431不锈钢棒

431不锈钢介绍

      名称：马氏体型不锈钢

      标准：AISI、ASTM

      型号：431

      UNS编号：S43100

特性及应用

      431(16Cr-2Ni)含Ni的Cr钢/通过热处理可得到高力学性能/耐腐蚀性能优于410钢和430钢。431不锈钢对应中国1Cr17Ni2/日本JIS SUS431。

化学成分

      碳 C：≤0.20

      锰 Mn：≤1.00

      硅 Si：≤1.00

      铬 Cr：15.0-17.0

      镍 Ni：1.25-2.50

      磷 P：≤0.04

      硫 S：≤0.03

      注：①单一的数值除另有注明者外/均为最高值；②用于某些制管工艺时/有些型号奥氏体不锈钢的含镍量必须稍高于表内所示数值；③随意；④最高含Ta量为0.10%；⑤最高含量为0.75%；⑥最高含量为0.70%

1Cr17Ni2不锈钢简介

      可以使钢的脆性转化温度降低/ 韧性得到改善/ 断口形貌由准解理型变为韧窝型/ 合金元素向基体和δ-铁素体中的富集程度增大/在改善钢韧性的同时仍保持较高的强度水平。但该钢焊接性能不好/ 易产生裂纹/ 因此制造具时/ 不宜进行焊接。

      标准：GB/T 1220-2007 不锈钢棒

对应牌号

      对应日本牌号：SUS431

      对应德国牌号：X22CrNi17

      对应美国牌号：431

      对应英国牌号：431S29

化学成份

      碳 C ：0.11～0.17

      硅 Si：≤0.80

      锰 Mn：≤0.80

      硫 S ：≤0.030

      磷 P ：≤0.035

      铬 Cr：16.00～18.00

      镍 Ni：1.50～2.50

力学性能

      抗拉强度 σb (MPa)：淬火回火,≥1080

      伸长率 δ5 (%)：淬火回火,≥10

      冲击功 Akv (J)：淬火回火,≥39

      硬度 ：退火,≤285HB

热处理规范及金相组织

      热处理规范：1.退火,680～700℃高温回火空冷;2.淬火,950～1050℃油冷;3.回火275～350℃空冷。

      金相组织：组织特征为马氏体型。

      交货状态：一般以热处理状态交货/其热处理种类在合同中注明；未注明者/按不热处理状态交货。

物理性能

      1.临界点温度 (近似值)：Ac1=810°C、 Ar1=780°C、Ms=357°C。

      2.密度：7.75g/cm3

      3.质量定压热容: 459.8J/(kg·K)。

      4.弹性模量 (20°C): 210000MPa。

      5.电阻率: 0.70×10-6Ω·m

      6.线胀系数: 温度20-100°C，20-200°C，20-300°C，20-400°C，20-500°C，线胀系数: 10.0×10-6K-1/10.0×10-6K-1/11.0×10-6K-1/11.0×10-6K-1/11.0×10-6K-1。

      7. 热导率: 温度 20°C  100°C  200°C  300°C   400°C  500°C  600°C  700°C  800°C  900°C  热导率20.9[w/(m·K)]  21.7[w/(m·K)]  22.6[w/(m·K)]  23.4[w/(m·K)]  24.2[w/(m·K)]  25.1[w/(m·K)]  25.9[w/(m·K)]  26.7[w/(m·K)]  28.0[w/(m·K)]  29.7[w/(m·K)]。

工艺规范

热加工规范

      冷装炉温≤800°C (热装炉温不限), 开始温度1100-1150°C,终止温度>850°C,>50°C时在砂内缓冷。

低温退火规范

      退火温度670°C, 炉冷, 金相组织为珠光体。

高温退火规范

      退火温度 850 -870°C, 油冷或空冷, 硬度≤250HBW。

淬火、回火规范

      1.淬火温度950°C-1050°C, 油冷, 回火温度 275 -350°C, 空冷, 抗拉强度≥1100MPa、伸长率≥10% 、冲击韧度≥50J/cm2、硬度≤285HBW

      2.淬火温度950-1050°C,油淬, 回火温度280-350°C,空冷, 抗拉强度1100-1730MPa、伸长率10%-22% 、冲击韧度 25 -50J/cm2、硬度187-286HBW.

特性及适用

      1Cr17Ni2系是马氏体不锈钢中强度与韧性搭配较好的一种钢种。它对氧化性酸、大部分有机酸以及有机盐类的水溶液有良好的耐蚀性。一般适用于制造硝酸/醋酸的生产和轻工/纺织等工业中的既要要求强韧性又耐腐蚀的轴/活塞杆/泵等零件。

      1Cr17Ni2钢是低碳铬镍型耐蚀钢, 具有较高的强度和硬度。对氧化性的酸类 (一定温度、浓度的硝酸、大部分的有机酸), 以及有机酸水溶液都有良好的耐蚀性. 亚温淬火能有效地抑制该钢的高温回火脆性。可以使钢的脆性转化温度降低, 韧性得到改善, 断口形貌由准解理型变为韧窝型, 合金元素向基体和δ-铁素体中的富集程度增大,在改善钢韧性的同时仍保持较高的强度水平。但该钢焊接性能不好, 易产生裂纹, 因此制造具时, 不宜进行焊接。

      当锻造加热温度较高时, 虽然钢的α-相增多, 但塑性良好, 这与部分组织强烈的再结晶有关。该钢在1100°C时的伸长率最大。为了改善钢的塑性和表面质量, 应使停锻、停轧温度偏高一些; 同时, 为了得到均一的组织, 应该采取较大的锻造比。

      不锈钢（Stainless Steel）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，  又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

种类

      不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。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。

      1、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。

      2、奥氏体不锈钢：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、焊接性和耐蚀性能，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。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，以获得单相奥氏体组织。

      3、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。

      4、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。

不锈钢作用

      不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度最高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性，所以它能使结构部件永久地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可满足建筑师和结构设计人员的需要。

典型用途

      大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要选用的不锈钢类型时，主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理制度。然而，其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如，工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中，物主的建造成本可能比审美更为重要，表面不很干净也可以。在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。但是，在乡村和城市要想在户外保持其外观，就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区，表面会非常脏，甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果，就需采用含镍不锈钢。所以，304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途，但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中，最好采用316不锈钢。不锈钢拉门，现在，人们已充分认识到了在结构应用中使用不锈钢的优越性。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能和高抗拉强度及弹限强度融为一体，所以，欧洲准则中也包括了这种钢。产品形状，实际上，不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的，而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的，也用中厚板生产特殊产品，例如，生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品，包括型材、棒材、线材和铸件。

表面状态

      正如后面将谈到的，为了满足建筑师们美学的要求，已开发出了多种不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者无光泽的；可以是光面的、抛光的或压花的；可以是着色的、彩色的、电镀的或者在不锈钢表面蚀刻有图案，也可进行拉丝等，以满足设计人员对外观的各种要求。保持表面状态是容易的。只需偶尔进行冲洗就能去除灰尘。由于耐腐蚀性良好，也可以容易地去除表面的涂写污染或类似的其它表面污染。

未来展望

      由于不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能，它在金属中可以说是独一无二的，而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好，一直在改进现有的类型，而且，为了满足高级建筑应用的严格要求，正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高，质量不断改进，不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。  不锈钢集性能、外观和使用特性于一身，所以不锈钢仍将是世界上最佳的建筑材料之一。