-1.5%Mo可以提高它们在氯 化物的介质中的耐蚀性。 铆接 这种方法通常在常温下进行,铆钉的直径最大不超过5mm。强烈建 议在进行铆接设计时遵循这样一个原则,即铆钉尽量受剪应力而不是 受拉。 嵌合 这种相对来说比较新的连接方法可以很容易地用于不锈钢,这是由 于不锈钢具有很好的延展性。作为一种冷成型加工方法,它不产生结 构变形或表面氧化。 由于连接的两块板必须重叠,嵌合时通常会采用粘贴剂,形成一个 密封的连接,以免缝隙腐蚀,同时也可以防止使用过程中产生振动。 卷边结合 在这种机械连接方法中,其中一边的板或两边的板的边缘弯一个 180?的角度以形成紧密的接缝。与嵌合相比,这种方法可以连接不 同的金属,如奥氏体不锈和铁素体不锈钢。 用这种方法可实现完美的防漏的连接,因此这种方法广泛用于家用 电器的制造术。 粘接 粘接可以用来加强机械连接,就其本身而言是用来连接薄不锈钢板 的。 粘接具有以下优点: ?连接区的表面、形状和金相组织无变化。 ?异种材料之间易于实现连接且美观。 ?设计正确情况下,连接处有优良的抗疲劳性能。 ?采用此方法可以实现绝热,绝缘,隔音的效果。 ?可连接不同厚度的材料。 然而,需要考虑到以下几点,这种连接一般温度极限是200?C, 对潮湿也比较敏感,粘接接头的强度无法与焊接或者钎接的接头相 比。所以这种方法主要是用于搭接接头,这样可以使载荷分配在足够 大的区域上以降低局部应力。 表面光滑的不锈钢(尤其是经光亮退火的)是不可能有好的粘接效 果的。 经过粗糙化以后,表面应该非常干净,干燥并且状态良好,形成良 好粘接的重要条件是粘接剂对基体金属的满意的侵润性。 作为一个粘接的例子,汽车和客车的制造商现在经常建造一个由不 锈钢异型型材制造的车身框架,通常是采用铁素体不锈钢 1.4003/410。外壳(薄板和/或玻璃)紧密地粘在这个车身框架上。 这种设计提高了车辆的寿命并减轻了重量。 产品和应用 铁素体不锈钢经常和装饰装潢、水池以及汽车排气系统联系在一起, 其他这类钢种以及潜在的应用范围远远超过这个狭窄的区域 铁素体不锈钢是一种不含镍的铬钢,有耐腐蚀性、抗氧化性,很高 的抗应力腐蚀性,具有磁性并且在技术、美观和应用上都有优势。这 类钢种在长期使用中比普通碳钢有更好的性能,最关键的是比含镍的 奥氏体不锈钢的价格更低。 铁素体不锈钢的应用范围正在不断探索中,下面将给出一些这类钢 种可能应用到的范围,这个范围包括全球许多地区和市场。 这篇文章主要目的是通过介绍铁素体不锈钢已有的成功应用来吸 引那些已经使用和有可能使用这类钢种的用户,进一步促使用户进行 可靠的、更广泛的材料选择-对材料进行最合理的搭配,至于这些应 用方面的介绍并不是最重要的。 汽车方面: 汽车排气系统、装潢装饰、SUV汽车前栅部件、汽车低框、前灯、卡 车、夹具、过滤器、制动圆盘、热动开关、桨轮 建筑和结构: 附件:铁窗铰链和扣件、建筑排水系统、烟囱。 结构:方管外部隔热构件、应急房屋、通讯系统防护罩、厂房、屋顶 钢结构、建筑物、 民用建筑:天桥吸音板、钢结构桥梁、隧道内壁、防风围栏、站台屏 蔽门、电线杆、发电站。 幕墙:大楼正面幕墙、 电梯:电动扶梯台阶、电梯面板。 屋顶:媒体中心屋顶、学校屋顶、体育馆屋顶、天篷、农舍屋顶、机 场屋顶。 城市建设:路灯、邮政信箱、铁路站台售票机、电气箱体。 食品商用设备 面包烤箱、燃气厨具、大型咖啡机、加热售贩机、连续式烤面包机、 微波炉、并列式燃气炉、冷库、咖啡机、餐厅手推车、展示柜台、吊 柜。 家庭&办公 铁素体(400系)不锈钢在以下应用领域已被广泛接受,这是因为其特有的美观性,对清洁剂和消毒剂的耐蚀性,较低的热膨胀系数和具有磁性(适用于电磁炉).以及与其他材料相比相当可观的成本优势. 家用厨具:燃气炉、组合、微波炉、燃气灶、烧烤炉、 炊具: 炒菜锅、电磁感应炊具、高压锅、平底锅。 洗碗机、搅拌机、电饭堡、电热水壶。 装臵器材:架子、垃圾箱、隔断、楼梯扶手、液晶显示器边框、厨房 排风罩。 电冰箱和制冷机、家庭厨房用水槽、洗衣机滚筒、甩干机滚筒、 餐具、汤匙 工业 铁素体不锈钢目前已经广泛应用于许多碳钢难以满足维护需求的领 域。 大坝泄洪管、防洪水闸、罐箱、分馏塔、传送带、燃烧器、锅炉内管、 “蒸发器”即时沸水加热器、锅炉、热水罐、墙壁及天花板、烘干器 再加热焊管、给水加热器焊管、冷凝器焊管、太阳能热水器、传送系 统、传送板、蔗汁加热罩、热交换管、结晶器和扩散管、水箱和管道、 发酵和储藏罐、摩托车排气管、刹车盘。 运输 大型客车和长途汽车底架、集装箱、运煤车有轨电车 附录 铁素体不锈钢的化学成分 铁素体不锈钢具有和低碳钢相似的性能却具有更好的耐腐蚀性。这类 钢是在上一个世纪才发展起来的。 早期的铁素体不锈钢 不锈钢是在1900-1915年间发明的。实际上是数字科学家研究工作 累积的结果。在英国、法国、德国,研究成果以合金成分分成我们所 熟知的410、420、430、442、446、440C等钢种。 不锈钢的碳含量必须达到一个非常低的标准,很多年以来,这个标 准一直难以达到,直到上世纪80年代才很好地解决这个问题。 钢种及其化学成分 Cr是不锈钢产品中最重要的元素,它能够在金属表面生成钝化膜 使不锈钢具有耐蚀性,提高抗氧化性、耐磨性以及抗拉强度。 至少含有10.5%的Cr(重量)才能形成可靠的自修复氧化铬层,铬 含量越高,钝化层的作用就越好。 在大气和水环境中,如果不锈钢表面被加工或偶尔被破坏,钝化层 能够及时修复。 化学成分和国际标准 下面的表格给出了5类铁素体不锈钢的化学成分分析: 附录 表面加工 不锈钢表面加工处理有很多形式,主要有以下几种,见下表。铁素体 表面加工处理同奥氏体不锈钢及其他钢种一样。 铁素体不锈钢焊接管用做发电站冷凝 管,令人震撼。
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