304不銹鋼知識
304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料,防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強(qiáng)。耐高溫方面也比較好,一般使用溫度極限小于650℃。304不銹鋼具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸,在實(shí)驗(yàn)中得出:濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中,304不銹鋼具有很強(qiáng)的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機(jī)酸和無機(jī)酸亦具有良好的耐腐蝕能力。
304不銹鋼簡介
密度為7.93 g/cm3
304相當(dāng)于我國的0Cr18Ni9【據(jù)GB/T 20878-2007 現(xiàn)已更改為0Cr19Ni10】不銹鋼。
304不銹鋼是一種很常見的不銹鋼,業(yè)內(nèi)也叫做18/8不銹鋼。它的抗腐蝕性能要優(yōu)于 430不銹鐵,耐腐蝕耐高,加工性能好,因此廣泛使用于工業(yè)和家具裝飾行業(yè)和食品醫(yī)療行業(yè),例如:一些高檔的不銹鋼餐具,浴室廚房用具。
雖然此種不銹鋼在國內(nèi)非常常見,但是“304不銹鋼”這個稱呼卻來自于美國。很多人以為304不銹鋼是日本的一種型號稱呼,但是嚴(yán)格意義來講,日本的對304不銹鋼的正式稱呼是“ SUS304”。市場上常見的標(biāo)示方法中有06Cr19Ni10,304 ,SUS304三種,其中06Cr19Ni10一般表示國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),304一般表示ASTM標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn),SUS304標(biāo)示日標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。
304 是一種通用性的不銹鋼,它廣泛地用于制作要求良好綜合性能(耐腐蝕和成型性)的設(shè)備和機(jī)件。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有16%以上的鉻,8%以上的鎳含量。304不銹鋼是按照美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來的不銹鋼的一個牌號。
304不銹鋼力學(xué)性能
抗拉強(qiáng)度 σb (MPa)≥520
條件屈服強(qiáng)度 σ0.2 (MPa)≥205
伸長率 δ5 (%)≥40
斷面收縮率 ψ (%)≥60
硬度:≤187HB;≤90HRB;≤200HV
304不銹鋼產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)
對于304不銹鋼來說是非常重要的一個參數(shù),直接決定著它的抗腐蝕能力,也決定著它的價(jià)值。
304中最為重要的元素是Ni、Cr,但是又不僅限于這兩個元素。具體的要求由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。行業(yè)常見判定情況認(rèn)為只要Ni含量大于8%,Cr含量大于18%,就可以認(rèn)為是304不銹鋼。這也是為什么業(yè)內(nèi)會把這類不銹鋼叫做18/8不銹鋼的原因。其實(shí),相關(guān)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對304有著非常清楚的規(guī)定,而這些產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)針對不同形狀的不銹鋼又有一些差異。下面是一些常見的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)與測試。
判定
要想確定一個材料是不是304不銹鋼,必須滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中每一個元素的要求,只要有一個不符合,就不能叫做304不銹鋼。
1、ASTM A276(Standard Specification for Stainless Steel Bars棒材 and Shapes型材)
304 |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Ni |
要求,% |
0.08 |
2.00 |
0.045 |
0.030 |
1.00 |
18.0–20.0 |
8.0-11.0 |
2、ASTM A240(Chromium and Chromium-Nickel Stainless Steel Plate板材,Sheet片材, and Strip帶材 for Pressure essels and for General Applications)
304 |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Ni |
N |
要求,% |
0.07 |
2.00 |
0.045 |
0.030 |
0.075 |
17.5–19.5 |
8.0–10.5 |
0.10 |
3、JIS G4305(cold-rolled 冷軋stainless steel plate板材, sheet片材 and strip帶材)
SUS 304 |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Ni |
要求,% |
0.08 |
2.00 |
0.045 |
0.030 |
1.00 |
18.0–20.0 |
8.0-10.5 |
4、JIS G4303 (Stainless steel bars不銹鋼棒)
SUS 304 |
C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Ni |
要求,% |
0.08 |
2.00 |
0.045 |
0.030 |
1.00 |
18.0–20.0 |
8.0-10.5 |
以上四個標(biāo)準(zhǔn)只是常見的幾個標(biāo)準(zhǔn),其實(shí)ASTM和JIS中有提到304的不止這幾個標(biāo)準(zhǔn)。每個標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)對304的要求不盡相同,所以要想確定一個材料是不是304,準(zhǔn)確的表達(dá)方式應(yīng)該說是否符合某個產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的304要求,材質(zhì)證明書一般要出具以下類型報(bào)告:
應(yīng)用范圍
系統(tǒng)描述:304不銹鋼是應(yīng)用最為廣泛的一種鉻-鎳不銹鋼,作為一種用途廣泛的鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性,低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性;沖壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現(xiàn)象(無磁性,使用溫度-196℃~800℃)。在大氣中耐腐蝕, 如果是工業(yè)性氣氛或重污染地區(qū),則需要及時清潔以避免腐蝕。適合用于食品的加工、儲存和運(yùn)輸。 具有良好的加工性能和可焊性。 板式換熱器、波紋管、家庭用品(1、2類餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸),汽車配件(風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品),醫(yī)療器具,建材,化學(xué),食品工業(yè),農(nóng)業(yè),船舶部件、等。304不銹鋼為國家認(rèn)可的食品級不銹鋼。[1]
大多數(shù)的使用要求是長期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時,主要考慮的是所要求的審美標(biāo)準(zhǔn)、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。 然而,其它應(yīng)用越來越多的只是尋求結(jié)構(gòu)的完整性或不透水性。例如,工業(yè)建筑的屋頂和側(cè)墻。在這些應(yīng)用中,物主的建造成本可能比審美更為重要,表面不很干凈也可以。 在干燥的室內(nèi)環(huán)境中使用304不銹鋼效果相當(dāng)好。但是,在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀,就需經(jīng)常進(jìn)行清洗。在污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū),表面會非常臟,甚至產(chǎn)生銹蝕。
但要獲得戶外環(huán)境中的審美效果,就需采用含鎳不銹鋼。所以,304不銹鋼廣泛用于幕墻、側(cè)墻、屋頂及其它建筑用途,但在侵蝕性嚴(yán)重的工業(yè)或海洋大氣中,最好采用316不銹鋼。 不銹鋼拉門,人們已充分認(rèn)識到了在結(jié)構(gòu)應(yīng)用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中包括了304和316不銹鋼。因?yàn)?雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強(qiáng)度及彈限強(qiáng)度融為一體,所以,歐洲準(zhǔn)則中也包括了這種鋼。 產(chǎn)品形狀 實(shí)際上,不銹鋼是以全標(biāo)準(zhǔn)的金屬形狀和尺寸生產(chǎn)制造的,而且還有許多特殊形狀。最常用的產(chǎn)品是用薄板和帶鋼制成的,也用中厚板生產(chǎn)特殊產(chǎn)品,例如,生產(chǎn)熱軋結(jié)構(gòu)型鋼和擠壓結(jié)構(gòu)型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產(chǎn)品,包括型材、棒材、線材和鑄件。
標(biāo)準(zhǔn)
國際不銹鋼標(biāo)示方法
美國鋼鐵學(xué)會是用三位數(shù)字來標(biāo)示各種標(biāo)準(zhǔn)級的可鍛不銹鋼的。其中:
①奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數(shù)字標(biāo)示,
②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數(shù)字表示。例如,某些較普通的奧氏體不銹鋼是以201、 304、 316以及310為標(biāo)記,
③鐵素體不銹鋼是以430和446為標(biāo)記,馬氏體不銹鋼 是以410、420以及440C為標(biāo)記,
④雙相(奧氏體-鐵素體),不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼以及含鐵量低于50%的高合金通常是采用專利名 稱或 商標(biāo)命名。
4).標(biāo)準(zhǔn)的分類和分級
4-1分級分類:①國家標(biāo)準(zhǔn)GB ②行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YB ③地方標(biāo)準(zhǔn) ④企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/CB
4-2 分類:①產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) ②包裝標(biāo)準(zhǔn) ③方法標(biāo)準(zhǔn) ④基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)
4-3 標(biāo)準(zhǔn)水平(分三級):Y級:國際先進(jìn)水平 I級:國際一般水平 H級:國內(nèi)先進(jìn)水平
4-4國標(biāo)
GB1220-2007不銹鋼棒材(I級) GB4241-84 不銹鋼焊接盤園(H級)
GB4356-2002 不銹鋼焊接盤園(I級) GB1270-80 不銹鋼管材(I級)
GB12771-2000 不銹鋼焊管(Y級) GB3280-2007 不銹鋼冷板(I級)
GB4237-2007 不銹鋼熱板(I級) GB4239-91 不銹鋼冷帶(I級)
304不銹鋼生銹原因
304不銹鋼材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象,可能有以下幾個原因:
氯離子
氯離子廣泛存在,比如食鹽/汗跡/海水/海風(fēng)/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中,腐蝕很快,甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環(huán)境有要求,而且需要經(jīng)常擦拭,除去灰塵,保持清潔干燥。(這樣就可以給他定個“使用不當(dāng)”。) 美國有一個例子:某企業(yè)用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液,該容器已使用近百余年,上個世紀(jì)九十年代計(jì)劃更換,因橡木材料不夠現(xiàn)代,采用不銹鋼更換后16天容器因腐蝕泄漏。
固溶處理
合金元素沒有溶入基體,致使基體組織合金含量低,抗蝕性能差。
晶間腐蝕
這種不含鈦和鈮的材料有晶間腐蝕的傾向。加入鈦和鈮,再配以穩(wěn)定處理,可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經(jīng)過鍍色等表面處理,而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學(xué)角度分析,因?yàn)椴讳P鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。
304不銹鋼表面狀態(tài)
正如后面將談到的,為了滿足建筑師們美學(xué)的要求,已開發(fā)出了多種不同的商用表面加工。例如,表面可以是高反射的或者無光澤的;可以是光面的、拋光的或壓花的;可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案,也可進(jìn)行拉絲等,以滿足設(shè)計(jì)人員對外觀的各種要求。 保持表面狀態(tài)是容易的。只需偶爾進(jìn)行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好,也可以容易地去除表面的涂寫污染或類似的其它表面污染。
304不銹鋼表面加工方法
蝕刻加工法
蝕刻加工法,是在不銹鋼表面采用絲網(wǎng)印刷耐酸保護(hù)膜,然后用氯化亞鐵液蝕刻,形成藝術(shù)圖案的。
噴彩法
噴彩法是在絲網(wǎng)印刷后噴射色料顆粒,構(gòu)成梨皮樣表面,形成藝術(shù)圖案的。
工藝過程
不銹鋼制品的噴色美術(shù)加工法的工藝過程是:不銹鋼制品→絲印→蝕刻→堿處理→絲印→氧化著色→堿處理→成品。
不銹鋼制品的蝕刻美術(shù)加工法工藝過程是:不銹鋼制品→絲印→蝕刻→堿處理→氧化著色→成品。
不銹鋼的化學(xué)著色法,不使用顏料及染料,而是把不銹鋼浸泡在加溫的濃硫酸鉻溶液中,進(jìn)行化學(xué)著色,其特點(diǎn)是耐食品性好。這種加工方法中所使用的油墨,要有非常強(qiáng)的耐酸性,一般使用與處理工藝相適應(yīng)的具有特殊性能的UV硫化油墨。