2022年不锈钢、铝合金材料及表面处理工艺.doc

不锈钢与铝合金知识不锈钢（Stainless Steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学侵蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢不锈钢固有的表面性能使用于多方面的钢铁的一种实际应用中，基本合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求不锈钢容易被氯离子腐蚀，因为铬、镍、氯是同位元素，同位元素会进行互换同化从而形成不锈钢的腐蚀历史起源毕业于英国谢菲尔德大学的著名冶金科学家亨利·布雷尔利（Harry Brearley）于20世纪初期发明了不锈钢随着不锈钢行业的不断发展，越来越多的行业和企业运用到了不锈钢，也有部分企业进入到了不锈钢行业并发展， 不锈钢的发明和使用，要追溯到第一次世界大战时期英国科学家布享利·布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托，研究武器的改进工作那时，士兵用的步枪枪膛极易磨损，布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产，至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球，亨利·布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”第一次世界大战时，英国在战场上的枪支，总是因枪膛磨损不堪使用而运回后方军工生产部门命令研制高强度耐磨合金钢的布雷尔利，专门研究解决枪膛的磨损问题。

布雷尔利和 其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材，各种不同性质的合金钢，在各种不同性质的机械上进行性能实验，然后选择出较为适用的钢材制成枪枝一天，他们实 验了一种含大量铬的国产合金钢，经耐磨实验后，查明这种合金并不耐磨，说明这不能制造枪支，于是，他们记录下实验结果，往墙角一扔了事几个月后的一天， 一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说：“先生，这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢，您是否实验一下，看它到底有什么特殊作用！”“好！”布雷尔利看着光亮耀眼的钢材，高兴地说实验结果证明：它是一块不怕酸、碱、盐的不锈钢这种不锈钢是德国的毛拉在1912年发明的，然而，毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途布雷尔利心里盘算道：“这种不耐磨却耐腐蚀的钢材，不能制枪枝，是否可以做餐具呢？”他说干就干，动手作制了不锈钢的水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等2主要分类不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等不锈钢3铁素体不锈钢含铬12%～30%其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢，属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。

铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等title4化学成分不锈钢的耐蚀性随含碳量 的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的ωc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）不锈钢中的主要合 金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢才有耐蚀性因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、 N、Nb、Mo、Si、Cu等元素5奥氏体不锈钢title含铬大于18%，还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素综合性能好，可耐多种介质腐蚀奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等 0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%，钢号中标记为“0”这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态这类钢具有良好的塑性、韧 性、焊接性、耐蚀性能和无磁或弱磁性，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等，另 外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。

奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷或风冷，以获得单相奥氏体组织奥氏体 - 铁素体双相不锈钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性 奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、 Ti，N等合金元素该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保 持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢沉淀硬化不锈钢title基体为奥氏体或马氏体组织，沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等其能通过沉淀硬化（又称时效硬化）处理使其硬（强）化的不锈钢马氏体不锈钢强度高，但塑性和可焊性较差马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。

这类钢是在淬火、回火处理后使用的锻造、冲压后需退火6品质特性各产品由于用途的不同，其加工工艺和原料的品质要求也不同材质①DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（冲）用途的材料，也就是大家所说的的软料，这种材料的 主要特点是延伸率较高（≧53%），硬度较低（≦170%），内部晶粒等级在7.0~8.0之间，深冲性能极佳许多生产保温瓶、锅类的企业，其产品的加 工比（BLANKING SIZE/制品直径）一般都比较高，它们的加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98SUS304DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的 产品，当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成如果原料延伸方面达不到的话，在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象，影响 成品合格率，当然也就加大了厂家的成本；②一般材：主要用于除了DDQ用途外的材料，这种材料的特点是延伸率相对较低（≧45%），而硬度相对较高 （≦180），内部晶粒度等级在8.0~9.0间，与DDQ用材比较，它的深冲性能相对稍差，它主要用于不需伸拉就能得到的制品，象一类餐具的勺、匙、 叉、电器用具、钢管用途等。

但它与DDQ材相比有一个优点，就是BQ性相对较好，这主要是由于它的硬度稍高的缘故表面品质不锈钢薄板是一种价格不高的材料，但是客户对它的表面质量要求非常高不锈薄板在 生产过程中不可避免会出现各种缺陷，如划伤、麻点、沙孔、暗线、折痕、污染等，从而其表面质量，象划伤、折痕等这些缺陷是高级材不允许出现的，而麻点、沙 孔这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的，因为抛光时很难抛掉它我们根据表面各种缺陷出现的程度和频率，来确定其表质量等级，从而来确定产品等 级见表：）厚度公差一 般来说不锈钢制品的不同，其要求原料厚度公差也各不相同，象二类餐具和保温杯等，厚度公差一般要求较高，为-3~5%，而一类餐具厚度公差一般要求 -5%，钢管类要求-10%，宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%，经销商对厚度公差的要求一般在-4%~6%间同时产品内外销的不同也会导致客户对原 料厚度公差要求的不同一般出口产品客户的厚度公差要求较高，而内销企业对厚度公差要求相对较低（大多出于成本方面考虑），部分客户甚至要求-15%焊接性产品用途的不同对焊接性能的要求也各不相同一类餐具对焊接性能一般不做要求，甚至包括部分锅类企业但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好，像二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。

耐腐蚀性绝 大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好，像一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等，有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验：用NACL水溶液加温到沸腾，一段 时间后倒掉溶液，洗净烘干，称重量损失，来确定受腐蚀程度（注意：产品抛光时，因砂布或砂纸中含有Fe的成分，会导致测试时表面出现锈斑）抛光性能当今社会不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序，只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光因此这就要求原料的抛光性能很好影响抛光性能的因素主要有以下几点：①原料表面缺陷如划伤、麻点、过酸洗等②原料材质问题硬度太低，抛光时就不易抛亮（BQ性不好），而且硬度太低，在深拉伸时表面易出现桔皮现象，从而影响BQ性硬度高的BQ性相对就好③经过深拉伸的制品，变形量极大的区域表面也会出小的黑点和RIDGING，从而影响BQ性7耐热性能耐热性能是指高温下不锈钢仍能保持其优良的物理机械性能碳的影响：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碳形成奥氏体的能力约为镍的30倍，碳是一种间隙元素，通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的强度碳还可提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物(如42%MgCl2沸腾溶液)中的耐应力耐腐蚀的性能。

但是，在奥氏体不锈钢中，碳常常被视为有害元素，这主要是由于在不锈钢的耐蚀用途中的一些条件下(比如焊接或经 450~850℃加热)，碳可与钢中的铬形成高铬的Cr23C6型碳化合物从而导致局部铬的贫化，使钢的耐蚀性特别是耐晶间腐蚀性能下降60年代 以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的，可以知道随着碳含量降低，钢的晶间腐蚀敏感性降低，当碳含量低于 0.02%才具有最明显的效果，一些实验珠光还指出，碳还会增大铬奥氏体不锈钢的点腐蚀分倾向由于碳的有害作用，不仅在奥氏体不锈钢冶炼过和中应按要求 控制尽量低的碳含量，而且在随后的热，冷加工和热处理等过程中也在防止不锈钢表面增碳，且免铬的碳化物析出8发展过程我国不锈钢产 业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国不锈钢的需求主要是以工业和国防尖端使用为主改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉 动了不锈钢的需求进入上世纪90年代后，我国不锈钢产业进入快速发展期，不锈钢需求的增速远高于全球水平1990年以来，全球不锈钢表观消费量以年均 6%的速度增长，而90年代的10年间，我国不锈钢表观消费量是世界年均增长率的2.9倍。

进入21世纪，我国不锈钢产业高速增长根据《2013-2017年中国不锈钢行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据统计，2000年－2006年，我国不锈钢消费量年平均增长率在21.17%以上其中，2001年，我国不锈钢表观消费量达到205万吨，超过美国成为世界第一不锈钢消费大国2008年，中国不锈钢表观消费量达到624.00万吨，同比下降5.17%2011年11月份，我国不锈钢产量增长了11.1%至1250万吨生产不锈钢制品33.68万吨，同比增长65.25%其中广东省是我国不锈钢制品的主要生产基地，其产量达183.7万吨，同比增长41.76%，占全国总产量的78.62%不锈钢是当今世界上应用最广泛、性能价格比最优的钢材表面处理方法随着西部大开发战略的实施，西电东送、西气东输、南水北调、三峡工程、农网及城市电网二网改造等项目的深入展开，我国热镀锌行业已进入新一轮的高速发展阶段我国不锈钢行业原材料中的铬镍在国外是供大于求，而在我国是供不应求的状况；不锈钢则是产能过剩，供大于求，盈利空 间波动频繁随着不锈钢行业竞争的不断加剧，大型不锈钢生产企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的不锈钢生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特 别是对企业发展环境和客户需求趋势变化的深入研究。

正因为如此，一大批国内优。