不锈钢基础知识教育资料.ppt

《不锈钢基础知识教育资料.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《不锈钢基础知识教育资料.ppt（98页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、不锈钢基础知识教育资料,1.不锈钢概要 2.不锈钢的制造工程 3.不锈钢的用途 4.不锈钢钢种别特性,12.2FDIC 质量保证部,1.不锈钢概要,什么是不锈钢?不锈钢的发展原因 不锈钢的历史 不锈钢的分类 不锈钢分类上的特征 显微结构 不锈钢的规格 钢种开发系统图 全世界不锈钢钢种别占有比 钢种别材质实质 钢种别PREN数值 表观状态别特性 表观处理状态别特性,3,什么是不锈钢?,Steel（钢）,价格低廉，使用在产业材,建筑材等多样用途 皮膜厚，多孔状，所以氧很容易渗透 在一般大气环境里容易生锈，不可能根本的防腐蚀,（锈）,（碳钢）,4,Stainless Steel（不锈钢）,保护膜,S

2、teel（钢）+10.5%以上铬,钢素体不锈钢,表观美观，耐腐蚀性强，可以不经过涂装、涂色使用 皮膜薄而致密，所以外部氧很难渗透 酸、高温、放射性等恶劣的环境里，皮膜遭破坏时有可能生锈,5,不锈钢的发展原因,6,不锈钢的历史,1820年 M.Faraday(英)研究13%Cr 低合金钢1899年 P.Heroult(法)开发电炉19081910年 W.Borchers(德)发现Fe-Cr的不动态现象及获得Stainless钢的专利 19091912年 E.Mauler(德,Krupp)开发18-8 不锈钢19131916年 H.Brearley(英)开发SUS 42019131914年(英)开

3、发SUS 430 1931年 E.Houdreuot(德)开发添加Ti 稳定化钢1940年 开发氧气炼钢法1948年 Hilty的 优先脱碳理论1967年 Witten(德)开发VOD法 1968年 UCC(美)开发AOD法1968年 Supper 铁素体(C+N100ppm)实用化1990年 利用连连轧钢厂制造不锈钢实用化,7,不锈钢的分类,化学成分上分类,金属组织上分类,Fe-Cr 系,Fe-Cr-Ni 系,马氏体,铁素体,奥氏体,双相钢,析出硬化系,Stainless,400系,300系,410,急冷硬化性,刀,430,廉价/加工性,微波炉,304,耐腐蚀/加工性,广泛应用/餐具,329

4、J1,高强度/高耐腐蚀，发电/船舶,630,高强度/高耐腐蚀,航空/宇宙,600系,8,不锈钢分类上的特征,铁素体不锈钢-相对300系产品品质特性处在劣位，但光泽度，耐热性优秀-相对300系价格低廉，作为300系替代材扩大使用,(:非常优秀,:优秀,:普通,X:劣位),9,优先顺序:X,不锈钢系统别特性,10,金属组织别特性比较,:位于(体心)的原子,:位于(体心)的原子,:位于(面心)的原子,11,面心立方点阵 Structure:Face Centered Cubic,体心立方点阵Structure:Body Centered Cubic,12,显微结构,奥氏体,铁素体,双相钢,phase

5、,phase,13,不锈钢的规格,:没有特定的规律，但考虑钢种开 发顺序,添加成分的高低而标记,:标出成分或用途的特性化,14,Fe-Cr-Ni系(300系),双相系,钢种开发系统图,15,Fe-Cr系(400系),16,全世界不锈钢的钢种别占有比,基本3个钢种(304/430/409L)占有世界不锈钢市场的82%,By Nickel Institute,17,钢种别材质实质(参考用),18,20,25,30,35,40,304,316,317LN,317LNM,904,2304,2205,2205+,6Mo,2507+,双相钢,AUSTENITIC,434,446,FERRITIC,15,4

6、09,430,444,PREN,PREN=%Cr+3.3 x%Mo+16 x%N(Pitting Resistance Equivalent Number),WATER,SEA WATER ENV.,SEA WATER 20C,2XX,201-202,200 AUST.,钢种别PREN数值,(评价不锈钢耐蚀性的几个指数中对于Pitting(公式腐蚀)材料的抵抗性以合金成分作为指数化的数值.这个值越大耐蚀性良好.),19,表观状态别特性,20,表观处理状态别特性,21,镀金(Gold Plating)制品,蚀刻制品,2.不锈钢的制造工程,制造工程流程 炼钢制造工程 电炉作业 AOD作业 VOD作

7、业 连铸作业 热轧及退火酸洗工程 Steckel Mill（可逆式炉卷轧机）热轧及退火酸洗设备 冷轧工程 冷轧设备 设备规格 产品生产范围 冷轧连连轧设备概要,23,制造工程流程图,24,炼钢制造工程,和一般碳素钢比较,精练方法比较,Scrap,Ni,Cr,Other alloys,电炉,精练炉,精练炉,连铸,25,电炉作业(EAF,Electric Arc Furnace),电炉作业,-主原料及合金铁投炉后，利用通过3相交流的 ARC的热量，使之溶解，用辅助热源吹入氧气，利用C,Si氧化热。,使用原料,-不锈钢 Scrap,碳钢 Scrap,-Fe-Cr(H,C)Fe-Ni,Mo,Cu 等,

8、设备特征,-3相 AC 电炉,-电炉 Enclosure(粉尘,噪音最小化),26,电炉,27,AOD 作业(精练炉,Argon Oxygen Decarburization),AOD 作业,-N,Ar等惰性气体和氧气一起投炉，随着炉内CO压力减少，碳也减少，但必须增加惰性气体的的量。,Gas 稀释脱碳法,-向炉内吹氧时，Cr起氧化反应，Cr氧化物和钢种中的碳反应，达到脱碳的效果。随着Cr氧化物的减少，为了达到脱碳的 效果，必须减少CO的压力.,2Cr+3O(Cr2O3)-(1),(Cr2O3)+3C 2Cr+3CO-(2),28,精练炉,29,VOD作业(真空精练炉,Vacuum Oxyge

9、n Decarburization),o VOD,-AOD比较困难的是到低C,N的领域，还要保持脱碳效果的 问题。可以脱脂的真空精练设备，适用于高附加值的 400系钢(高Cr铁素体,极低的C,N钢)制造的真空精练设备,o 400系-极低C,N钢的特性,-因Cr增加及不含有Ni，所以碳,氮溶解度增大=脱碳,脱脂困难,-为了确保耐蚀性及焊接性 对C+N 的要求非常低(200ppm 以下),30,VOD,31,连铸作业(Continuous Casting),Dummy bar top feeding,Torch cutting machine,Tundish,Caster,Ladle,32,连铸(

10、铸片轧机),33,热轧及退火酸洗工程,退火酸洗钢种别经由工程,*1)Ferrite系凝固后冷却过程中如果有相变态是semi-ferrite,没有像变态是fully-ferrite.2)400系 不锈钢“低温退火处理”是Ac1变态点以下施行的热处理。,加热炉,压延,罩式退火炉,钢卷准备机组,退火酸洗,研磨,34,Steckel Mill（可逆式炉卷轧机）,SLAB,加热炉(1250),Descaler,粗轧(2032mm),精压延(2.012.7mm),宽度轧机,CoilingFurnace,CropShear,Laminar 流程,Pinch Roll,卷取机,卷取卷,APL CPL,35,加

11、热炉,压延,冷却,卷取,36,Steckel Mill,37,退火酸洗设备,38,冷轧工程,冷轧压延,冷轧退火酸洗,调质压延,形象矫正,表面研磨,光亮退火,39,冷轧设备,ZRM,ZRM,APL,40,设备规格,41,产品生产范围,规格 及单重,钢种,表面规格:1D,2D,2B,HL,#3,#4,42,冷轧连连轧设备概要,冷轧退火酸洗,冷轧,Leveller,Skin pass,热轧退火酸洗,Slitter,Cold rolling,Annealing,Pickling,Finishing,Annealing,Pickling,一般流程:HAPL冷轧总共以6阶段构成,l HAPL l 冷轧 l

12、,连连轧流程:以1 阶段统合,43,流程介绍,DRAP(Direct Rolling Annealing and Pickling):J&L(美国),97.5,25万吨/年,Rolling(Z-Hi Mill 2 Std),Black Coil,(Shot Blaster&pickle),SPM,TLL,退火,酸洗,酸洗,LC2i Line(Ligne Continue Integree Inox):Arcelor(法国),99.3,25万吨/年,Black Coil,Black coil Scale去除 冷轧(2 Stand)退火+酸洗 精整 冷扎制品,Black coil 无退火酸洗 冷轧

13、(2 Stand Mill)退火+酸洗 精整 冷轧制品,44,RAP5 Line(Rolling Annealing&Pickling 5 Line):Outokumpu(芬兰),02.10,75万吨/年,1st Round:Black coil 冷轧 退火+酸洗 HR 薄制品(45万吨)2nd Round:White Coil 冷轧 退火+酸洗 精整 冷扎制品(35万吨),RAP Line(Rolling Annealing&Pickling Line):LISCO(中国),04.12,35万吨/年,White Coil,Rolling(Z-Hi Mill 3 Std),SPM,TLL,退火

14、 酸洗,White coil 冷轧 退火+酸洗 精整 冷扎制品(35万吨),45,流程特性,Base10日91%,79%2日96%,制造成本制造工期成材率,高级材(2B 全用途)0.2mmt8万吨/1ZRM,中,低级材(排气,产业材,Pipe)1.0mmt30万吨/1流程,品质(用途)生产厚度单位生产量,一般工程,连连轧工程,通过大量生产中、低级材、低成本产品，强化成本竞争力,(冷扎制品制造成本 100$/吨 节俭),3.不锈钢的用途,多样的制品形态和表面 建筑内外装饰材 屋顶材 街道设施 运输装备用 产业设备用 餐具,厨房用 电器电子 其它,47,多样的制品形态和表面,48,Fingerpr

15、int-Protection of Stainless SteelSurface treatment,BA-finish,2B-finish,special finish,49,建筑内外装饰材,上海金茂大厦(316),上海浦项商务广场(POS-Plaza)(316 Dull),50,Petronas Towers(Kuala Lumpur,Malaysia)(316L,研磨材,1.5t,4千吨),Walt Disney Center Hall(Los Angeles,USA)(316,研磨材),51,仁川国际机场(韩国),POSCO Center,52,ASEM Center 屋顶(韩国,44

16、6M Dull+BA,400吨),屋顶材,53,ASEM Center 屋顶(韩国,446M Dull+BA),54,仁川国际机场(韩国,446M Dull,1,500吨),55,高速铁光明车站屋顶(韩国,02.12,304 2D,0.5t,350吨),56,光州世界杯竞技场(韩国,316 Dull,200吨),57,posco历史馆外装饰和屋顶(03.5,446M Dull,0.5t,100吨),58,街道造型物,上海浦东,59,大连,60,上海南京路,61,运输装备用,电动车内部和外部,62,大型客车Frame of bus,63,大型客车Frame of bus,64,Muffler（消

17、声器）,Manifold（排气管）,Catalytic converter（催化转换器）,Exhaust system（汽车排气系统）,65,Muffler,Catalytic Converter,Exhaust Manifold,66,Exhaust system（汽车排气系统）,Cold-end（冷端）(600),Hot-end（热端）(600),67,集装箱及摩托车上的应用,68,工业设备用,石油和天然气产业,69,The inside of their cryogenic(-163oC)tanks with a 1.2 mm thick corrugatedType 304 membr

18、ane 90 tonnes per vessel.（液化天然气运输船舶）,70,Chemical tanker（化学船舶）,71,Pulp and paper industry（纸浆及造纸产业）,72,Applications for Portable Water（蓄水槽）,73,74,自来水净水场过滤池(韩国醴泉,02.8,混凝土 双相钢),75,餐具,厨房用,76,Built in Kitchen(Anti finger print)（厨房设施）,77,电器电子,LCD Frame,PDA,HDD,MP,Electron Gun,78,精密部品,79,街道设施物,花盆台(Italy,316

19、L)(为了美化的街道环境在街道花盆里使用不锈钢的示例),80,长椅(Europe),81,栏杆(韩国),禁止车辆进入带(系船柱,韩国),82,自行车停车棚(韩国),路灯(韩国),83,材质:不锈钢(绝缘涂层),电车,地下铁 安全栏杆(韩国,03.3),84,不锈钢桥,全不锈钢桥(Europe,316,15吨)(长度 320m,高度 7m,上部拱形管是碳钢),85,其它,百货店内部商品陈列台,86,其它,4.不锈钢钢种特性,304(L)钢种 301(L)钢种 304J1 钢种 316L 钢种 321 钢种 310S 钢种 430 钢种 409L 钢种 410L 钢种 202 钢种,88,钢种别特

20、性,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-作为Austenite系的基本钢种耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能优秀-热处理后不发生硬化，几乎没有磁性,89,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-对比304含有低Ni,Cr及高N成分，根据粗压延可以达到高强度化-对比Steel,Al有优秀的高温强度,抗疲劳强度及耐腐蚀性，使用在电车 达到重量轻,优秀的稳定性及经济性(301L),90,91,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-对比304确保优秀的成形性(复合型形成,深加工性,形象同结性优秀)-耐时效龟裂性优秀,成形性,92,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械

21、特性,-添加Mo(23%)达到优秀的耐孔蚀及耐腐蚀性-高温 Creep 强度优秀,93,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-在304钢种里添加Carbon稳定化元素Ti抑制晶界敏锐化-在敏锐化区间(450850)使用为目的开发-添加Ti之后缺陷(Inclusion Line,Ti-Streak)多发钢种,Expansion Joint,锅炉烧嘴,94,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-25Cr-20Ni系的高合金不锈钢-高温耐氧化性优秀,适合1000以下耐热部件,火化炉,95,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,广泛使用的比热硬化用Ferrite系不锈钢-含

22、有17%Cr,在高温以混装(+)形式存在1000OC以下是单相的BCC结构,HDD,Gas range,96,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-为了提高加工性,焊接性,耐腐蚀性添加了Low Carbon及稳定化元素Ti-含有11%Cr,在高温及常温里保持完全的BCC结构的Ferrite系耐热钢-维持优秀的加工性和焊接性，拥有适当的高温特性和常温耐腐蚀性，主要用途是耐热设备的原料,97,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,-根据Low Carbon的Ferrite组织，焊接部位弯曲性,机能性等优秀,冷冻集装箱 锅炉燃烧室,98,特性及使用用途,化学成分(wt%),机械特性,通过Mn,N元素替代Ni元素开发的200系列钢，具有较好的耐蚀性和冷热加工性能替代室内，内陆城市室外等腐蚀性不高的环境使用的304制品,锅具 楼梯扶手,