不锈钢不同于其他类型的钢,因为它含有镍、铬和其他合金元素。这一关键的区别使其具有更好的耐腐蚀程度。
图片来源:乌尔布里希不锈钢及特殊金属公司。
不锈钢的世界范围内存在着巨大的变化,目前有超过100种独特等级的不锈钢可用。这些职系中的大多数属于五大类:
- 奥氏体不锈钢
- 双级
- 沉淀硬化不锈钢合金
- 铁素体不锈钢
- 马氏体不锈钢
每一种不锈钢都有一系列独特的冶金特性。虽然不同类型有不同的优势和劣势,但每种类型都适合广泛的潜在应用。
这篇特别的文章更详细地介绍了铁素体不锈钢,总结了铁素体钢如何分级的一些基本信息,以及铁素体钢与其他形式不锈钢的区别。
什么是铁素体不锈钢?
铁素体钢是一种含有超过12%铬的不锈钢合金。它在两个关键方面不同于其他形式的不锈钢:其分子晶粒结构和化学成分。
铁素体不锈钢实际上被定义为铬含量在10.5% - 30%之间,碳含量在0.20%以下的直铬非淬硬不锈钢。
这些钢通过热处理不可硬化,通过冷轧只能略微硬化。铁素体不锈钢等级包括:
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铁素体钢的化学成分是什么?
如前所述,所有类型的不锈钢都含有铬,铬具有显著的耐腐蚀性,硬度和抛光时的非凡光泽。铁素体钢的独特之处在于,它们通常比其他形式的不锈钢含有更多的铬。
例如,最常用的一种奥氏体钢- 18/10不锈钢-含有18%的铬-然而,与奥氏体钢不同,它不含镍。
相比之下,铁素体不锈钢的铬含量可高达27%。然而,并非所有类型的铁素体不锈钢都含有大量的铬;在某些情况下,它们的当量比奥氏体的当量还要少。
铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的一个普遍区别是铁素体不锈钢含有很少或不含镍。它们与马氏体不锈钢有相同的特性,而马氏体不锈钢的大多数也不含镍。最后,铁素体钢的特点是几乎不含任何碳。
铁素体晶粒结构
不锈钢的组成在分子水平上决定了金属的结构。这些结构实际上是各种不锈钢名称的来源。例如,铁素体钢之所以叫铁素体钢,是因为它们是由铁素体的显微组织构成的。
铁素体是铁的一种冶金相,其中金属合金元素处于固溶体中,而碳实际上是不溶解的。铁素体在淬火马氏体和奥氏体不锈钢中实际上是不存在的,但铁素体的存在是不锈钢的特征。同样值得注意的是,退火马氏体不锈钢也含有碳化物和铁素体。
在不深入研究金属形成化学的情况下,应注意的是,各种不锈钢合金主要因铁原子在每个晶粒中的位置不同而有所不同。
铁素体钢具有体心立方的晶粒结构。然而,奥氏体和其他类型的不锈钢具有面心组织。
体心立方晶粒决定了铁素体钢的磁性;这不同于所有其他类型的不锈钢。这种区别在于金属微结构的量子力学方面,即电子在金属颗粒核心的排列方式。
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铁素体不锈钢带材的特性
在考虑性能时,有五个重要特征需要注意铁素体不锈钢.
抗应力腐蚀开裂钢
应力腐蚀开裂(SCC)是一种经常发生的钢退化类型,它是由腐蚀环境和拉应力共同触发的。奥氏体不锈钢在接触氯化物时,对SCC特别敏感。然而,铁素体钢的显微组织使其具有很高的抗SCC性能,使其在有氯化物存在的环境和应用中成为很好的选择。
具有良好延展性和成形性的不锈钢等级
钢的硬度来自碳,但碳也有助于降低钢的韧性和脆性。由于铁素体钢含碳量低至0.03%,它们通常具有高于平均水平的延展性。这意味着铁素体钢可以在没有弱化风险的情况下成形。
铁素体钢的低碳含量也为其提供了优异的成型性能,使其能够形成多种形状,而无需解决开裂或颈缩等问题。
铁素体钢的低碳成分的好处确实伴随着某些妥协。例如,铁素体钢不可能通过热处理硬化。此外,某些类型的铁素体钢在焊接时可能会出现问题,如沿热影响区意外开裂。
表现出低热膨胀的不锈钢类型
铁素体钢的热膨胀系数自然很低。这可能是一个真正的好处,简单地说,这意味着铁素体钢在受热时将经历更少的膨胀。
由于铁素体不锈钢更容易保持其固定尺寸,这使得铁素体不锈钢非常适合高温应用。
已知不锈钢具有高导热性
铁素体不锈钢具有优异的导热性能,这意味着热量可以有效地通过它们。因此,铁素体钢广泛应用于熔炉和锅炉热交换器,以及其他涉及传热的应用。
高抗氧化性不锈钢
最后,铁素体不锈钢特别耐氧化,特别是在高温下。这种电阻是在钢的表面形成一层氧化铬保护膜的结果。在制造铁素体钢时,加入硅和/或铝可以进一步提高抗氧化性。
什么是铁合金?
铁合金是一种含铁产品,不属于钢的范围,但仍含有相当数量的一种或多种合金元素。
这些元素包括锰铁、硅、钒、磷、铬、磷铁、锰等。这些合金的主要作用是将它们各自的合金元素添加到钢水中。
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五组铁素体不锈钢
铁素体不锈钢可以进一步分为五个不同的组。这些基团根据它们所含不同金属的精确数量以及它们特定的性能属性而有所不同。
- 第一类铁素体钢是最便宜的不锈钢。它们的铬含量极低,这意味着随着时间的推移,它们往往会在局部表面聚集一层锈。
- 第2组铁素体钢是最常用的一类钢。由于铬含量较高,这些钢具有较强的耐腐蚀性。第2组铁素体钢通常用于建筑部件和室内电器。
- 第3组铁素体钢以其易于成型和焊接而闻名,这意味着它们适用于广泛的应用。
- 组4铁素体不锈钢中含有较多的钼,进一步提高了其耐蚀性。这种类型的钢通常用于高湿度的应用,如排气系统和热水箱。
- 第5组铁素体钢具有最高的铬含量,使其具有一定程度的耐腐蚀性,除少数其他金属外,其他所有金属都无法与之相比。
没有一种不锈钢适用于所有任务或环境。因此,选择最适合相关应用的钢材等级非常重要。Ulbrich不锈钢和特殊金属的行业专家可帮助为任何项目选择合适等级的不锈钢带或不锈钢丝。
这些信息来自于Ulbrich不锈钢和特殊金属公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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