不鏽鋼的試驗

2023-01-25 12:45:03 字數 5003 閱讀 3370

一、磁性試驗

磁性試驗是區別退火奧氏體不鏽鋼與鐵索體不鏽鋼的最簡單的方法。奧氏體不鏽鋼是非磁性鋼,但經大壓下冷加工後將具有輕度的磁性;而純粹的鉻鋼和低合金鋼都是強磁性鋼。

二、硝酸點試驗

不鏽鋼板的乙個顯著特點是對濃硝酸和稀硝酸具有固有的耐蝕性。這種效能使其能很容易地從大多數其他金屬或合金中加以區分。但高碳型420和440鋼在進行硝酸點試驗時則稍受腐蝕,有色金屬遇到濃硝酸時立即會被腐蝕。

而稀硝酸對碳鋼具有強烈的腐蝕性。

三、硫酸銅點試驗

硫酸銅點試驗是快速區分普通碳素鋼和所有型別的不鏽鋼的最簡便方法。所使用的硫酸銅溶液的濃度為5~10%。

在進行點試驗前,試驗區應徹底清除油脂或各種雜質,並用軟磨布磨光乙個小區域,然後再用滴瓶向清理後的區域滴注硫酸銅溶液。普通碳素鋼或鐵在幾秒鐘內就會形成一層表面金屬銅,而不鏽鋼的表面則不產生銅沉澱或顯示銅的顏色。

四、硫酸試驗

硫酸浸沒不鏽鋼板試驗能把302和304與316和317區分開來。試樣的切邊應經過細磨,然後在體積濃度為20~30%、溫度為60~66℃的硝酸(比重為1.42)中清洗和鈍化半小時。

硫酸試驗溶液的體積濃度為10%,加熱到71℃當.302和304鋼浸入這種熱溶液中時,被迅速腐蝕並產生大量氣泡,試樣在幾分鐘內變黑;而316和317鋼的試樣則不受腐蝕或反應很慢(不產生氣泡),試樣在10~15分鐘內不變色。如果採用同時試驗具有已知成分的試樣來進行近似比較的話,可使試驗更為準確。

一、不鏽鋼基本資訊

簡介  所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應,在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續進行氧化,使鏽蝕不斷擴大,最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬(例如,鋅,鎳和鉻)進行電鍍來保護碳鋼表面,但是,正如人們所知道的那樣,這種保護僅是一種薄膜。

如果保護層被破壞,下面的鋼便開始鏽蝕

鉻是使不鏽鋼獲得耐蝕性的基本元素,當鋼中含鉻量達到12%左右時,鉻與腐蝕介質中的氧作用,在鋼表面形成一層很薄的氧化膜( 自鈍化膜),可阻止鋼的基體進一步腐蝕。除鉻外,常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等,以滿足各種用途對不鏽鋼組織和效能的要求。

化學成分

不鏽鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低,因此,大多數不鏽鋼的含碳量均較低,有些鋼的wc甚至低於0.03%(如00cr12)。不鏽鋼中的主要合金元素是cr,只有當cr含量達到一定值時,鋼才有耐蝕性。

因此,不鏽鋼一般wcr均在13%以上。不鏽鋼中還含有ni、ti、mn、n、nb等元素。

種類   不鏽鋼常按組織狀態分為:馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等。另外,可按成分分為:鉻不鏽鋼、鉻鎳不鏽鋼和鉻錳氮不鏽鋼等。

1、鐵素體不鏽鋼:含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高,耐氯化物應力腐蝕性能優於其他種類不鏽鋼。

屬於這一類的有crl7、cr17mo2ti、cr25,cr25mo3ti、cr28等。鐵素體不鏽鋼因為含鉻量高,耐腐蝕性能與抗氧化效能均比較好,但機械效能與工藝效能較差,多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕,並具有高溫抗氧化效能好、熱膨脹係數小等特點,用於硝酸及食品工廠裝置,也可製作在高溫下工作的零件,如燃氣輪機零件等。

2、奧氏體不鏽鋼:含鉻大於18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質腐蝕。

奧氏體不鏽鋼的常用牌號有1cr18ni9、0cr19ni9等。0cr19ni9鋼的wc<0.08%,鋼號中標記為「0」。

這類鋼中含有大量的ni和cr,使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能,在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好,用來製作耐酸裝置,如耐蝕容器及裝置襯裡、輸送管道、耐硝酸的裝置零件等。奧氏體不鏽鋼一般採用固溶處理,即將鋼加熱至1050~1150℃,然後水冷,以獲得單相奧氏體組織。

3、奧氏體 - 鐵素體雙相不鏽鋼:兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的優點,並具有超塑性。

奧氏體和鐵素體組織各約佔一半的不鏽鋼。在含c較低的情況下,cr含量在18%~28%,ni含量在3%~10%。有些鋼還含有mo、cu、si、nb、ti,n等合金元素。

該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕效能和焊接效能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不鏽鋼的475℃脆性以及導熱係數高,具有超塑性等特點。與奧氏體不鏽鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不鏽鋼具有優良的耐孔蝕效能,也是一種節鎳不鏽鋼。

4、馬氏體不鏽鋼:強度高,但塑性和可焊性較差。

馬氏體不鏽鋼的常用牌號有1cr13、3cr13等,因含碳較高,故具有較高的強度、硬度和耐磨性,但耐蝕性稍差,用於力學效能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上,如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。

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三、不鏽鋼作用

不鏽鋼不會產生腐蝕、點蝕、鏽蝕或磨損。不鏽鋼還是建築用金屬材料中強度最高的材料之一。由於不鏽鋼具有良好的耐腐蝕性,所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。

含鉻不鏽鋼還集機械強度和高延伸性於一身,易於部件的加工製造,可滿足建築師和結構設計人員的需要

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四、不鏽鋼牌號分組

沉澱硬化型不鏽鋼。具有很好的成形效能和良好的焊接性,可作為超高強度的材料在核工業、航空和航天工業中應用。

按成分可分為cr系(400系列)、cr-ni系(300系列)、cr-mn-ni(200系列)及析出硬化系(600系列)。

200 系列—鉻-鎳-錳奧氏體不鏽鋼

300 系列—鉻-鎳奧氏體不鏽鋼

301—延展性好,用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於304不鏽鋼。

302—耐腐蝕性同304,由於含碳相對要高因而強度更好。

303—通過新增少量的硫、磷使其較304更易切削加工。

304— 即18/8不鏽鋼。gb牌號為0cr18ni9。

309—較之304有更好的耐溫性。

316—繼304之後,第二個得到最廣泛應用的鋼種,主要用於食品工業、製藥行業和外科手術器材,新增鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作「船用鋼」來使用。ss316則通常用於核燃料**裝置。

18/10級不鏽鋼通常也符合這個應用級別。[1]

型號 321—除了因為新增了鈦元素降低了材料焊縫鏽蝕的風險之外其他效能類似304。

400 系列—鐵素體和馬氏體不鏽鋼。

408—耐熱性好,弱抗腐蝕性,11%的cr,8%的ni。

409—最廉價的型號(英美),通常用作汽車排氣管,屬鐵素體不鏽鋼(鉻鋼)。

410—馬氏體(高強度鉻鋼),耐磨性好,抗腐蝕性較差。

416—新增了硫改善了材料的加工效能。

420—「刃具級」馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不鏽鋼。也用於外科手術刀具,可以做的非常光亮。

430—鐵素體不鏽鋼,裝飾用,例如用於汽車飾品。良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性要差。

440—高強度刃具鋼,含碳稍高,經過適當的熱處理後可以獲得較高屈服強度,硬度可以達到58hrc,屬於最硬的不鏽鋼之列。最常見的應用例子就是「剃鬚刀片」。常用型號有三種:

440a、440b、440c,另外還有440f(易加工型)。

500 系列—耐熱鉻合金鋼。

600 系列—馬氏體沉澱硬化不鏽鋼。

630—最常用的沉澱硬化不鏽鋼型號,通常也叫17-4;17%cr,4%ni。

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五、不鏽鋼為什麼耐腐蝕?

所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應,在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續進行氧化,使鏽蝕不斷擴大,最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬(例如,鋅,鎳和鉻)進行電鍍來保證碳鋼表面,但是,正如人們所知道的那樣,這種保護僅是一種薄膜。

如果保護層被破壞,下面的鋼便開始鏽蝕。

不鏽鋼的耐腐蝕性取決於鉻,但是因為鉻是鋼的組成部分之一,所以保護方法不盡相同。

在鉻的新增量達到11.7%以上時,鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加,但鉻含量更高時,儘管仍可提高耐腐蝕性,但不明顯。原因是用鉻對鋼進行合金化處理時,把表面氧化物的型別改變成了類似於純鉻金屬上形成的表面氧化物。

這種緊密粘附的富鉻氧化物保護表面,防止進一步地氧化。這種氧化層極薄,透過它可以看到鋼表面的自然光澤,使不鏽鋼具有獨特的表面。而且,如果損壞了表層,所暴露出的鋼表面會和大氣反應進行自我修理,重新形成這種氧化物"鈍化膜",繼續起保護作用。

因此,所有的不鏽鋼元素都具有一種共同的特性,即鉻含量均在10.5%以上。

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七、不鏽鋼的優點--耐大氣腐蝕

經驗表明,大氣的腐蝕程度因地域而異。為便於說明,建議把地域分成四類,即:鄉村,城市,工業區和沿海地區。

鄉村是基本上無汙染的區域。該區人口密度低,只有無汙染的工業。

城市為典型的居住、商業和輕工業區,該區內有輕度汙染,例如交通汙染。

工業區為重工業造成大氣汙染的區域。汙染可能是由於燃油所形成的氣體,例如硫和氮的氧化物,或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體。空氣中懸遊的顆粒,像鋼鐵生產過程中產生的灰塵或氧化鐵的沉積也會使腐蝕增加。

沿海地區通常指的是距海邊一英里以內的區域。但是,海洋大氣可以向內陸縱深蔓延,在海島上更是如此,盛行風來自海洋,而且氣候惡劣。例如,英國氣候條件就是如此,所以整個國家都屬於沿海區域。

如果風中夾雜著海洋霧氣,特別是由於蒸發造成鹽沉積集聚,再加上雨水少,不經常被雨水沖刷,沿海區域的條件就更加不利。如果還有工業汙染的話,腐蝕性就更大。

美國、英國、法國、義大利、瑞典和澳大利亞所進行的研究工作已經確定了這些區域對各種不鏽鋼耐大氣腐蝕的影響。有關內容在niidi出版的《建築師便覽》中作了簡單介紹,該書中的表可以幫助設計人員為各種區域選擇成本效益最好的不鏽鋼。

在進行選擇時,重要的是確定是否還有當地的因素影響使用現場環境。例如,不鏽鋼用在工廠煙囪的下方,用在空調排氣擋板附近或廢鋼場附近,會存在非一般的條件。

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八、維修及清理

和其它曝露於大氣中的材料一樣,不鏽鋼也會髒。今後的講座將分析影響維修及清理成本的設計因素。但是,在雨水沖刷,人工沖洗和已髒表面之間還存在著一種相互關係。

通過把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水沖刷的效果。人工沖洗的效果是通過人工用海綿沾上肥皂水每隔六個月擦洗每塊板條的右邊來確定的。結果發現,與放在有棚的地方和不被沖洗的地方的板條相比,通過雨水沖刷和人工擦洗去除表面的灰塵和淤積對表面情況有良好的作用。

而且還發現,表面加工的狀況也有影響,表面平滑的板條比表面粗糙的板條效果要好。

不鏽鋼的定義,不鏽鋼的發展歷史,不鏽鋼的種類

在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不鏽鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經過鍍色等表面處理,而發揮不鏽鋼所固有的表面效能,使用於多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不鏽鋼。代表效能的有13鉻鋼,18 鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析,因為不鏽鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離...

奧氏體不鏽鋼與馬氏體不鏽鋼的區別

管件知識 2 奧氏體不鏽鋼與馬氏體不鏽鋼的區別 奧氏體不鏽鋼 在常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。鋼中含cr約18 ni 8 10 c約0.1 時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不鏽鋼包括著名的18cr 8ni鋼和在此基礎上增加cr ni含量並加入mo cu si nb ti等元素發展起來的高cr n...

關於不鏽鋼的

耐高溫高酸不鏽鋼推薦 雙相不鏽鋼2205是一種鐵素體 奧氏不鏽鋼。它綜合了鐵素體和奧氏體最有益的效能,具有很好的抗氯離子應力腐蝕開裂,比317l有更好的抗氯離子點蝕和縫隙腐蝕能力,很好的抗普通腐蝕的能力,很好的抗硫化物應力腐蝕能力。由於該鋼鉻和鉬的含量都很高,因此具有極好的抗點腐蝕和均勻腐蝕的能力。...