冷軋不銹鋼的基礎(chǔ)知識及生產(chǎn)流程.ppt

1、不銹鋼基礎(chǔ)知識,一、不銹鋼的定義,不銹鋼的狹義定義：是指在大氣中不容易生銹的鋼； 不銹鋼的廣義定義：是指在特定條件下的酸、堿、鹽中耐腐蝕的鋼。 通常稱不銹鋼是鉻含量為12%以上的鐵基合金。 不銹鋼在石油化工、原子能、輕工、紡織、食品、家用器械、電器、汽車等方面應用廣泛。,二、不銹鋼的分類,不銹鋼的分類方法較多，但人們習慣按其組織特點進行分類，按此方法可將不銹鋼分成以下五大類： 1、奧氏體不銹鋼 4、雙相不銹鋼 2、鐵素體不銹鋼 5、沉淀硬化不銹鋼 3、馬氏體不銹鋼,二、不銹鋼的分類,不銹鋼組織分類圖,二、不銹鋼的分類,1、奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼為面心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體組織。 工業(yè)牌號可分為C

2、r-Ni和Cr-Ni-Mn-N兩大類型。 在正常熱處理條件下，鋼的基體組織為奧氏體，在不恰當熱處理或不同受熱狀態(tài)下，在奧氏體基體中有可能存在少量的碳化物及鐵素體組織。 奧氏體不銹鋼不能通過熱處理方法改變它的力學性能，只能采用冷變形的方式進行強化。 可以通過加入鉬、銅、硅等合金化元素的方法得到適用于各種使用條件的不同鋼種，如316L、304Cu等。 無磁性、良好的低溫性能、易成型性和可焊性是這類鋼種的重要特性。,二、不銹鋼的分類,2、鐵素體不銹鋼 鐵素體不銹鋼為體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體組織，不能采用熱處理方法改變它的組織結(jié)構(gòu)。 鐵素體不銹鋼具有強磁性、易于成型、耐應力銹蝕、耐點蝕等特點。 根據(jù)鋼中的

3、碳、氮含量可將鐵素體不銹鋼分成高純鐵素體不銹鋼（如409L）和普通鐵素體不銹鋼（如430）兩大類。 3、馬氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼淬火后可以得到馬氏體組織。 具有高強度和高硬度，通過熱處理可以調(diào)整鋼的力學性能。 馬氏體不銹鋼的耐腐蝕性比奧氏體及鐵素體稍差。,二、不銹鋼的分類,4、雙相不銹鋼 雙相不銹鋼通常由奧氏體和鐵素體兩相組織構(gòu)成。兩相比例可以通過合金成分和熱處理條件的改變加以調(diào)整。 這類鋼屈服強度高、耐點蝕、耐應力腐蝕，易于成型和焊接。 5、沉淀硬化不銹鋼 沉淀硬化不銹鋼按其組織可分成馬氏體沉淀硬化不銹鋼（以0Crl7Ni4Cu4Nb為代表），半奧氏體沉淀硬化不銹鋼（以O(shè)Crl7Ni7Al

4、 和OCrl5Ni25Ti2MoVB為代表）和奧氏體加鐵素體沉淀硬化不銹鋼（以PH55A、B、C為例）。 這種類型的不銹鋼可借助于熱處理工藝調(diào)整其性能，使其在鋼的成型、設(shè)備制造過程中處于易加工和易成型的組織狀態(tài)。半奧氏體沉淀硬化不銹鋼通過馬氏體相變和沉淀硬化，奧氏體、馬氏體沉淀硬化不銹鋼通過沉淀硬化處理使其具有高的強度和良好的韌性。 這類鋼的鉻含量在17%左右，加之含有鎳、鉬等元素，因此，除具有足夠的不銹性外，其耐蝕性接近于18-8型奧氏體不銹鋼。,三、常見鋼種化學成分和牌號對照,表4 產(chǎn)品特性及用途,三、常見鋼種特性及用途,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝退火,為了使不銹鋼材獲得較

5、佳的使用性能或為不銹鋼材用戶進行不銹鋼冷、熱加工創(chuàng)造必要的條件，不銹鋼材在出廠前一般需進行退火熱處理（固熔處理）。 可分為連續(xù)式退火爐及罩式退火爐,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝酸洗,酸洗的目的是去掉熱軋及退火過程中在鋼帶表面形成的鐵鱗，即氧化層。除此之外，酸洗另一個目的是對不銹鋼表面進行鈍化處理，提高鋼板耐蝕性。 酸洗可分為熱卷酸洗、冷卷酸洗,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝冷軋,厚度、板形、表面 十二輥軋機、二十輥森吉米爾整體式可逆冷軋機 、二十輥四立柱可逆式冷軋機 平整：小壓下量軋制，與冷軋不同。多為二輥可逆冷軋機。,四、不銹鋼的生產(chǎn)工藝精整,分條：切邊、分定尺寬條、分卷 橫切：切邊、矯直、切定尺板 重卷：切

6、邊、分卷 拉矯：拉伸、矯直、切邊、分卷,寶新公司積極采用當今世界先進、成熟、可靠的工藝裝備，主體設(shè)備均由世界上知名的設(shè)備設(shè)計、制造廠商提供,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,由德國LOI公司提供 ，是國內(nèi)第一條用于生產(chǎn)鉻系（即400系列）不銹鋼冷軋鋼帶的先進設(shè)備。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,六座全氫保護氣氛罩式退火爐（BAF）,熱、冷帶退火酸洗機組（ 1#APL ）、冷帶退火酸洗機組（2#APL）由法國DMS總包，電器由ABB提供 。,裝備可靠，控制技術(shù)先進，退火溫度波動范圍在10，確保了產(chǎn)品性能的穩(wěn)定；酸洗工藝采用中性鹽電解法，確保了產(chǎn)品的表面質(zhì)量。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,由法國DMS提供，設(shè)備可靠，操作方

7、便，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。投放市場的BA產(chǎn)品質(zhì)量已達到日新制鋼水平。,立式全氫保護氣氛連續(xù)光亮退火機組（ BAL ）,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,設(shè)備電器分別由東芝、ALSTOM、ABB提供，運行可靠，控制技術(shù)先進，板形和厚度精度高，適宜于生產(chǎn)高精度的冷軋不銹鋼產(chǎn)品。 該機組中的軋制油回收技術(shù)獲二項國家專利；另有鐵素體不銹鋼軋制技術(shù)發(fā)明專利正在實質(zhì)審查之中。,十二輥冷軋機組 (1#CRM)，日本三菱重工提供； 二十輥森吉米爾軋機（2#CRM），法國DMS提供； 二十輥四立柱軋機（3#CRM），德國SUNDWIG提供,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,1#修磨拋光機組（1#CGL）由日本日新工機提供，所產(chǎn)研磨品質(zhì)量穩(wěn)定，

8、廣泛用于國內(nèi)優(yōu)質(zhì)電梯、家電等行業(yè)。其中一項研磨板生產(chǎn)技術(shù)已申報國家發(fā)明專利。,2#修磨拋光機組（2#CGL）由美國法塔公司提供，主要用于粗修磨。運行正常后，寶新BA板產(chǎn)量將有較大幅度的提升。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,平整機組（SPM） 由日本宇部興產(chǎn)提供，為濕式平整法；現(xiàn)經(jīng)德國SUNDWIG進行改造，為干式平整法。,張力拉矯機組（TLL）由德國SUNDWIG提供，為寶新產(chǎn)品優(yōu)良的板形質(zhì)量提供了進一步的保障。,五、不銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,橫切機組（ CTL ）縱切機組（ STL ）由西重所總承包 ，主體設(shè)備從國外引進。,該兩條機組包含寶新公司兩項專利技術(shù)，并曾于2000年榮獲國家科技進步二等獎。,五、不

9、銹鋼的生產(chǎn)設(shè)備,不銹鋼常見表面加工等級,六、不銹鋼的焊接特性馬氏體系不銹鋼的焊接,焊接馬氏體鋼時，焊接部位變?yōu)轳R氏體組織硬化，因此容易引起焊接低溫開裂。 硬化程度與鋼的含C量成比例，含C量高的鋼易引起焊接開裂，并且鋼中的氫含量越高對開裂就越敏感。,防止開裂的措施： （a）進行充分預熱（例如300以上），分離出擴散性氫。（b）較薄的板預熱效果小，應使用高合金焊絲，使用加有Nb等的鐵素體系焊絲或者奧氏體系焊絲（例如309焊絲）為佳。（c）熱影響區(qū)相應的不容易開裂，但有時也會引起焊縫根部開裂，關(guān)于焊縫根部開裂較多的起因是由于在未焊接部引起的應力集中，因此要注意熔入不足或有無缺陷的情況，這是非常重要的

10、。,六、不銹鋼的焊接特性鐵素體系不銹鋼的焊接,焊接熱影響區(qū)主要以鐵素體為主，馬氏體析出量很少，因此不太會硬化，不易發(fā)生焊接開裂。 本系鋼種被加熱至高溫會發(fā)生鐵素體晶粒粗大、脆化。這種趨向是含Cr量越多，脆化越顯著。 本系鋼種除低Cr鋼種以外，焊接部位相當脆，特別是作為中厚板等焊接構(gòu)造用材是不合適的。要用本系鋼種時，焊絲使用奧氏體系焊絲（例如：309、308焊絲），盡可能地進行低溫焊接，或者焊接后進行約600800的后熱處理，改善其韌性。,鐵素體系鋼種一旦加熱到高溫不快速冷卻的話，焊接部位就會對晶間腐蝕很敏感。即使使用冷卻很快的點焊、電阻焊等也容易發(fā)生敏化。更何況在使用冷卻很緩慢（如氬弧焊）的情

11、況下，那么無論是用哪種焊接條件都會發(fā)生敏化。為防止這樣的敏化狀態(tài)，比如SUS430，焊接后短時間加熱至700800就可以防止。但這種后熱處理很多場合很難被適用，所以需要充分考慮使用環(huán)境和選擇鋼種。,六、不銹鋼的焊接特性奧氏體系不銹鋼的焊接,300系列鋼屬于此系鋼種。本系鋼種一般都容易焊接，焊接性及焊接部位性能優(yōu)越。本系鋼種不會引起焊接時的低溫開裂，但特定的鋼種在焊接時會發(fā)生高溫開裂。高溫開裂在焊縫處最容易產(chǎn)生，有焊口開裂、穿過焊縫中央的縱向開裂、橫向開裂等，SUS310S鋼種最容易發(fā)生。 另一種在熱影響區(qū)域也會發(fā)生，例如在焊接時、去除應力退火時分別會引起橫向開裂和縱向開裂，尤其是SUS347等

12、鋼種。,防止這種高溫開裂的方法有以下幾種： 1.熔敷金屬轉(zhuǎn)變?yōu)閱蜗嘟M織時，容易開裂，使用含有少量鐵素體的焊條有較好效果； 2.少使用含S、P、Si等會促進凝固開裂的不純物焊絲； 3.采用低溫焊接、焊縫寬度窄一些、焊接成凸起狀；,焊接部位機械性能與母材相似，加工性優(yōu)越，但延伸性較低。焊接部位有一定低溫脆化現(xiàn)象。 在焊接的熱履歷里，由于加熱冷卻時會通過500-800碳化鉻的析出范圍，含C量較多的SUS301、302、304、316、309、310S等鋼種在其熱影響區(qū)域會析出Cr的碳化物，使晶間腐蝕變得敏感，因此盡可能用低溫焊接，同時有必要盡量使用冷的金屬板導熱等。,拘束越大或者板厚越厚、熔敷鋼量越

13、多，焊接殘余應力就變得越大，成了應力腐蝕開裂的條件。用陰極防蝕、噴射硬化等方法有防止效果，但由于適用限度有限，所以主要的還是采用除應力退火的方法比較多。因此，盡量不要使用易敏化的鋼，盡可能地使用極低碳或穩(wěn)定化不銹鋼。,六、不銹鋼的耐腐蝕性,不銹鋼的耐蝕性是依賴于形成在其表面的鈍化膜，根據(jù)是否具有保持這一鈍化膜的使用環(huán)境，隨之有明顯的不同。 不銹鋼通常在強氧化性的環(huán)境下，表現(xiàn)出強于貴金屬的耐蝕性，與其它金屬材料相比較，具有在大多數(shù)的腐蝕環(huán)境下易鈍化的特征。,六、不銹鋼的耐腐蝕性不銹鋼發(fā)生腐蝕的類型,1、全面腐蝕。判定不銹鋼的一般耐蝕性的基準； 2、點蝕（孔蝕）。通常發(fā)生在鹵素離子中； 3、縫隙腐

14、蝕。設(shè)備或部件連接處，存在微電池濃度差、電勢差； 4、應力腐蝕開裂。拉應力（殘余應力）和鹵素離子存在是主因； 5、晶間腐蝕。敏化態(tài)，產(chǎn)生鉻化物析出。,六、不銹鋼的耐腐蝕性鋼種耐蝕性對比圖,選擇不銹鋼的原則,1、耐腐蝕性。一定要考慮所處的環(huán)境條件和耐腐蝕的類型。 成本效益最好的不銹鋼既能提供所要求的使用壽命期內(nèi)足夠的耐腐蝕性，而又不浪費過多的合金。 2、力學性能。在選擇不銹鋼方面最重要的力學性能通常是強 度、硬度、塑性、沖擊韌性、疲勞強度或耐應力腐蝕斷裂等，這些性能一種經(jīng)濟上的組合。 3、物理性能。包括比重、磁性能、熱傳導、線形膨脹系數(shù)等。 4、制造加工性能。應該從兩個角度考慮：一是加工部件的難易程度；二是加工對合金性能的影響。