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不锈钢基础知识

不锈钢基础知识

 

一、不锈钢基础知识

不锈钢的定义是在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和良好的耐腐蚀性能，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。代表性能的有13铬钢，18-铬镍钢等高合金钢。

从金相学角度分析，因为高光黑效果是指外观又黑又亮不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。

为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。

二、不锈钢的编号和表示方法

①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：

如：中国、俄国12CrNi3A

②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、300系、400系、200系；

③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

我国的编号规则

采用元素符号

②用途、汉语拼音，平炉钢：P、沸腾钢：F、镇静钢：B、甲类钢：A、T8：特8、GCr15：滚珠

◆合结钢、弹簧钢，如：20CrMnTi60SiMn、（用万分之几表示C含量）

◆不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：1Cr18Ni9千分之一（即0.1%C）,不锈C≤0.08%如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03%如0Cr17Ni13Mo

美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。其中：

奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，

铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、304、316以及310为标记，

铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体），

不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。

三、不锈钢腐蚀的种类及定义

各种不锈钢的耐腐蚀性能

304是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。

301不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。

302不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。

更透彻地感知和度量、更全面的互联互通、更深入的智能化 302B是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。

303和303Se是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。

304L是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。

304N是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。

305和384不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对桂平冷成型性要求高的各种场合。

308不锈钢用于制作焊条。

309、310、314及330不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性．

316和317型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。

321、347及348是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。

二、不锈钢与不锈铁的区别

不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。

所谓“不锈铁”，就是将回收的废铁、铅、钢等经二次回炉加工，通过脱“滋”处理而成，传统的检测方法是用吸铁石，而此品用传统方法是无法辨别的。

三、不锈钢焊接要点及注意事项

1.采用垂直外特性的电源，直流时采用正极性（焊丝接负极）。

2.一般适合于6mm以下薄板的焊接，具有焊缝成型美观，焊接变形量小的特点。

3.保护气体为氩气，纯度为99.99%。当焊接电流为50~150A时，氩气流量为8~10L/min，当电流为150~250A时，氩气流量为12~15L/min。

4.钨极从气体喷嘴突出的长度，以4~5mm为佳，，在角焊等遮蔽性差的地方是2~3mm，在开槽深的地方是5~6mm，喷嘴至工作的距离一般不超过15mm。

5.为防止焊接气孔之出现，焊接部位如有铁锈、油污等务必清理干净。

6.焊接电弧长度，焊接普通钢时，以2~4mm为佳，而焊接不锈钢时，以1~3mm为佳，过长则保护效果不好。

7.对接打底时，为防止底层焊道的背面被氧化，背面也需要实施气体保护。

8.为使氩气很好地保护焊接熔池，和便于施焊操作，钨极中心线与焊接处工件一般应保持80~85°角,填充焊丝与工件表面夹角应尽可能地小，一般为10°左右。

9.防风与换气。有风的地方，务请采取挡的措施，而在室内则应采取适当的换气措施。

不锈钢MIG焊要点及注意事项

1.采用平特性焊接电源，直流时采用反极性（焊丝接正极）

2.一般采用纯氩气（纯度为99.99%）或Ar+2%O2,流量以20~25L/min为宜。

3.电弧长度，不锈钢的MIG焊接，一般都在喷射过渡的条件下来施焊，电压要调整到弧长在4~6mm的程度。

4.防风。MIG焊接容易受到风的影响，有时微风而产生气孔，所以风速在0.5m/sec以上的地方，都应当采取防风措施。

不锈钢药芯焊丝焊接要点及注意事项

1.采用平特性焊接电源，直流焊接时采用反极性。使用一般的CO2焊机就可以施焊，但送丝轮的压力请稍调松。

2.保护气体一般为二氧化碳气体，气体流量以20~25L/min较适宜。

3.焊嘴与工件间的距离以15~25mm为宜。

4.干伸长度，一般的焊接电流为250A以下时约15mm，250A以上时约20~25mm较为合适。

四、不锈钢薄板拉深时出现的问题及对策

摘要：针对不锈钢薄板拉深特性，提出了选择模具材料、模具制造、工艺润滑方面的注意点，以确保产品质量和模具寿命。

关键词：不锈钢；拉深；粘结瘤

1、不锈钢薄板拉深特点及粘结瘤

由于不锈钢的屈服点高，硬度高，冷作硬化效应显著，不锈钢薄板进行拉深时其特点如下：

1)因导热性比普通低碳钢差，导致所需变形力大；

2)不锈钢薄板拉深时，塑性变形剧烈硬化，薄板拉深时容易起皱，需要较大的压边力；

3)板料在拉深凹模圆角处的弯曲和反向弯曲所引起的回弹，通我国新材料产业总产值由2012年的1万亿元增加到2016年的2.65万亿元常会在产品侧壁形成凹陷变形使得尺寸精度和形状要求较高的产品需要增加整形工序来达到。

4)不锈钢薄板拉深过程中容易出现粘结瘤现象。

2、解决措施

2.1 模具工作部分材料选择及热处理

实践证明：选用铸铝青铜、硬铝青铜防粘效果较好；采用碳化钨钢结增加钢架构造硬质合金制造凹模比用Cr12Mov软氮化制造凹模寿命提高数倍，且不粘模；如果采用代号3054合金铸铁，只需在模具表面进行火焰淬火，模具表面不会出现粘结瘤。

另外在模具易损部位可采用硬质合金镶块，它具有优良的抗压性能、超群的耐磨性和持久的表面粗糙度及尺寸情度控制。但由于价格问题，生产中用得较少。

受工厂选材限制，如果一般高碳、高铬工具钢用作不锈钢薄板拉深模，热处理硬度应达到60HRC以上，表面可进行软氮化处理。如为提高模具耐磨性而再提高硬度对于不锈钢拉深中的粘结现象并不会带来改善。

关键是应该在热处理中尽可能去除残余奥氏体，如Cr12一类高硬度材料采用普通的悴火工艺，即使达到HRC的极限硬度范围，组织中仍残存相当数量的奥氏体。奥氏体既是模具中的软点，与马氏体相比又与润滑剂中活性剂的亲和力较弱，不易建立起润滑油膜。

因此这类材料的热处理在悴火冷却后可采用低温处理的办法，使残余奥氏体转变为马氏体从而改善基体的抗粘合性。此外，还应对不锈钢拉深模进行表面处理以提高模具的耐磨性、抗粘合性。对于合金铸铁或有色合金材料制作的模具采取渗氮等表面强化工艺，使用效果较好。

2.2 模具工作部分的表面加工

较低的表面粗糙度可以起到减摩和提高抗粘合性的作用因此。在整个模具加工过程中，抛无锡磨工作量应占三分之一，因不锈钢产品的外观质整粒机量在很大程度上取决于模具的抛磨技术。

近年来，国内出现了各种抛光新技术和抛光工具，开发了超声波、电解抛光、磨料喷射、挤压珩磨等新工艺、新设备。据资料介绍，对CrWMo，3Cr12W8V,Cr12三种材料模具进行电化学抛光试验研究，证明这种抛光仅用分钟就能使模具型腔表面粗糙度从原来的Ra3.2-Ra1.6的基础上降低到Ra0.4-RaO.2。

同时通过电化学抛配液罐光还可提高表面硬度以提高耐磨性。又如，超声波抛光机可用于经软氮化处理的型腔的细抛光，它可以避免手工抛光易破坏氮化膜的缺点。对于新的抛光技术我们应该积极去运用和总结。

                                                          

                                                          

                                                           

                                                          

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