欧洲标准奥氏体不锈钢
欧洲标准耐腐蚀不锈钢主要指的是符合EN 10088系列标准的钢材,这些钢材具有出色的耐腐蚀性能,适用于多种环境和用途。
标准分类
一般用途的不锈钢:根据EN 10088-3:2023,该标准规定了一般用途的耐腐蚀钢的半成品产品(如棒材、杆材、线材、型材和光亮产品)的技术交货条件。这些材料主要用于与食品接触的应用,例如家用设备和容器。
薄板/中板和带材:EN 10088-2:2014描述了一般用途的耐腐蚀钢薄板、板材和带材的技术交货条件。这一部分确保了材料的质量和适用性,尤其是在制造过程中的热处理和冷加工方面。
化学成分
详细的化学成分列表:根据EN 10088-1:2014,这个标准详细列出了各种不锈钢的化学成分,包括主要的合金元素如铬、镍等,这些元素是决定不锈钢耐腐蚀性能的关键因素。
物理性能参考:标准还提供了一些物理性能的参考数据,帮助用户更好地了解不同类型不锈钢的性能特点。
技术要求
交货技术条件:各部分的标准都详细规定了材料的交货技术条件,这包括尺寸、形状、公差及表面质量等,确保材料能满足具体的应用需求。
测试方法:标准中也包含了对材料进行测试的方法,如机械性能测试和耐腐蚀性能测试,以材料达到预期的标准。
应用领域
广泛的行业应用:这种类型的不锈钢广泛应用于需要高耐腐蚀性的环境,如化工处理、海洋应用以及医疗器械等领域。
特殊环境适应性:特别是对于食品级应用,这些不锈钢因其的耐腐蚀性和非毒性,成为制作食品处理和储存设备的材料。
欧洲标准下的耐腐蚀不锈钢通过严格的标准化生产和测试流程,确保了其在多种恶劣环境下都能保持良好的耐腐蚀性和其他必要的物理性能。这不仅有助于提高产品的使用寿命和安全性,也促进了材料科技的发展和应用。
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性能
奥氏体不锈钢含有较高的铬形成致密的氧化膜所以具有良好的耐蚀性。当含铬18%含镍8%时获得单一的奥氏体组织,故奥氏体不锈钢具有良好的耐蚀性、塑性、高温性能和焊接性能。除此之外,奥氏体不锈钢锻造性能、铸造性能及切削性能等有其固有特点。
铸造性能
奥氏体不锈钢的铸造性能比马氏体不锈钢和铁素体不锈钢好。铬镍奥氏体不锈钢的铸造收缩率一般为2.0~2.5%;含钼奥氏体不锈钢的铸造收缩率一般约为2.8%左右;含钛奥氏体不锈钢其铸造性能比不含钛者要差易使铸件产生夹杂、冷隔等铸造缺陷。含氮奥氏体不锈钢铸造时气孔敏感性较大在冶炼、铸造工艺上都采取防护措施严格烘烤炉料采用干型并严格控制出钢温度和浇注温度等。合金元素(如铬、镍、钼、铜等)含量高的奥氏体不锈钢在铸造时铸件易产生裂纹严重者甚至出现开裂,因此在铸造、冶炼工艺上须采取特别的措施。
锻造性能
奥氏体不锈钢锻造比较复杂尤其是合金元素(特别是钼或硅元素)含量高的奥氏体不锈钢更为复杂。因其热导率低、膨胀系数大,锻造加热时需缓慢进行否则工件内外温差大会产生裂纹。此外奥氏体不锈钢加工硬化效应大,锻造时形变阻力很大使锻造困难。一般情况下奥氏体不锈钢所采用的锻造工艺是:始锻温度1150~1200℃,终锻温度为825~950℃。对含钼或硅较高的奥氏体不锈钢其锻造的高温度不应超过1150℃,终锻温度不能低于925℃。
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国际标准
EN 10088-1:此标准详细规定了耐腐蚀奥氏体不锈钢的材料特性和测试方法,确保材料能在各种恶劣环境下保持良好的耐蚀性。
EN 10088-8:针对耐热和抗蠕变奥氏体不锈钢的标准,涵盖了从低温到高温下的材料行为和性能评估。
市场发展
技术创新:随着材料科学的进步,新型奥氏体不锈钢的开发不断突破传统性能限制,如通过增加稀有元素或采用新的合金配方来提高材料的耐蚀性和机械性能。
环境适应性:现代奥氏体不锈钢设计考虑了更广泛的应用环境,包括极端的温度变化、化学腐蚀和机械应力,以满足全球不同行业的需求。
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主要元素及作用
碳
碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素,其形成奥氏体的能力约为镍的30倍,碳是一种间隙元素,通过固溶强化提高奥氏体不锈钢强度。但碳在不锈钢的作用具有两重性,碳含量过多,形成碳化铬多,固溶体中含铬量下降,钢的耐腐蚀性能降低,总体来说,工业用奥氏体不锈钢中的含碳量都是比较低的,大多数在0.1~0.4%之间。
铬
铬能显著提高不锈钢的高温抗氧化性、抗硫化性以及高温强度。铬与不锈钢中的碳形成碳化物,降低钢的耐蚀性引起晶间腐蚀,但当碳量一定时,随着钢中铬量增加,晶间腐蚀敏感性下降。
镍
镍是奥氏体不锈钢中仅次于铬的重要合金元素,为了耐还原性酸和碱介质的腐蚀,向钢中加入镍,镍可以促进不锈钢钝化膜稳定性,提高不锈钢的热力学稳定性。铬镍共存可显著强化不锈钢耐蚀性。且镍对不锈钢高温抗氧化性有益,但对高温抗硫化性有害。
钼
一般的奥氏体不锈钢仅用于要求不锈性和耐氧化性介质的使用条件下,钼作为奥氏体不锈钢中的重要合金元素加入,使其使用范围进一步扩大。钼的作用主要是提高钢在还原性介质的耐蚀性并提高钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能。钼对奥氏体不锈钢的强化作用不显著,但随着钼含量的增加,钢的高温强度提高。钼作为合金元素对奥氏体不锈钢耐还原性介质、耐点蚀及缝隙腐蚀机理尚不清楚。
氮
氮是不锈钢中应用的xxx一种气态合金元素,生产中加入方便,价格低廉,有益作用显著,副作用较少,是不锈钢中非常有发展前途的重要合金元素。氮通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的室温和高温强度;可以显著提高奥氏体不锈钢耐氧化性酸、还原性酸介质的全面腐蚀性能;钢中含氮量超过0.12%~0.15%时,奥氏体不锈钢的冷、热加工性和冷成型性将下降。
硅
当硅含量≤0.8%或≤1.0%时,降低铬镍奥氏体不锈钢的耐蚀性并显著提高钢的固溶态晶间腐蚀敏感性;当钢中硅量极低时,铬镍奥氏体不锈钢耐硝酸腐蚀性能显著提高,耐固溶态晶间腐蚀的性能优良。加入适量硅可使不锈钢具有的耐高温、高浓度硝酸和硫酸腐蚀的性能,同时可显著提高不锈钢的高温抗氧化性。
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奥氏体不锈钢(AusteniticStainlessSteel)是使用状态基体组织为稳定奥氏体的不锈钢。具有很高的耐蚀性,良好的冷加工性和良好的韧性、塑性、焊接性和无磁性,但一般强度较低。奥氏体不锈钢含铬大于18%,含镍[niè]8%左右及少量钼、钛、氮等元素,习惯上称为18-8型不锈钢,常用的奥氏体不锈钢有12Cr18Ni9、06Cr19Ni10等型号。由于奥氏体不锈钢含有多种重金属合金元素,不合格的奥氏体不锈钢制品有可能危害人体健康。
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分类及牌号
按照奥氏体化元素的不同,奥氏体不锈钢可分为铬镍不锈钢和铬锰不锈钢两大系列。铬镍不锈钢以镍为主要奥氏体元素,是奥氏体不锈钢的主体,这个系列的不锈钢具有的耐腐蚀性能和良好的综合力学性能、工艺性能及可焊接性能,但强度和硬度低,不宜在承受较重负荷及对硬度和耐磨性有较高要求的设备和部件上使用,代表性牌号如06Cr19Ni10、06C18Ni11Ti、022Cr19Ni10N、06Cr18Ni12Mo2Cu2等。铬锰不锈钢的奥氏体化元素除锰外,还有氮及适量镍,钢中锰起稳定奥氏体的作用。氮可稳定奥氏体,且有很好的固溶强化作用,提高了奥氏体不锈钢的强度,因此这个系列不锈钢适宜在承受较重负荷而耐蚀性要求不太高的设备和部件上使用,代表性牌号有12Cr18Mn9Ni5N、20Cr15Mn15Ni2N等。