不锈钢选材和使用设计指南

不锈钢选材和使用设计指南

 前言

    不锈钢是含10.5%以上铬的铁基合金.半个多世纪以来,不锈钢在建筑、化学等行业及生活消费方面得到应用.现在市场销售的许多不锈钢最早是由美国钢铁协会（AISI）认可作为标准合金的。还有，大批生产的可买的是具有特殊性能的有专利权的不锈钢（见附录A）。

设计者应具备有从这样多的不锈钢中选择具有一定特性和性能的合金的现成的原始资料。为了满足这种需要，不锈钢生产者协会开始准备这种小册子。这些数据由北美特殊钢工业（SSINA）审查和修改过。特别是为设计工程师而写，对不锈钢的广阔领域作了概述，既有标准的又有专利权的，包括成分、性能、制造方法和用途。对60个标准牌号的更详细的资料，包含在AIME（美国矿业、冶金和石油协会）所属钢铁协会的《钢产品手册──不锈钢和耐热钢》中。这些资料特别强调了在市场上销售的产品的制造方法、表面精度表示方法、产品形状、尺寸和重量允许偏差。在AISI于1986年中断出版之后，AIME负责该手册的出版、修改和销售工作。

 1、不锈钢牌号

作为一种材料，特殊意义的不锈钢时常要被查阅。实际上有50个以上不锈钢牌号。通常有三类方法用来对不锈钢编号。即：1、冶金组织；2、AISI编号体系：以200、300和400系列编号；3、统一数字代号体系，该体系是由美国试验与材料协会（ASTM）和美国自动车工程师协会（SAE）制定的，适用于所有通用的金属和合金。

还有许多以通常的名称被人们了解的牌号，与AISI的牌号相似，但是没有被AISI正式认可。这些通常的名称，既不是商标，又不是与单个生产者有紧密地联系，这些在表中标出。这些普通的（非AISI的）名称在ASTM规范中没有规定，所以使用与这些牌号有关的UNS牌号是很重要的。

下面对这些分类作一说明。表1-表达按照冶金组织──奥氏体、铁素体、马氏体、沉淀硬化和双相型列出了各种了各种不锈钢。

奥氏体不锈钢（表1）含铬和镍的以300系类标记，含有铬、镍和锰的钢以200系类标记。奥氏体类不锈钢具有不同的成份和性能，但是具有许多通用的特性。他们可以用冷加工硬化，但是不能热处理硬化。在退火状态，所有的钢基本显示非磁性，但是有些钢可以通过冷加工变为轻微磁性。他们具有极好的耐腐蚀性能，非常好的加工性，通过冷加工可以提高强度。

304型（通常称为18-8不锈钢）是最广泛使用的奥氏体类钢，他的名义成份是铬18-镍8。

铁素体不锈钢（表1）是纯铬400系类钢，不能通过热处理硬化，而通过冷加工只能得到中等程度的硬化。他们带有磁性，具有很好的延展性和耐腐蚀性及抗氧化性。430型是通常使用的铁素体类不锈钢。

马氏体类不锈钢（表3）是纯铬400系钢，能够通过热处理硬化。他们带有磁性。他们在中等介质中耐腐蚀。他们具有较好的延展性，有些钢可以通过热处理使抗拉强度超过

200，    000psi（1379MPa）。

410型是通常使用的马氏体类钢。

沉淀硬化类不锈钢（表4）是铬──镍类钢，有些钢含其他合金元素，例如铜或铝。他们可以通过固溶处理和时效被硬化以达到高强度。

双相不锈钢（表5）具有典型的大约相等的奥氏体和铁素体相的退火组织，虽然没有正式确定，通常认为，较少的相至少会有30%（按体积）。

双相不锈钢提供的一些优越性超过普通的奥氏体不锈钢。双相钢牌号具有高的抗氯化物应力腐蚀破裂能力，具有极好的抗点腐蚀和裂缝腐蚀能力，并表现出比普通的牌号具有大约两倍的屈服强度。329型和2205型是典型的双相钢。