不锈钢的种类、应用及化学元素
2019/8/26 12:29:10??????点击：
一， 不锈钢的种类主要有以下几种：
1、 马氏体不锈钢
铬含量不低于12%（一般在12%~18%之间）并具有马氏体相组织的高铬钢，13%铬不锈钢加热时可形成奥氏体，但这种奥氏体仅能存在于高温，冷却时即发生马氏体转变。由于铬显著降低钢的临界淬火速度，13%铬不锈钢自高温加热后在空气中冷却就可得到马氏体相，马氏体不锈钢有比铁素体不锈钢更高的碳含量（0.1%~1%），随着碳含量的增加，它的强度、硬度、耐磨性和切削性等显著提高，但耐腐蚀性降低。
常用的牌号为：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18等。
主要用于制造力学性能要求高而对耐蚀性要求并不很高的部件。应用广泛。
2、 铁素体不锈钢
铬含量一般在12%~30%之间，这类钢一般不含镍，有的钢种含有少量的Ti、Nb、V或Mo，价格较铬镍奥氏体不锈钢低廉，而且抗应力腐蚀性能好，但一般铁素体不锈钢有冲击韧性差，焊接后的塑性和耐蚀性差，对晶间腐蚀敏感、耐点蚀性差等缺点。因其所存的缺点限制了它的应用。
低铬(11%~14%)铁素体不锈钢牌号为：0Cr13Al、00Cr13等。
中铬(14%~19%)铁素体不锈钢牌号为：1Cr17、1Cr17Mo等。
高铬(19%~30%)铁素体不锈钢牌号为：00Cr27Mo、00Cr30Mo2等。
主要用于工具、机械部件、化学装置、石油化工设备、能源工业、食品工业以及日用品等方面。
3、 奥氏体不锈钢
不能通过热处理来硬化，一般非磁性的，但经过冷加工后有磁性。奥氏体不锈钢在颇宽的温度范围内都具有很高的强韧性配合，富于延展性，容易轧制和压缩等冷加工。这类不锈钢的耐均匀腐蚀性和耐酸性一般都优于铁素体不锈钢和马氏体不锈钢。
典型的牌号为：1Cr18Ni9、0Cr18Ni9Ti等。
广泛应用于宇航、兵器、车辆、工业、紧固件等方面。应用广泛。
二、常用的钢牌号以及化学元素的作用
1、不锈钢常用牌号对照表
1、
1Cr17Mn6Ni5N（201）
9、
0Cr17Ni14Mo2（316L）
2、
1Cr18Mn8Ni5N（202）
10、
1Cr18Ni9Ti（321）
3、
1Cr17Ni7（301）
11、
0Cr18Ni10Ti（321）
4、
1Cr18Ni9（302）
12、
1Cr13（410）
5、
0Cr18Ni9（304）
13、
0Cr13（410S）
6、
00Cr19Ni10（304L）
14、
2Cr13（420）
7、
0Cr25Ni20（310S）
15、
1Cr17（430）
8、
0Cr17Ni12Mo2（316）
16、
1Cr17Mo（434）
2、不锈钢牌号分组
200 系列—铬-镍-锰 奥氏体不锈钢
300 系列—铬-镍 奥氏体不锈钢
301—延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好?？鼓バ院推＠颓慷扔庞?04不锈钢。
302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
304—通用型号；即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。
309—较之304有更好的耐温性。
316—继304之後，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。
321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
400 系列—铁素体和马氏体不锈钢
408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。
409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。
410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。
416—添加了硫改善了材料的加工性能。
420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。
430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。
440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理後可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有 三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。
500 系列—耐热铬合金钢。
600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。
630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。
3、不锈钢常用化学元素符号
元素名称
化学元素符号
元素名称
化学元素符号
碳
C
钴
Co
锰
Mn
铝
Al
铬
Cr
钒
V
镍
Ni
铜
Cu
钼
Mo
硫
S
硅
Si
氮
N
钨
W
铌
Nb
钛
Ti
硼
B
磷
P
混合稀土
RE
4、 化学元素的功能
Cr（铬）：铬是不锈钢中最基本的合金元素。它的主要作用是提高钢的耐蚀性。在氧化性介质中，有使钢表面形成一层牢固而致密的铬的氧化物，使钢受到?；?。铬溶于钢中能显著提高钢的电极电位，降低了因电极电位不同形成的电化学腐蚀。铬还能与镍配合，可形成单相奥氏体组织并赋予钢良好的耐蚀性、良好的韧性和强度。由此可见，铬在不锈钢中的作用尤为重要。综上所述，铬在金属材料中的作用十分重要。我们充分认识到这一点，合理地将铬应用于各种材料中，对材料的性能可起到很好的改善作用。在钢中能够改善钢的淬透性，提高力学性能、耐磨性和抗氧化。耐腐蚀性是不锈钢和耐热钢不可缺少的合金元素。
Ni（镍）：镍为铁磁性金属。具有良好的抗蚀、抗氧化能力，能耐氟、碱、盐水和有机物的腐蚀。镍能吸收大量氢气。高温下镍不耐含硫化合物的浸蚀。镍的强度和塑性也很好，可承受各种压力加工。
C （碳）：碳在不锈钢中的两重性，碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大，另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成一系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。
Mo（钼）：具有很好的高温强度，低的热膨胀系数，优良的导电导热性能，属于难熔点金属或高熔点金属。镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。
Ti（钛）：在不锈钢中钛仅仅起到调质作用。不锈钢的碳含量较高时，在焊接时容易引起铬偏析，即形成各的碳化物，是焊缝附近缺铬，降低了不锈钢的耐腐蚀性。为了降低上述现象的产生，一般在不锈钢中加入少量的钛或铌，钛优先于铬与碳结合。过去由于炼钢技术有限，一般采用加钛方法避免铬的偏析，现在主要通过降低碳含量来避免上述现象产生。
Mn（锰）：在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，锰在钢中能提高钢的强度，增强韧性，改进焊接性和成形性及降低辐照脆性。锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些，锰的作用不在于形成奥氏体，而是在于它降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面，锰的作用不大。锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。
P（磷）： 磷在一般不锈钢中都是杂质元素，是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著，故含量可允许高一些，以利于冶炼控制。
Si（硅）：在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，硅在钢中有强烈的固溶强化作用，大大提高强度、硬度和弹性极限。硅是形成铁素体的元素，在一般不锈钢中为常存杂质元素。
S（硫）：硫在通常情况下也是有害元素。使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。硫在钢中可以改善切削加工性。
V (钒)： 钒是钢的优良脱氧剂。钢中的钒可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。
W (钨)：钨熔点高，比重大，是贵生的合金元素。钨与碳形成碳化钨有很高的硬度和耐磨性。在工具钢加钨，可显著提高红硬性和热强性，作切削工具及锻模具用。
Nb (铌)：铌能细化晶粒和降低钢的过热敏感性及回火脆性，提高强度，但塑性和韧性有所下降。在普通低合金钢中加铌，可提高抗大气腐蚀及高温下抗氢、氮、氨腐蚀能力。铌可改善焊接性能。在奥氏体不锈钢中加铌，可防止晶间腐蚀现象。
Co (钴)：钴是稀有的贵重金属，多用于特殊钢和合金中，如热强钢和磁性材料。
Cu (铜)：钢中含铜能提高强度和韧性，特别是大气腐蚀性能。缺点是在热加工时容易产生热脆，铜含量过多塑性显著降低。当含少量铜对焊接性无影响。
Al (铝)：铝是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性，铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝与铬、硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。铝的缺点是影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。
B (硼)：钢中加入微量的硼就可改善钢的致密性和热轧性能，提高强度。
N (氮)：氮能提高钢的强度，低温韧性和焊接性，增加时效敏感性。
RE (稀土)：稀土金属有很强的化学活性，能以不同速度与水反应，能与硼、碳、硫、磷、氢、氮反应生成相应化合物，钢中加入稀土，可以改变钢中夹杂物的组成、形态、分布和性质，从而改善了钢的各种性能，如韧性、焊接性，冷加工性能。
以上的几种元素对不锈钢的性能和组织都会产生影响，除主要的元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外，不锈钢中含有其他的元素为常存杂质元素，如硅、硫、磷等．也有的是为了某些特定的目的而加入的，如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说，这些元素相对于主要的元素并不重要，虽然如此，但也不能完全忽略，因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。
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