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1、不锈钢生产工艺概述2009年5月8日主要内容一、不锈钢基础知识 二、不锈钢炼钢工艺及装备 三、不锈钢热轧工艺及装备 四、不锈钢冷轧工艺及装备 在大气、水、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有 化学稳定性的钢的总称 耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的通常称为不锈钢 耐酸、碱和盐等强介质腐蚀的通常称不锈耐蚀钢 耐高温环境中介质腐蚀的通常称为不锈耐热钢 不锈钢在石油化工、原子能、轻工、纺织、食品、家用器 械、电器、汽车等方面应用广泛不锈钢的定义一、不锈钢基础知识 1904-1906年，法国人吉耶（L.B.Guillet）首先对Fe-Cr- Ni合金进行了基础研究 1907-1911年，法国人波特万(A
2、.M.Portevin)和英国人吉 森(W.Giesen)分别发现了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金耐蚀性 1908-1911年，德国人蒙娜尔茨(P.Monnartz)揭示了钢的 耐蚀性原理并提出了钝化的概念 19121913年，英国人布里尔利（H.Brearly）发明了含 12-13%Cr的马氏体不锈钢并获得专利 1911-1914年，美国人Dantsizen发明了含14-16%Cr,0.07 -0.15%C的铁素体不锈钢 19121914年，德国人毛雷尔(E.Maurer)和施特劳斯 (B.Strauss)发明了18-8奥氏体不锈钢，并于1929年取得专 利权 1931年，在法国的Unie
3、x实验室开发了双相不锈钢 一、不锈钢基础知识不锈钢的历史不 锈 钢钢=Fe-C, %C 小于 2%不生锈=不氧化铬氧化膜 保护钢的机体Cr2O3不锈钢的耐腐蚀原理Cr 是比 Fe更容易氧化的金属Cr 与空气中的O2 反应生成铬的氧化层稳定的氧化膜要求Cr 12%一、不锈钢基础知识一、不锈钢基础知识Cr对不锈钢的耐腐蚀性的影响Fe-Cr二元合金相图一、不锈钢基础知识Fe-Cr二元相图碳、氮对Fe-Cr二元相图的影响 一、不锈钢基础知识相界相界合金元素对组织的影响:扩大铁素体元素: Cr, Mo, Si, Nb, Ti,扩大奥氏体元素 : C, N, Ni, Mn, Cu,不锈钢分类（按组织）:
4、马氏体 Martensitic 铁素体 Ferritic, 奥氏体 Austenitic, 双相 duplex(ferritic-austenitic)不锈钢的分类一、不锈钢基础知识合金元素与组织的关系Schaeffler-Delong图420J1Cr=Cr+2Si=13.91Ni= Ni+25C+30N+ 0.5Mn=5.98BN1PCr=Cr+2Si=15.66Ni= Ni+25C+30N+ 0.5Mn+0.3Cu=12.37一、不锈钢基础知识420J1BN1P不锈钢铬系（AISI400系）铬镍系（AISI300系）马氏体不锈钢铁素体不锈钢奥氏体不锈钢双相不锈钢沉淀硬化不锈钢Fe-Cr-C
5、Fe-Cr-Ni2Cr13(420)1Cr13(410)1Cr17Ni2(431)0Cr17(430)0Cr11Ti(409)AISI200系0Cr19Ni9(304)0Cr17Ni12Mo2(316)1Cr17Mn6Ni5(201)1Cr18Mn8Ni5N(202)1Cr25Ni5Mo1.5(329)Cr25Ni5Mo3N0Cr17Ni7AlAISI600系钢种分类代表钢种按组织结构按化学成分00Cr25Mo2(446M)一、不锈钢基础知识奥氏体不锈钢的发展简图1Cr18Ni90Cr19Ni13Mo300Cr19Ni13Mo3超级不锈钢0Cr17Ni12Mo200Cr18Ni14Mo2Cu2
6、00Cr17Ni14Mo200Cr19Ni15Mo4.5N00Cr17Ni13Mo2N0Cr17Ni12Mo2N316NG0Cr23Ni130Cr18Ni10Ti0Cr18Ni90Cr18Ni11Nb00Cr19Ni100Cr18Ni11Nb0Cr19Ni9N00Cr19Ni10N304NG0Cr20Ni111Cr18Ni120Cr18Ni9Cu3Y1Cr18Ni9Y1Cr18Ni9Se1Cr17Mn6Ni5N2Cr17Mn15NiN1Cr18Mn10Ni5Mo3N1Cr17Ni7强度 N、Mn 代Ni强度 C added N、Mn代Ni耐蚀性Mo added切削性能 S added表面加工
7、Se added降低加工硬化 Ni added冷加工性 Cu added焊后耐蚀性 C Lowered耐晶间腐蚀性 C Lowered强度 N added耐蚀性、强度耐晶间腐蚀性 Ti added耐晶间腐蚀性Nb added焊接性 Cr Ni increased强度 N added核工业 Ta、Co Lowered耐蚀性 Mo added强度 N added耐晶间腐蚀性 C lowered强度、耐晶间腐蚀性N added耐还原介质 Cu added强度 N added耐蚀性 Mo added耐晶间腐蚀性 C loweredCr Ni lowered加工硬化一、不锈钢基础知识低铬系不锈钢的发展简
8、图410409L409SR410S410L耐蚀性、成型性C lowered焊接性、成型性C Cr lowered Mn Cu added焊接性C lowered焊接性、成型性 C Cr lowered Ti added高温抗氧化性 Si added410DH420J1420J2耐磨性、硬度 C increased耐磨性、硬度 C increased420H429J1440AC increased 耐磨性、硬度Cr added硬度C added 耐磨性、硬度410DBCr lowered Mn added C N controlled未回火处理下提高硬度一、不锈钢基础知识中高铬系不锈钢的发展简图
9、430430CuN430LN445MT430LNM434LN1SX130-2430UD430XT429EX439LMH1432LTM436LT430AB430LNAB18-3SR20-5USR高温氧化性 C lowered Al added高温抗氧化性 C lowered Al increased La Zr added抗细菌性 Ag added焊接性、耐蚀性、成型性C lowered Nb added Cr increased高温强度、焊 接性、成型性C Lowered Nb Si added高温强度Mo added成型性C lowered Ti added耐蚀性Mo added耐蚀性 Cu
10、 added耐蚀性、焊接性Cr increased耐蚀性、焊接性、成 型性 C lowered Cr increased Nb added耐蚀性 Mo added耐腐蚀性C lowered Mo increased耐蚀性 C Increased耐蚀性Mo added耐蚀性 Cu added430J1436J1436L焊接性、耐蚀性 Mo added焊接性、耐蚀性 C lowered444445J1445J2447J1434LN2Mo Increased Ti added耐蚀性、深冲性耐蚀性Cr Mo Increased Nb added深冲性能Mo increased耐蚀性C lowered
11、Nb N added 耐蚀性Cr added耐蚀性C lowered Ti added 耐蚀性Cr added 耐蚀性一、不锈钢基础知识特性马氏体铁素体奥氏体双相沉淀硬化 耐蚀性不锈性 耐全面腐蚀 耐点蚀、缝隙腐蚀性 耐应力腐蚀性 耐热性高温强度 抗氧化性、抗硫化性 热疲劳性 焊接性 冷加工焊接性 深冲性能 深拉性能 易切削性 强度 塑性 韧性室温强度 室温塑性、韧性 低温韧性、塑性 其它磁性有有无有有无 导热性 线膨胀系数小小大中中优 良 中 差一、不锈钢基础知识钢的物理性能一、不锈钢基础知识钢种比重热膨胀系数导热率 (20下)比热 电阻系数 (20200)(20下)(20下)马氏体7.71
12、0.510-6304600.55铁素体7.71010-6254600.60奥氏体7.931610-6155000.73双相钢7.81310-6155000.80碳钢7.851110-6505020.17钢种特性用途SUS304用途广泛，具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能 ，冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性家庭用品（1、2类餐具）、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸 、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件SUS304Cu由于加入Cu,改善了成型性，有利于深加工，特别是深冲加工家庭用品，暖瓶，水槽、浴槽SUS304Ni9由于提高Ni含量,改善了成型性，有
13、利于深加工，特别是深冲加 工家庭用品，暖瓶，水槽、浴槽SUS304L碳含量比SUS304低，耐晶间腐蚀性能优越，用于焊接后难以进 行热处理的部件类。需要较高耐腐蚀性的化学、煤炭、石油产业部门的设备、建筑材料 、耐热部件和难以进行热处理的部件。SUS316比SUS304更耐海水和其他溶剂腐蚀，高温强度特别好，可在苛 刻的条件下使用，加工硬化性好，无磁性海水、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照相、食品工业 、沿海设施SUS316L碳含量比SUS316低,耐晶间腐蚀性比SUS316好，高温强度稍差 ，可在苛刻的条件下使用，加工硬化性好，无磁性海水用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料生产设备、照
14、相、食 品工业、沿海设施，铁别适用于机械及化工工业设备SUS321添加Ti含量，耐晶间腐蚀性好、耐热性，高温强度及高温抗氧 化性良好，加工性、焊接性能良好，不推荐用于表面装饰件耐热材料，汽车、飞行器排气管管路，锅炉炉盖、管道，化学装置 、热交换器、喷气发动机、高压锅SUS301Cr、Ni含量低于304，通过冷轧加工后强度及硬度提高。冷轧后 带有一定磁性列车、航空器、车辆、弹簧SUS301L在301的基础上降低C的含量，从而改善了晶间腐蚀。添加N， 弥补C含量降低而引起的强度下降列车车辆结构及外部装饰SUH409L加工性能、焊接性能良好，高温抗氧化性能良好，能够承受的 温度范围从室温直到575C
15、广泛用于汽车尾气排气系统SUS410L与409L相比，含铬高0.5%，在常温下含有少量马氏体组织，屈 服强度、硬度较高，延伸率较低；不含Ti，与SUH409L钢种相 比表面质量较好，但焊接性能稍差。 SUS410L钢种主要用于汽车排气系统部件、冷藏集装箱内衬、西餐 刀具、餐具等。由于SUS410L钢种的机械性能接近于SUS430钢种 ，在耐蚀性要求不高的某些场合可替代SUS430使用。SUS430典型的铁素体不锈钢，热膨胀率低，成型性及耐氧化性好耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房设备、装饰物及建 筑装饰品SUS436L因添加了Mo、Ti及Nb，其耐蚀性、加工性、焊接性等优秀，极 高度抗
16、汽车尾气冷凝物性能汽车排气管、电磁炉锅具439由于Ti稳定元素的加入和C的降低，焊接后热影响区耐晶间腐蚀 和点蚀的能力加强。高温氧化性能增加。耐全面腐蚀能力稍有 增加由于良好的焊接性、耐蚀性和高温氧化性，其2B、HL产品普遍应 用在汽车排气管部件、电梯面板、家用电器、水槽等。SUS444因添加了Mo、Ti及Nb，其耐蚀性、加工性、焊接性等优秀，与 SUS316相比应力耐蚀和点蚀性能更好热水器、水箱、汽车排气管SUS420J2淬火后强度硬度高，用于高强度机械性质的部件材料。刀具、管嘴、阀门、板尺、餐具一、不锈钢基础知识不锈钢常见表面加工等级等级特征及用途NO.1热轧后施以热处理及酸洗处理的表面。一般用于冷轧材料，工业用槽罐、化学工业 装置
