您是否想知道奥氏体不锈钢与其他种类的不锈钢有何不同?如果是这样,这里是各种不锈钢之间如何区别的简要说明。
1.奥氏体不锈钢具有与其他不锈钢不同的特性
不锈钢品种的主要区别在于其耐腐蚀性,高温稳定性,抗张强度,可焊接性和淬透性。
不锈钢是铬含量至少为11%(最大30%)的钢合金,可防止铁颗粒腐蚀并增强其承受更高温度的能力。
奥氏体不锈钢属于不锈钢家族,在以下五种钢中最受欢迎:
铁素体不锈钢具有标准的铬含量(11%)和少量的碳(碳含量低于0.10%)。它们的耐腐蚀性低。它们的磁性能归因于体心立方(BCC)结构,在每个角处都有一个Fe原子,在中心有一个Fe原子。铁素体不锈钢的局限性在于其较低的硬度和平均机械强度。但是,铁素体钢是最有用和最受欢迎的不锈钢之一。镍含量低说明了为什么它们很便宜。
马氏体不锈钢也主要含有铬,但与铁素体不锈钢不同,它们含有更高百分比的碳(最高1%)。它们能够硬化和回火,并且具有磁性。它们的主要缺点是与铁素体和奥氏体类型相比,它们不易焊接且防腐蚀性能较低。对于腐蚀风险非常低且高抗拉强度和冲击负载能力是必不可少的要求的应用,马氏体不锈钢是首选。
双相不锈钢的显微组织既是奥氏体(50%)又是铁素体(50%)。这些钢由于具有较高的强度而能够承受比奥氏体或铁素体更高的载荷,并且具有固有的抗应力腐蚀开裂(SCC)和酸性腐蚀的能力。双相不锈钢显示出有限的磁性和可焊性。双相钢是用于存储和运输化学品的大型储罐和容器的首选材料。
沉淀硬化不锈钢具有很高的耐腐蚀性(像奥氏体不锈钢一样)。由于添加了高达0.5%的铌,铜和铝,它们的强度可以高于马氏体不锈钢。铬添加量为15%-17.5%。由于其机械强度,这些等级是长轴的首选材料。
奥氏体不锈钢含有16%至30%的铬和中等至高百分比的镍。这些牌号不能进行热处理以增加硬度。奥氏体不锈钢是非磁性的。它们是使用最广泛的等级。
2.奥氏体等级已有一百多年的历史
奥氏体不锈钢和其他不锈钢已有一百多年的历史。在1800年代初期,一些研究人员(Mallet,Faraday,Stodart和Bunsen)能够观察到并得出结论,铬铁合金(类似于当今的铬钢合金)具有抗氧化和抗酸的能力。1821年,法国冶金学家PierreBerthier建议使用这种铬铁制造餐具,因为他也发现了这种铬铁具有抗酸侵蚀的能力。
1913年,英格兰的哈里·布雷雷(HarryBrearley)熔化了一种含12.8%铬的钢合金(第一种不锈钢),他试图生产用于枪管的耐磨钢,并意外地生产出一种能够抵抗酸腐蚀和生锈的等级。通过向铁水中添加铬,他生产了所谓的“不锈钢”。1914年,不锈钢刀被推销为不锈钢刀。
到1912年,克虏伯工程师EnnoStrauss和EduardMaurer已经将奥氏体不锈钢的专利权授予Nirosta。本发明具有7%的镍和21%的铬。克虏伯工程师开发的钢种具有耐酸腐蚀,易延展和易于成型的特点。1919年,E。Haynes获得了马氏体不锈钢的专利。同时,德国人发明了奥氏体等级316。不久,这些奥氏体不锈钢被发现可用于医疗器械,厨房,吸尘器和车辆。
3.面心立方结构(FCC)是奥氏体不锈钢的基本特征
奥氏体不锈钢的特征在于其面心立方(FCC)晶体结构或密堆积立方球。
相反,铁素体不锈钢具有体心立方(BCC)结构。在镍基合金系统中,将铁素体转变成奥氏体结构(面心立方)的最低要求是8%的镍(铬含量为18%)。这些被称为300系列(例如304级)。如果镍含量小于8%,则氮的添加可以确保完全转化为奥氏体结构。低镍奥氏体钢种称为200系列,价格相对便宜。
由于氮化物沉淀的产生,奥氏体级的大量氮的存在会产生不利影响。(在《高氮不锈钢外观》中了解其他特性。)其他元素(如锰和铜)也被添加到奥氏体不锈钢中,以确保面心立方(FCC)结构的稳定性。
4.奥氏体不锈钢可以硬化
奥氏体不锈钢不能通过热处理硬化。然而,它们的硬度和机械强度可以通过冷加工来提高。其他提高硬度的方法包括添加氮和通过沉淀硬化工艺。当奥氏体不锈钢进行加工硬化时,它们会迅速获得强度。
通过将加工硬化过程与退火相结合,可以根据所需的可弯曲性和强度要求对制成的零件和组件进行精加工。
5.奥氏体等级可以承受低温
由于奥氏体不锈钢的延展性,韧性和机械强度可在很宽的温度范围内维持,因此可从低温到高温范围使用。金属在零度以下温度下的韧性和延展性是衡量低温耐热性的量度。在零下温度下,奥氏体不锈钢的拉伸载荷能力要比正常环境温度下更高。但是,马氏体和铁素体不锈钢不能在零度以下的温度下使用,因为它们的韧性在这些温度下会大大降低。
6.奥氏体不锈钢也适用于高温
高铬含量的奥氏体不锈钢在高温下仍保持其机械强度。包含高硅的钢种在高温下也具有增强的强度。在这些高温下,高硅含量还可以提高对热硫酸的抗腐蚀性。
7.奥氏体不锈钢为非磁性
由于奥氏体不锈钢是非磁性的,因此它们可用于可能产生大磁场的建筑物的建筑,例如带有MRI扫描仪的医疗中心。
但是,由于磁导率的增加,一些型号的冷加工奥氏体不锈钢(例如302不锈钢)可能会变成弱磁性等级。如果进行冷加工,则镍含量高的奥氏体等级(例如316不锈钢)不会变成磁性。
8.低碳奥氏体不锈钢具有更好的可焊性
由于焊接通常是高温工艺,因此在焊接厚奥氏体等级的零件时,任何铬都可能与不锈钢中的碳含量发生反应,从而导致碳化铬的产生,该碳化铬沉淀在晶界处。因此,铬含量的降低会引起严重的局部腐蚀。使用碳含量极低的奥氏体钢可以减少碳化铬的形成。
在某些牌号(例如316L)中,碳含量低于0.03%可使碳化铬形成和因局部腐蚀而造成的后续损害的风险降至最低。
奥氏体牌号有时会用作固体腐蚀形式或在碳钢芯上的覆层,用于在严重腐蚀的海洋环境中用于水泥混凝土建筑的增强。在这种覆层应用中,必须仔细评估双金属腐蚀的风险。
9.超级奥氏体不锈钢确保更强的腐蚀防护
超级奥氏体钢含有高钼,高镍,高铬和氮,以确保在高腐蚀性环境(例如,热盐水环境)中具有出色的耐腐蚀性。
超级奥氏体等级是铁基奥氏体面心立方不锈钢合金。在保留诸如可成形性,一般耐蚀性和奥氏体等级强度的优点的同时,这些还确保了对缝隙腐蚀和点蚀(由于氯化物)的优异抵抗力以及出色的可焊性。
抗点蚀性以抗点蚀当量数(PREN)来衡量。通过添加钼和氮可获得更高的抗点蚀性能。与奥氏体等级相比,在固溶退火条件下,这些等级的屈服强度更高。