不锈钢常见种类、型号及性能:200系列与300系列详细介绍

   日期:2025-05-19     来源:网络整理    作者:二手钢材网    浏览:192    评论:0    
核心提示:304—通用型号;即18/8不锈钢。常用型号有三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。但它们的机械性能与工艺性能在很大程度上受组织中铁素体的含量及分布形态的影响。

铬镍锰奥氏体不锈钢_不锈钢型号性能对比_钢材种类和型号

200系列代表铬-镍-锰奥氏体不锈钢;300系列指的是铬-镍奥氏体不锈钢;其中301型号具有优良的延展性,适用于制造成型产品;302型号的耐腐蚀性能与304型号相当,但含碳量相对较高;303型号通过添加少量硫和磷,使得其相较于304型号更易于加工;304型号为通用型号,也就是我们常说的18/8不锈钢;309型号相较于304型号,具有更佳的耐温性能;而316型号,作为继304型号之后的第二个,是应用最广泛的型号。

不锈钢的常见种类、型号及性能

200 系列—铬-镍-锰 奥氏体不锈钢

300 系列—铬-镍 奥氏体不锈钢

型号301具有出色的延展性,适用于制造各种成型产品。此外,它还可以通过机械加工手段实现快速硬化。同时,该型号的焊接性能良好。在抗磨性和疲劳强度方面,它甚至超越了304不锈钢。

型号302的耐腐蚀性能与304型号相当,但因其含碳量较高,因此其强度有所提升。

型号303通过加入适量的硫和磷元素,使得其相较于304型材料在切削加工方面表现更为优越。

型号 304—通用型号;即18/8不锈钢。GB牌号为。

型号 309—较之304有更好的耐温性。

型号316是在304之后,第二个被广泛使用的钢材品种,它主要应用于食品工业以及外科手术器械的制造。通过添加钼元素,这种钢材获得了独特的抗腐蚀性能。相较于304型钢材,316型在抵抗氯化物腐蚀方面表现更佳,因此也被称作“船用钢”。而在核燃料回收装置中,SS316型钢材则更为常见。此外,18/10级不锈钢也通常满足这一应用标准。

型号321型材,其特性与304型号相近,主要区别在于加入了钛元素,这一添加显著减少了材料在焊接接缝处生锈的可能性。此外,400系列的不锈钢产品,包括铁素体和马氏体类型,也展现出与型号321相似的特性。

型号408具备出色的耐热性能,同时具有较弱的抗腐蚀能力,其成分中铬含量为11%,镍含量为8%。

型号409,作为价格最低的型号(在英美地区),它通常被用于汽车排气管,并归类于铁素体不锈钢(即铬钢)。型号410,则属于马氏体(即高强度铬钢),具有优良的耐磨性能,但抗腐蚀性相对较弱。

型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。

型号420,被誉为“刃具级”的马氏体钢,与早期的布氏高铬不锈钢相仿。这种钢材同样适用于外科手术刀具的制造,且能够打磨得非常光滑明亮。

型号430为铁素体不锈钢,适用于装饰用途,如汽车配件制造。该材料具有良好的可塑性能,然而在耐高温和抗腐蚀方面表现欠佳。

型号为440的高强度刃具钢,其含碳量略高,经过恰当的热处理后,能够达到较高的屈服强度,硬度更是高达58HRC,跻身于最硬不锈钢的行列。其中,剃须刀片便是其最典型的应用实例。该型号包括440A、440B、440C三种常用类型,此外,还有便于加工的440F型。

500 系列—耐热铬合金钢。

600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。

型号630,这是应用最为广泛的沉淀硬化不锈钢,人们通常将其称作17-4,其成分包括17%的铬和4%的镍。该型号的不锈钢,其分类、主要成分以及机械工艺性能,都是我们进行比较研究的重要内容。

不锈钢依据其主要化学成分的不同,可以分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢、铬镍钼不锈钢等类型,此外还有超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等;而根据其性能特点及用途,又可细分为耐硝酸(即硝酸级)不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力不锈钢以及高强度不锈钢等。

根据钢材的功能特性进行划分,可以分为低温不锈钢、无磁性不锈钢、易于加工的不锈钢以及具有超塑性的不锈钢等不同类型。其分类方法通常是基于金相组织来进行的。具体而言,金相组织分类包括铁素体(F)型、马氏体(M)型、奥氏体(A)型、奥氏体-铁素体(A-F)型双相不锈钢、奥氏体-马氏体(A-M)型双相不锈钢以及沉淀硬化(PH)型不锈钢。

1、以下是具体的不锈钢的分类、主要成分及机械工艺性能比较:

类别,主要成分占比,淬火性能,耐腐蚀能力,加工特性,焊接能力,磁性特性。

C Cr Ni

铁素体含量低于0.35%,在16至27范围内,无、佳、尚佳、尚可、有。

马氏理论中的1.20以下范围,涵盖了11至15的数值区间,这些数值表现出自硬性,且既有可塑性也有不可塑性。

奥氏体系中的数值范围,0.25以下,16以上,7以上,均未标注具体内容,优等级评定为优,优,优,而空白处则没有进行评价。

这些分类仅仅是根据钢的基体结构来划分的,在工业实际应用中,不锈钢的组织结构除了前述的三种基础类型之外,还包括了诸如马氏体与铁素体、奥氏体与铁素体、奥氏体与马氏体等过渡形态的复相不锈钢,以及那些拥有马氏体与碳化物复合组织的沉淀硬化不锈钢。

2-1.铁素体钢

铬含量超过14%的低碳铬不锈钢,以及铬含量超过27%的、不论碳含量多少的铬不锈钢,还有在此基础上进一步加入钼、钛、铌、硅、铝、钨、钒等元素的不锈钢,其化学成分中,形成铁素体的元素占据主导地位,基体组织主要由铁素体构成。这种钢在经过淬火(即固溶处理)后,其组织结构以铁素体为主;而在退火或时效处理后的组织中,可以观察到少量的碳化物和金属间化合物。这类材料包括Crl7、Cr25、Cr28等。铁素体不锈钢由于铬含量较高,其耐腐蚀性和抗氧化性均表现优异,然而,其机械性能和工艺性能相对较弱,因此,这类材料常被应用于承受力较小的耐酸结构,以及作为抗氧化钢使用。

2-2.铁素体—马氏体钢

此类钢材在高温状态下呈现y+a(或δ)两相结构,经过快速冷却后,会发生y-M相变,而铁素体得以保留。在常温下,其组织主要由马氏体和铁素体构成,而铁素体的含量会因成分和加热温度的不同,在几个百分点到几十个百分点之间有所变动。0Crl3钢、lCrl3钢、铬含量略高于标准上限而碳含量略低于标准下限的2Cr13钢、以及源自ICrl3钢并在此基础上衍生出的众多改进型12%铬热强钢(此类钢种亦被称为耐热不锈钢),其中包含诸多钢号,例如……,均归属于此类。

铁素体-马氏体钢具备一定的淬火处理能力,因此能够提升其机械性能。然而,其机械性能和工艺性能在很大程度上取决于组织中铁素体的比例及其分布状态。根据成分中铬的含量,这类钢可分为含铬量在12%至14%和15%至18%的两个不同系列。前者具备抵御大气和轻微腐蚀性物质侵害的能力,同时展现了优异的减震性能和较小的线性膨胀系数;而后者在耐腐蚀性方面与含铬量相同的铁素体耐酸钢相媲美,尽管如此,它也在一定程度上继承了高铬铁素体钢的一些不足之处。

2-3.马氏体钢

这种钢材在常规的淬火温度范围内位于y相区域,然而其y相仅在高温条件下保持稳定,M点大致位于300℃附近,因此,在冷却过程中会转变为马氏体形态。该类钢材涵盖了2Cr13、3Cr13以及一些经过改型的12%铬热强钢,例如某钢种。马氏体不锈钢在机械性能、耐腐蚀性、加工性能以及物理特性方面,与含有12至14%铬的铁素体-马氏体不锈钢相似。组织内缺乏游离态的铁素体,因此该钢种的机械性能较前述钢种更为优越;然而,在热处理过程中,其过热敏感性相对较小。

2-4.马氏体—碳化物钢

Fe-C合金的并析点碳含量为0.83%,而在不锈钢中,由于铬元素的作用,S点发生了左移。含铬量为12%且碳含量超过0.4%的钢(如图11-3所示),以及含铬量为18%且碳含量超过0.3%的钢(如图卜所示),均被归类为过共析钢。此类钢在常规淬火温度下加热,次生碳化物无法完全溶解于奥氏体中,因此淬火后的组织结构主要由马氏体和碳化物构成。

这类不锈钢牌号数量有限,然而却包括了一些碳含量较高的品种,例如4Cr13、9Cr18以及某些特定钢种。在3Cr13这类含碳量接近上限的钢种中,即便是在较低温度下进行淬火处理,也可能形成特定组织。尽管9Cr18等三个钢号含有较多的铬元素,但由于其碳含量较高,其耐腐蚀性能实际上仅与含有12至14%锗的不锈钢相仿。此类钢材主要用于制造那些需要高硬度与良好耐磨性的部件,例如切削刀具、轴承、弹簧以及医疗设备等。

2-5.奥氏体钢

这种钢材含有大量能够扩展γ区并维持奥氏体稳定的元素,在高温状态下,其结构均为γ相。当冷却至室温时,由于其马氏体转变温度(Ms点)低于室温,因此,在常温条件下,这些钢材表现出奥氏体组织。具体包括18-8、18-12、25-20、20-25Mo等铬镍不锈钢,以及用锰部分替代镍并添加氮的低镍不锈钢。

,钢等均属于这一类。

奥氏体不锈钢具备先前提到的众多优势,尽管其机械性能相对较弱,与铁素体不锈钢类似钢材种类和型号,无法通过热处理进行强化,但可通过冷加工变形,借助加工硬化效应来增强其强度。然而,这类钢种对晶间腐蚀和应力腐蚀较为敏感,需要通过添加适量的合金元素和采取恰当的工艺手段来加以解决。

2-6.奥氏体—铁素体钢

此类钢材由于y区的扩展和奥氏体稳定元素作用不够显著,无法确保钢在常温或高温条件下形成纯奥氏体结构,故而呈现奥氏体与铁素体的混合相态。此外,其铁素体含量会因成分和加热温度的不同,在较宽的区间内有所变动。

这一类的不锈钢种类繁多,其中包括低碳的18-8铬镍钢,以及添加了钛、铌、钼的18-8铬镍钢。在铸钢的组织结构中,铁素体尤为常见。此外,还有含铬量超过14至15%,而碳含量低于0.2%的铬锰不锈钢,例如某些特定型号。同时,也包括了目前正被研究以及已广泛应用于实践中的大多数铬锰氮不锈钢。与传统的奥氏体不锈钢相比,此类钢材具备诸多优势,包括更高的屈服强度、更强的抗晶间腐蚀性能、较低的应力腐蚀敏感性、焊接时热裂纹倾向较小以及优良的铸造流动性等。然而,其压力加工性能相对较弱,点腐蚀倾向较高,且易出现c相脆性钢材种类和型号,在强磁场中表现出的磁性较弱。这些优缺点均源自钢材组织中的铁素体成分。

2-7.奥氏钵—马氏体钢

此类钢材的Ms值低于环境温度,经过固溶处理后会形成奥氏体结构,便于加工和焊接。一般有两种工艺途径实现其马氏体转变:一是固溶处理完成后,通过700至800摄氏度的加热,奥氏体因析出碳化铬而进入亚稳定状态,Ms值上升至室温之上,随后在冷却过程中转变为马氏体;二是固溶处理完成后,迅速冷却至Ms与Mf值之间,促使奥氏体直接转变为马氏体。该方法的优点在于能赋予材料优异的耐腐蚀性,然而,在固溶处理完成后至进行深冷处理的这段时间内,不宜拖延过长,因为奥氏体的老化稳定效应可能会导致深冷处理带来的强化效果减弱。经过前述步骤处理后,钢材还需在400至500摄氏度的温度下进行时效处理,以此促进金属间化合物的析出,进一步增强其性能。此类钢材的常见型号包括17Cr-7Ni-A1、15Cr-9Ni-A1、17Cr-5Ni-Mo以及15Cr-8Ni-Mo-A1等。这类钢材亦被称作奥氏体-马氏体时效不锈钢,实际上,在其组织结构中,除了奥氏体和马氏体,还含有不同比例的铁素体,因此也被认定为半奥氏体沉淀硬化不锈钢。

这类钢材在20世纪50年代后期得到了发展和广泛应用,其显著特点是具有极高的强度(C含量在100至150之间)和优良的热强度。然而,由于铬含量相对较低,并且在热处理过程中会产生碳化铬析出,所以其耐腐蚀性能相较于标准钢材有所逊色。

这类奥氏体不锈钢的强度要求相对较低。实际上,这种钢材的高强度是通过牺牲部分耐腐蚀性能以及其它特性(例如非磁性)来实现的。目前,这类钢材主要应用于航空工业和火箭导弹的生产领域,而在一般的机械制造中,其应用并不广泛。此外,在分类上,这类钢材通常被归入超高强度钢的范畴之中。

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