不锈钢密度

一、不锈钢基础知识1.1不锈钢的定义及特性定义：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，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，而发挥其固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢（以不锈、耐蚀性为主要特性，且铬含量至少为10.5%，碳含量最大不超过1.2%的钢）。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。保持不锈钢的耐腐蚀性，钢必须含有10.5%的铬。特性：耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用强度高耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾常温加工，即容易塑性加工不必表面处理，简便、维护简单清洁，光洁度高焊接性能好1.2不锈钢的分类不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。a.化学成分分类：Cr系列：铁素体系列、马氏体系列；Cr-Ni系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。b.金相组织分类：奥氏体不锈钢铁素体不锈钢马氏体不锈钢双相不锈钢沉淀硬化不锈钢1.3各元素对不锈钢性质的影响和作用铬元素Cr:在不锈钢中其决定作用的元素。可提高不锈钢强度、硬度、耐磨性、抗氧化性和耐腐蚀性，但同时会降低不锈钢的塑性和韧性。碳元素C：提高不锈钢强度，会降低耐腐蚀性。镍元素Ni：耐腐蚀材料，提高不锈钢强度同时保持良好的塑性及韧性，高温下有防锈和耐热能力，是钢中组成奥氏体的元素。锰Mn和氮N：不锈钢中镍的替代元素。钼Mo和铜Cu：提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。钼可进一步改善不锈钢的大气耐腐蚀性，特别是含氯化物大气的腐蚀。钛Ti和铌Nb：防止晶间腐蚀。另外：硅Si：形成铁素体的元素，在一般不锈钢中为常存杂质元素。钴Co：提高硬度。硫S和硒Se：向不锈钢中加0．2~0．4％的硫，可提高不锈钢的切削性能。却降低不锈钢的韧性和耐腐蚀性。1.4不锈钢的标示方法A.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;B.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;C.用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。a.中国国标表示方法：根据GB/T《钢铁产品牌号表示方法》的规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字组合的方式表示。碳含量：一般在牌号的头部用一位阿拉伯数字表示平均碳含量（以千分之几计）；平均碳含量小于千分之一的用“0”表示；碳含量不大于0.03%的用“00”表示。合金元素含量：平均合金元素含量小于1.50%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量；平均合金元素含量为1.5%-2.49%、2.50%-3.49%.....22.50%-23.49%，....时，相应地标明2、3.....13...。专门用途的不锈钢，在牌号头部加上代表该钢用途的代号。举例：0Cr18Ni9、Y1Cr17（易切钢）。b.美国（ASTM）不锈钢牌号表示方法：美国钢铁牌号表示方法较多，不锈钢普遍采用AISI牌号表示方法。目前，ASTM不锈钢标准主要采用UNS（UnifidNumberingSystemforMetalsandAlloys金属与合金统一编号系统）和AISI两种牌号表示方法，在标准中对照列出，今后将逐步过渡为UNS牌号系列。AISI：采用三位阿拉伯数字表示。第一位数字表示类别，第二、三位数字表示顺序号。第一位数字类别：2：Cr-Ni-Mn系；3：Cr-Ni系；4：Cr系；5：低Cr系；（6：沉淀硬化系）举例：201、304、403、504。UNS：由一个前缀字母和5个阿拉伯数字组合表示。不锈钢前缀字母为S，第一位数字表示类别，后四位数字表示顺序号。并且除表示类别的数字1以外，前三位数字代表基本上采用了AISI的牌号表示方法。第一位数字类别：1：沉淀硬化系；2：Cr-Ni-Mn系；3：Cr-Ni系；4：Cr系；5：低Cr系。后两位数字一般为“00”，“03”表示超低碳，其他数字则用来表示主要化学成分相同而个别成分稍有差异，或含有其他特殊合金元素。举例：S20100、S30400、S30403、530451。c.日本（JIS）不锈钢牌号表示方法：日本JIS不锈钢材标准的牌号表示方法为SUS+数字编号。其中，S：steel，U：use，S：stainless；数字编号基本采用美国AISI的牌号表示方法。根据AISI的牌号表示方法，即2：Cr-Ni-Mn系；3：Cr-Ni系；4：Cr系（6：沉淀硬化系）日本独特的牌号，采用相类似的AISI牌号在其后加JI、J2来表示。举例：SUS201、SUS304、SUS304J1.按照钢材的形状、用途和制造方法等，当需要用代号表示时，在牌号后面加上相应的代号，如：B：棒材；CB：冷加工棒材；HP：热轧钢板；CP:冷轧钢板；HS：热轧钢带；CS：冷轧钢带；CSP：弹簧用钢带；WR：线材；Y：焊接用线材；W：钢丝；WP：弹簧用钢丝；WS：冷镦用钢丝；HA：热轧角钢；CA：冷轧角钢；TB：锅炉及热交换器用钢管；TPY：配管用电焊大口径钢管；TP：配管用钢管；TPD：一般配管用钢管。举例：SUS304-B、SUS304-WR、SUS304-HP。1.5各标准不锈钢的特性奥氏体不锈钢在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。铁素体不锈钢在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。奥氏体--铁素体双相不锈钢是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。马氏体不锈钢通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13,3Cr13,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。沉淀硬化不锈钢：按其组织形态可分为三类：沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化马氏体型和沉淀硬化奥氏体型不锈钢。列入我国国家标准钢板牌号的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三种,是属于沉淀硬化半奥氏体型不锈钢。该钢的组织特点是在固溶或退火状态时具有奥氏体加体积分数为5％~20%的铁素体组织。这种钢经过系列的热处理或机械变形处理后奥氏体转变为马氏体，再通过时效析出硬化达到所需要的高强度。这种钢有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中，得到应用。各种不锈钢的特性及用途钢号特性用途奥氏体钢30117Cr-7Ni-碳与304钢相比，Cr、Ni含量少，冷加工时抗拉强度和硬度增高，无磁性，但冷加工后有磁性。列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、弹簧、筛网301L17Cr-7Ni-0.1N-低碳是在301钢基础上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蚀性；通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足，保证钢的强度。铁道车辆构架及外部装饰材料30418Cr-8Ni作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，便用温茺-196℃～800℃）。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（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件304L18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196℃～800℃。应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件。304Cu13Cr-7.7Ni-2Cu因添加Cu其型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，故可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。304N118Cr-8Ni-N在304钢的基础上，减少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高强度，减少钢材厚度。构件、路灯、贮水罐、水管304N218Cr-8Ni-N与304相比，添加了N、Nb，为结构件用的高强度钢。构件、路灯、贮水罐31618Cr-12Ni-2.5Mo因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母316L18Cr-12Ni-2.5Mo低碳作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品32118Cr-9Ni-Ti在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀；适合于在430℃～900℃温度下使用。航空器、排气管、锅炉汽包铁素铁钢409L11.3Cr-0.17Ti-低C、N因添加了Ti元素，故其高温耐蚀性及高温强度较好。汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。410L13Cr-低C在410钢的基础上，降低了含C量，其加工性，抗焊接变形，耐高温氧化性优秀。机械构造用件，发动机排气管，锅炉燃烧室，燃烧器。43016Cr作为铁素体钢的代表钢种，热膨胀率低，成形性及耐氧化性优。耐热器具、燃烧器、家电产品2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网430J1L18-Cr0.5Cu-Nb-低C、N在430钢中，添加了Cu、Nb等元素；其耐蚀性、成形性、焊接性及耐高温氧化性良好。建筑外部装饰材料，汽车零件，冷热水供给设备。436L18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N耐热性、耐磨蚀性良好，因含有Nb、Zr元素，故其加工性，焊接性优秀。洗衣机、汽车排气管、电子产品、3层底的锅。马氏体钢41013Cr-低碳作为马氏体钢的代表