不锈钢内部教材

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1、 不锈钢及钢管生产基础知识编 制：王小兵审 核：批 准：福建奋安不锈钢有限公司2012 年 08 月 目录一.不锈钢的定义二.不锈钢的种类三. 不 锈 钢 的 特 性四.不锈钢为何生锈五.不锈钢及钢管的相关生产工艺1. 冶炼简介2. 压延简介3. 分条简介4. 焊管简介5. 平口简介6. 酸洗简介7. 抛光简介8. 包装简介六.不锈钢焊管的质量要求1 .装饰用不锈钢焊管2 .制品用不锈钢焊管3 .工业用不锈钢焊管七. 不锈钢门窗安装前的防护措施八.不锈钢焊管未来的发展方向一.不锈钢的定义不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。一般来说，耐大气、蒸汽

2、和水等弱介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性和耐蚀性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。不锈钢具有良好的耐腐蚀性能是由于在碳铁合金中加入了铬所致二. 不锈钢的种类不锈钢可以按用途、化学成分及金相组织来大体分类。以奥氏体系类的钢由 18%铬-8%镍为基本组成，各元素的加入量变化的不同，而开发各种用途的钢种。 以化学成分分类： 1 CR 系列：铁素体系列、马氏体系列 2 CR-NI 系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。 以金相组织的分类： 1 奥氏体不锈钢 2 铁素体不锈钢 3 马氏体不

3、锈钢 4 双相不锈钢 5 沉淀硬化不锈钢 三.不 锈 钢 的 特 性1.不锈钢最大的特性是耐腐蚀!2.不锈钢的第二大特性是耐高温和耐低温!根据常温组织的不同分为奥氏体型、奥氏体-铁素体双相型、铁素体型、马氏体型、沉淀硬化型五类。对于奥氏体型又可以根据含碳量的不同分为高碳型（0.04%0.12%），低碳型（0.08%）和超低碳型（0.03）三种；奥氏体不锈钢由于其优良的性能在工程中应用尤为重要，其特点是耐腐蚀，耐高温、耐低温、同时可以做到较高强度，奥氏体不锈钢的材料工有 33 种，常用牌号有1Cr17Mn6Ni5N （201 ）.0Cr18Ni9（304）、00Cr19Ni10（304L ）、

4、0Cr17Ni12Mo2（316）、0Cr17Ni14Mo2（316L）、OCr18Ni10Ti（321）等；根据成分的不同，性能各不相同，甚至相差很大，从而应用场合也不一样。四 不锈钢为何会生锈不锈钢为什么也生锈?当不锈钢管表面出现褐色锈斑（点）的时候，人们大感惊奇：认为“不锈钢是不生锈的，生锈就不是不锈钢了，可能是钢质出现了问题”。其实，这是对不锈钢缺乏了解的一种片面的错误看法。不锈钢在一定的条件下也会生锈的。 不锈钢具有抵抗大气氧化的能力-即不锈性，同时也具有在含酸、碱、盐的介质中乃腐蚀的能力-即耐蚀性。不锈钢管经酸洗后在表面会形成钝化层，放置于空气中会形成氧化膜，如果膜不完整或有缺陷，

5、不锈钢仍会被腐蚀。在不锈钢管成形.焊接. 及施工标记等过程中带来表面油污、铁锈、非金属脏物、低熔点金属污染物、油漆、焊渣与飞溅物等，这些物质影响了不锈钢表面与部件表面质量，破坏了其表面的钝化层和氧化膜，降低了钢的抗全面腐蚀性能和抗局部腐蚀能。这种表面膜受到破坏的形式很多，大致分为俩大类：一.原料缺陷，生产1.不锈钢原料的缺陷：缺陷内的杂重皮、夹杂、砂眼等质通过水发生氧化反应并渗到不锈钢的表面而形成锈斑；2.钢管在成型焊接时，模具对表面的压痕，拉伤，碰花。3.在抛光过程中落管时的碰伤，磨花。4.在反复吊运中的造成的碰伤，刮花。二. 施工安装及外在环境1.不锈钢表面存积着含有其他金属元素的粉尘或异

6、类金属颗粒的附着物，在潮湿的空气中，附着物与不锈钢间的冷凝水，将二者连成一个微电池，引发了电化学反应，保护膜受到破坏，称之谓电化学腐蚀。1.不锈钢表面粘附有机物汁液（如瓜菜、面汤、痰等），在有水氧情况下，构成有机酸，长时间则有机酸对金属表面的腐蚀。2.不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质（如装修墙壁的碱水、石灰水喷溅），引起局部腐蚀。3.在加工过程中切割，焊接造成的金属飞溅物，粘附表面。4.在有污染的空气中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大气），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液点，引起化学腐蚀。以上情况均可造成不锈钢表面钝化层和防护膜的破坏引发锈蚀。五.不锈钢及钢管的相关生产工艺1. 冶炼不

7、锈钢的冶炼有三种方法，即一步法，二步法，三步法。一步法：即电炉一步冶炼不锈钢。由于一步法对原料要求苛刻(需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬)，生产中原材料、能源介质消耗高，成本高，冶炼周期长，生产率低，产品品种少，质量差，炉衬寿命短，耐火材料消耗高，因此目前很少采用此法生产不锈钢。 二步法：VOD 和 AOD。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。 采用电炉与 VOD 二步法炼钢工艺比较适合小规模多品种的兼容厂的不锈钢生产。 采用电炉与 AOD 的二步法炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点： (1)、AOD 生

8、产工艺对原材料要求较低，电炉出钢含 C 可达 2%左右，因此可以采用廉价的高碳 FeCr 和 20%的不锈钢废钢作为原料，降低了操作成本。 (2)、AOD 法可以一步将钢水中的碳脱到 0.08%，如果延长冶炼时间，增加 Ar 量，还可进一步将钢水中的碳脱到 0.03%以下，除超低碳。超低氮不锈钢外，95%的品种都可以生产。 (3)、不锈钢生产周期相对 VOD 较短，灵活性较好。 (4)、生产系统设备总投资较 VOD 贵，但比三步法少。 (5)、AOD 炉生产一步成钢，人员少，设备少，所以综合成本较低。 (6)、AOD 能够采用含 C1.5%以下的初炼钢水因此可以采用低价高碳 FeCr、FeNi

9、40 以及 35%的碳钢废钢进行配料，原料成本较低。 目前世界上 88%不锈钢采用二步法生产，其中 76%是通过AOD 炉生产。因此它比较适合大型不锈钢专业厂使用。 三步法：即电炉复吹转炉VOD 三步冶炼不锈钢。其特点是电炉作为熔化设备，只负责向转炉提供含 Cr、Ni 的半成品钢水，复吹转炉主要任务是吹氧快速脱碳，以达到最大回收 Cr的目的。VOD 真空吹氧负责进一步脱碳、脱气和成分微调。三步法比较适合氩气供应比较短缺的地区，并采用含碳量较高的铁水作原料，且生产低 C、低 N 不锈钢比例较大的专业厂采用。2 压延（1）.冷轧 热轧后的带坯在冷轧机上轧制到成品厚度。轧制中各机架（或道次）压下量分

10、配根据轧机适应的压力、功率和速度，考虑到产量、质量等因素综合制定。（2）.工艺润滑 起润滑和冷却作用。一般用冷却性能好的乳液，轧制薄或硬的金属时用润滑性能好的纯油润滑剂等。（3）.退火 目的在于消除冷轧加工硬化，使钢板再结晶软化，具有良好的塑性。退火方式有用罩式炉成卷退火和用连续炉退火。成卷退火分为紧卷退火和松卷退火；连续炉退火分为立式连续炉退火和卧式连续炉退火。炉内一般均通入保护气体。目前大多采用罩式炉退火，虽然处理周期长，但因炉子数量多，使用灵活，投资节省。连续炉退火产量大。（4）.平整 目的在于使板型、厚度达到一个均匀的状态。改善板材力学性能，保证产品的成型加工、修正板型，得到平直的钢板

11、、改善表面质量。 （现各中小型压延厂家为了降低生产成本，在对于 1 米以下的钢板压延时都省掉了平整工艺）3 分条 目的是按钢管所需带宽对于压延后的成品钢带，分成要求的若干卷。4 焊管 是跟据不同的带宽，在成型机上，由 54 个或更多的模具对钢带进行弧型收缩后焊接。5 平口 目的是去除钢管两端的切割毛刺。6 酸洗 目的是为了进一步提高不锈钢表面的防腐性能并为钝化处理创造有利条件，保证形成优质的钝化膜。因为通过酸洗使不锈钢表面平均有 10m 厚一层表面被腐蚀掉，酸液的化学活性使得缺陷部位的溶解率比表面上其它部位高，因此酸洗可使整个表面趋于均匀平衡，一些原来容易造成腐蚀的隐患被清除掉了。但更重要的是

12、，通过酸洗钝化，使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解，去掉了贫铬层，造成铬在不锈钢表面富集，提高了抗腐蚀的稳定性，从而提高不锈性，使不锈钢能发挥最大的耐蚀性 7抛光 抛光是在以布轮、麻轮等柔软而有挠性的材料制成的圆盘（即抛光轮）上涂磨料，使抛光轮高速旋转并压向钢管表面进行加工，以达到提高表面光亮度和降低表面粗糙度的加工方法。抛光的主要目的是减小表面粗糙度，改善制品的表面光洁程度，进一步除去制品表面的细微缺陷，得到光亮美观的表面。抛光机上装有抛光轮。抛光时，抛光轮高速旋转，钢管表面与抛光轮摩擦产生的高温使管面塑性提高，在抛光力作用下，基体表面 产生塑性变形，凸起部分被压低，并向凹处流动，令表

13、面粗糙度降低。另处，抛光膏的化学成分及抛光时周围介质在抛光过程中与被抛光金属发生化学反应，大大加强了抛光效果。抛光也可分为粗砂、细砂和亮光三种。粗砂是用 180#320#千叶轮对管面加工后的表面效果 。细砂是用 320#600#千叶轮对管面加工后的表面效果。镜光是用千叶轮、麻轮、布轮组合抛光，使管面获得镜面光亮的效果。8包装 用专用塑料袋在钢管的表面进行保护，防止在运输、装卸、加工中对管表面的损伤。六.不锈钢管的质量要求1 .装饰用焊管质量要求装饰用不锈钢管多用在防盗网、放盗门等方面。其质量标准，各公司均不同，但都是参照国标（GB/T12770-1991）跟据自身公司状况而制定的企业标准。本公

14、司现执行的标准为（Q/FABX0012010 ）企业标准。11 常用不锈钢圆管外径尺寸和壁厚尺寸允许偏差外径 外径公差 厚度 厚度尺寸范围19.1 0.20 0.5 0.27-0.3525.4 0.2531.8 0.3038.1 0.350.6 0.37-0.45常用不锈钢方管截面尺寸和壁厚尺寸允许偏差规格 截面 厚度 厚度尺寸范围1919 （0.20）（0.20） 0.7 0.47-0.552525 （0.25）（0.25）3030 （0.30）（0.30）0.8 0.56-0.65常用不锈钢矩形管截面的长、宽尺寸和壁厚尺寸允许偏差规格 截面 厚度 厚度尺寸范围3015 （0.25）（0.2

15、0） 1.0 0.85-0.932525 （0.25）（0.25） 1.5 1.15-1.2812）不锈钢管的长度按供需双方协议规定执行、否则按本企业标准。13 不锈钢管的弯曲度1.5mm/m14）不锈钢圆管的不圆度外径允差的 75%15）不锈钢管的化学成份符合企业标准。16）不锈钢管的力学性能指标符合本企业标准。17）不锈钢管的交货状态为退火状态。18）不锈钢管表面质量光亮一致，焊缝饱满，无损伤。不锈钢管的表面质量要求序号 缺陷名称 检验范围 表面质量要求1 下凹 钢管表面 下凹长度 10-20mm 深度0.15mm 宽度 0.1mm 每米允许有 2 条，相距 300 mm2 凸起 钢管表面

16、 凸起长度 25mm 高度0.2mm 宽度0.2mm 每米允许有 2 条，相距 300 mm3 拉痕钢管表面拉痕方向沿钢管的长度方向长度 10-40 mm 深0.15 mm 宽0.1 mm，每米允许有 2 条，长度方向间距 500 mm 周长方向的间距为半个周长钢管表面 孔径0.3mm 深度0.15 mm 在 25 平方厘米内允许有 2 个，相距20mm以 25 平方厘米为单位的缺陷个数在钢管表面每米允许存在的缺陷数2，但缺陷数相距 300 mm4 沙孔钢管表面 孔径0.3mm 深度0.15 mm 在 25 平方厘米内允许有 3 个，相距30mm以 25 平方厘米为单位的缺陷个数在钢管表面每米允许存在的缺陷数2，但