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欧洲标准的EN10088-1:2005标准对不锈钢的定义

文章出处:浙江不锈钢钢管 网责任编辑:温州不锈钢管编辑:浙江德邦钢业 编辑

就本欧洲标准而言,产品形状的术语和定义见 EN 10079:1992 和 下列标准。

3.1 不锈钢

  不锈钢是 Cr: > 10.5% 和 C: ≤ 1.2% 的钢种。(见 EN 10020:2000中的3.2.2条款)根据他们的主要特性可进一步划分为耐腐蚀钢、耐热钢和抗蠕变钢。

  注:表6中的1个钢种和表8中的5个钢种Cr含量小于不锈钢定义的最小含量,因他们是耐热钢和抗蠕变钢中的一部分,所以分别包含在耐热钢和抗蠕变钢标准中。

不锈钢分类

B.1 概要

不锈钢依据以下3个原则进行分类:

   -根据使用特性生成材料标准;

   -根据组织结构生成标准中的表格;

   -根据主要合金元素划分表格中的等级。

    根据实用性不锈钢可被进一步划分为标准钢号和专用钢号。专用钢号针对特定用途和限制实用性。一些属于不锈钢的合金钢根据他们的功能划分为工具钢和阀门钢。


B.2 根据特性

B.2.1 耐腐蚀

  耐腐蚀钢是一类具有好的抵抗全部或局部环境腐蚀能力的钢。由最少10.5% 的 Cr 自然形成一层铬氧化物膜起到了保护作用。环境可以是周围〔室内、郊外、市区、工业、海水〕温度下大气的或是电化学条件下的溶液。

 EN 钢号按下列分组有相应的材料号:

 140××:Ni <2.5% , 不含Mo,无特定添加元素;

 141××:Ni <2.5% ,含Mo,无特定添加元素;

 143××:Ni ≥2.5% ,不含Mo,无特定添加元素;

 144××:Ni ≥2.5%,含Mo,无特定添加元素;

 145××和146××:有如Ti、Nb 或 Cu 的特定添加元素。


B.2.2耐热

  耐热钢主要是铁素体钢或奥氏体钢,具有好的抵抗高于550℃条件下氧化和热气体及燃烧产物影响的能力。在氧化气氛中在钢的表面由Cr、Si、Al 形成一层氧化保护膜。这层氧化膜也可减少来自硫的浸蚀。在还原气氛中钢的表面不会形成氧化膜,提高 Ni 会减少 C 和 N 的收得,但同时提高了对硫的抵抗力。

EN 钢号按下列分组有相应的材料号:

147××:Ni < 2.5%;

148××:Ni ≥ 2.5%

B.2.3抗蠕变

抗蠕变钢主要是马氏体和奥氏体,在大于500℃,长时间机械压力的条件下有好的抗变形能力。个别奥氏体钢因特定的最小C含量而不同于B.2.1和B.2.2中的钢号。

EN 钢号的材料号为1.49××。

B.3 根据组织结构

B.3.1铁素体

   铁素体具有体心立方结构。有磁性,且在特定的转变温度下是易碎的。Fe是来自凝固过程的残留体心立方结构,与a-铁有相似的特性。

为避免形成奥氏体,铁素体钢需在 750-950℃ 间进行热处理。在较高温度下的热处理(典型事例:在焊接热影响区)可导致奥氏体相变,冷却时转变成马氏体,因晶粒粗大也可引起脆变。通过加入了Ti、Nb、Zb稳定C、N抖含量可减少上述影响。

通常,铁素体钢因对晶间腐蚀敏感和在热影响区脆变而使其焊接性较差。

在ASTM标准中,铁素体钢划分在400系。


B.3.2马氏体

奥氏体在热处理期间或通过冷加工形成马氏体。具有高强度和磁性。

这些钢在900-1000℃间具有奥氏体结构,在此温度下有高的溶解C的能力。 在上述温度之上进行冷却,马氏体转变成过度饱和溶解C的二次体心立方结构,即马氏体,它在常温下是稳定的。

如果结构中包含大量的铁素体则钢称作“马氏体-铁素体”或“半铁素体”。 例如钢号的材料号为1.4005和1.4006。

传统的马氏体钢有高的C含量(0.08% ? 1% )。他们在冷却时可以空冷淬硬,但通过淬火可能提高机械强度。冷却类型〔空气、油或水〕适合于每一个钢号。 在使用前通过回火可提高延展性。如 C 含量大于 0.20% 将难以焊接。

马氏体钢也可由低C (≤0.06%)和 3% 到 6% 的Ni制成。这些钢具有平衡的成分,可使钢在淬火和回火后促进奥氏体稳定,也可称为“马氏体-奥氏体” 或“镍马氏体”。这些钢有好的焊接性能。例如1.4313和1.4418。

低碳类型可被进一步发展为“超级马氏体”钢。典型的成分为:Cr:11% 到 13%Ni , 2% 到 6% ,Mo:0 到 3%,C ≤0.030% 和 N 。他们的高强度和好的冲击强度、好的焊接性能结合。例如:1.4415(X2CrNiMoV13-5-2)。

 在 ASTM 标准中,马氏体钢划分在400系。


B.3.3 沉淀硬化

  在固溶退火和淬火后,金属间化合物沉淀,碳化物,氮化物或来自马氏体的铜相可提高强度。

  根据要求的机械性能水平和制造商提供的数据调整详细的热处理条件。

  例如:1.4568,1.4542,1.4594。

B.3.4奥氏体

  奥氏体(Fe)具有面心立方结构。没有磁性,跨越一个宽的温度范围, 从低温到蠕变温度。它不易碎。在低温有高的抗拉强度。通过冷加工它可以加工硬化到高的强度水平。

  奥氏体钢在1000℃到1200℃之间进行固溶退火。奥氏体热处理后不会变硬。 奥氏体形成元素如:Ni,C和N促进奥氏体结构,而铁素体形成元素如:Cr,Mo和Si促进奥氏体结构。传统的奥氏体可以包含微量的Fe,用于提高焊接性能。与间隙元素(显著的如N)形成合金将提高强度。

  奥氏体结构的稳定性依靠大量的合金元素。合金含量在下限的钢号在塑性变形和或低温冷却时可以转变成马氏体。他们被称为“亚稳奥氏体”。典型钢号 为 1.4310 和 1.4318。

  微量铁素体和高Cr、高Mo 可促进易碎a相的沉淀。这和其它金属间相沉淀的临界温度范围是600℃到900℃。

  无任何铁素体的稳定奥氏体被称为“全奥氏体”,在热加工和焊接时可要求特别关照。典型钢号为1.4466和1.4539。

  此类含有高的Cr、Mo 和 N 的钢在腐蚀环境中有极好的耐蚀能力,被称为 “超级奥氏体”。典型钢号为1.4547和1.4652。

  在 CRISO 15608 中金属材料分类系统把Cr含量超过19%的不锈钢定义为单独的奥氏体钢类:8.2。此分组包含所有的超级奥氏体和全奥氏体钢号。

  在ASTM标准中,Mn含量≤2%的奥氏体钢划分在300系。

  B.3.5奥氏体-铁素体(双相)

  这类钢具有好的两相平衡结构,铁素体含量在30%至50%之间。力学性能比需要高冷变形力的奥氏体钢高。这些钢有好的抵抗压力破碎腐蚀的能力。

  o相和其他可减少韧性和抗腐蚀能力的相主要来自铁素体,在600℃到900℃的范围内可快速形成。在这些温度之上和随后的快冷中,热成形可以顺利的进行。焊接件在这个范围内快速冷却。

   在 CRISO 15608中金属材料分类系统把含量超过24%的不锈钢定义为单独的奥氏体-铁素体钢类:8.2。这一分组中包含高铬、钼和氮的“超级双相”钢号。典型钢号为1.4410、1.4507或1.4501。

   在ASTM标准中,奥氏体-铁素体钢划分在300系。


   B.4 根据重要合金元素

   B.4.1铬和镍

       铬和镍在不锈钢中是主要的合金元素,在EN标准中提供了基本的分类原则。对铁素体钢来说“铬钢”是传统叫法,反之,“铬镍钢”可被用在奥氏体钢上。

   B.4.2 钼

       钼能提高抗腐蚀能力,特别是抵抗氯化物降低点蚀。在氧化酸,像硝酸和在高温下的氧化气氛中它是有害的。

       Mo含量大于2%的奥氏体钢可以叫做“铬镍钼钢”。由于在亚硫酸盐浆化过程中的抵抗力,他们以前被称为“耐酸钢”。

   B.4.3 锰 不锈钢管

      添加猛元素是代替奥氏体形成元素Ni,也可提高N的溶解。在CRISO 15608 中金属材料分类系统把Mn含量从2%到9%的不锈钢定义为单独的奥氏体钢类:8.3。

      在ASTM标准中,Mn含量大于2%的奥氏体钢划分在200系。

   B.4.4 低碳

    碳化铬在热处理后的缓冷过程中或焊接时沉淀于晶界上,接触腐蚀环境时引起晶间腐蚀。临界温度范围是600℃到800℃。现代避免晶间腐蚀的方式是使 钢中的碳≤0.030%。,所以称为LC-钢(低碳),这样可使碳保留在固溶体中,不会和来自碳化铬沉淀物中的铬结合。传统的方式在B.4.6中有描述。

   B.4.5 氮

   氮,做为强化奥氏体的稳定元素,加入钢中可代替奥氏体形成元素说,也可提高强度和抵抗点腐蚀的能力。

   B.4.6 稳定化 不锈钢无缝管

  加入了 Ti、Nb 和/或 Zr 可阻 止随后的热处理和/或焊接过程时碳化铬的沉淀。 直到19世纪60年代稳定化一直是首选的方式,随着科技的进步使制造低价和可靠的低碳钢成为可能。直至约600℃稳定化钢都显示出好的强度特性。

   B.4.7 硫

  硫可促进钢在切削加工时削成碎片,也可相当地提高切削性。S含量为0.15%到0.35%易切削钢号可用于铁素体、马氏体和奥氏体钢。然而额外的硫对冲击强度和抗腐蚀能力是有害的。

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