以下是關(guān)于 201 不銹鋼的詳細(xì)介紹:
基本信息
定義:201 不銹鋼是一種低鎳的奧氏體不銹鋼,屬 Fe-Cr-Ni 系合金,是奧氏體不銹鋼的主要代表牌號,美國 ASTM200 系列中的一個牌號,在中國不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)中對應(yīng)的牌號是 12Cr17Mn6Ni5N。
研發(fā)背景:二戰(zhàn)期間鎳供應(yīng)嚴(yán)重不足,德國人研制出以錳 - 氮代替部分鎳的不銹鋼。1951 年,美國阿勒根尼?路德姆公司開發(fā)出 201、201L 以錳代鎳奧氏體不銹鋼,以應(yīng)對朝鮮戰(zhàn)爭期間鎳資源的短缺。
化學(xué)成分
主要成分:包括鐵、鎳、鉻、錳、硅、碳、磷、硫、氮等。其中,鎳(Ni)含量 3.50%-5.50%,鉻(Cr)含量 16.00%-18.00%,錳(Mn)含量 5.50%-7.50%,硅(Si)含量≤1.0%,碳(C)含量≤0.15%,磷(P)含量≤0.060%,硫(S)含量≤0.030%,氮(N)含量 0.05%-0.25%。
物理性質(zhì)
密度:7.93kg/dm3。
熔點(diǎn):1398-1453℃。
比熱容:0.50kJ/(kg·K)(0℃-100℃)。
熱導(dǎo)率:16.3W/(m·K)。
線膨脹系數(shù):15.7×10-6/K(0℃-500℃)。
電阻率:0.69Ω·mm2/m(20℃)。
縱向彈性模量:197KN/mm2(20℃)。
力學(xué)性能
規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度 Rp0.2:≥275N/mm2。
抗拉強(qiáng)度 Rm:≥520N/mm2。
斷后伸長率 A:≥40%。
斷后收縮面 Zc:≥45%。
硬度:HBW≤241,HRB≤100,HV≤253。
化學(xué)性質(zhì)
耐蝕性:具有一定的耐酸堿性能,但在氯化物環(huán)境中,耐點(diǎn)蝕性能遠(yuǎn)低于 304 不銹鋼,在 3.5% 氯化鈉溶液中點(diǎn)蝕電位為 - 32mV。
氧化特性:在高溫環(huán)境下易發(fā)生晶間腐蝕,因此要避免長期高溫使用。
生產(chǎn)工藝
原料準(zhǔn)備:主要原料包括鐵、鉻、鎳、錳等金屬礦石以及廢不銹鋼等回收材料,需嚴(yán)格篩選和檢驗(yàn),按一定比例配料。
熔煉:將配好的原料加入電弧爐、感應(yīng)爐等熔煉爐中,在高溫下熔化形成鋼液,同時加入造渣劑等輔料去除雜質(zhì),通過攪拌、吹氣等使成分均勻化。
精煉:采用 AOD(氬氧脫碳法)、VOD(真空氧脫碳法)等方法進(jìn)一步提高鋼液質(zhì)量,選擇性地氧化鋼液中的碳,降低鉻的氧化損失,并調(diào)整合金元素成分。
鑄造:將精煉后的鋼液澆鑄到特定模具中形成鋼坯或鋼錠,有連鑄和模鑄兩種方式,需控制澆鑄溫度、速度和冷卻條件等參數(shù)。
熱軋:鋼坯在步進(jìn)梁式加熱爐加熱,出爐后經(jīng)高壓水除鱗,在帶有立輥的四輥可逆式粗軋機(jī)軋制,再送入熱連軋精軋機(jī)組或爐卷軋機(jī)軋到成品厚度。
冷軋:包括冷軋及酸洗、退火工藝等,熱軋黑卷經(jīng)退火、酸洗、修磨、冷軋、再退火、精磨、平整等工序,得到冷軋產(chǎn)品。
熱處理:根據(jù)需要可進(jìn)行退火、淬火、回火等熱處理,以調(diào)整組織結(jié)構(gòu)和性能。
表面處理:常見的表面處理方法有酸洗、拋光、噴砂等,以滿足不同的應(yīng)用需求。
特點(diǎn)
成本優(yōu)勢:由于鎳含量較低,以錳代鎳,降低了生產(chǎn)成本,使其具有價格競爭力。
良好的成型性:易于通過各種加工方式,如彎曲、拉伸、沖壓等,制成各種形狀的制品,能滿足不同應(yīng)用場景的需求。
一定的耐腐蝕性:在一般環(huán)境下具備一定的耐酸、耐堿性能,可用于非強(qiáng)腐蝕性場景。
應(yīng)用領(lǐng)域
裝飾領(lǐng)域:廣泛應(yīng)用于建筑裝飾,如門窗框架、扶手、欄桿、裝飾管等,其美觀的外觀和一定的耐腐蝕性能滿足裝飾需求。
建筑裝飾用201不銹鋼
廚房用品:用于制作餐具、廚具,如鍋具、餐具、水槽等,滿足日常使用的耐蝕性和衛(wèi)生要求。
廚房用品用201不銹鋼
家電產(chǎn)品:在家電產(chǎn)品中也有應(yīng)用,如冰箱、洗衣機(jī)、微波爐等的外殼、內(nèi)膽或零部件,可提升產(chǎn)品的美觀度和耐用性。
家電產(chǎn)品用201不銹鋼
食品機(jī)械:適用于食品加工機(jī)械的制造,如輸送帶、料斗、罐體等,符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),且能承受一定的腐蝕環(huán)境。
食品機(jī)械用201不銹鋼
計(jì)算機(jī)配件:用于制造計(jì)算機(jī)機(jī)箱、鍵盤、鼠標(biāo)等配件,具有良好的成型性和一定的耐腐蝕性,能滿足產(chǎn)品的外觀和質(zhì)量要求。
計(jì)算機(jī)配件用201不銹鋼
集裝箱:可用于制造集裝箱的結(jié)構(gòu)件和裝飾件,能承受一定的環(huán)境腐蝕,同時具有較好的強(qiáng)度和成型性。
304 不銹鋼的耐腐蝕性能隨溫度變化呈現(xiàn)顯著差異,不同介質(zhì)中的表現(xiàn)也各不相同。以下是基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的具體分析:
一、不同溫度區(qū)間的典型腐蝕速率
1. 常溫環(huán)境(20-40℃)
鹽霧環(huán)境:根據(jù) ASTM B117 標(biāo)準(zhǔn),72 小時鹽霧試驗(yàn)后腐蝕速率約為 0.03mm / 年。
含氯水溶液:在含 Cl?濃度≤200mg/L 的水中,常溫下幾乎無腐蝕;若溫度超過 60℃,對 150mg/L 的 Cl?仍有耐腐蝕性。
弱酸性溶液:在 5% 鹽酸中浸泡 30 天,失重率為 1.8mg/cm2,表面出現(xiàn)點(diǎn)蝕。
2. 中溫環(huán)境(40-150℃)
硝酸溶液:
8% 硝酸中,溫度從 80℃升至 135℃時,腐蝕速率從 0.005mm / 年增至 0.974mm / 年;20% 硝酸中,135℃時腐蝕速率達(dá) 4.216mm / 年。
蒸汽環(huán)境中的腐蝕速率顯著水溶液,且更易引發(fā)晶間腐蝕。
NaCl 溶液:
0.4% NaCl 溶液中,溫度每升高 10℃,點(diǎn)蝕電位下降約 30mV(如 10℃時 410mV,50℃時 300mV)。
濃度>0.4% 時,點(diǎn)蝕風(fēng)險顯著增加,且溫度升高會加速鈍化膜破壞。
3. 高溫環(huán)境(150-700℃)
環(huán)烷酸介質(zhì):在 240-330℃、酸值 1.1mg KOH/g 的環(huán)烷酸中,275℃時腐蝕速率大為 0.0308mm / 年,流速增加會進(jìn)一步加劇腐蝕。
硝酸熔鹽:565℃時腐蝕速率達(dá) 99.6×10??mg?cm?2?h?1,表面形成 Fe?O?和 (Fe,Cr)?O?氧化層。
FLiNaK 熔鹽:700℃下腐蝕深度約 90μm,單位面積失重 4.97mg/cm2,主要表現(xiàn)為晶界處鉻的選擇性流失。
4. 低溫環(huán)境(-196℃)
304 不銹鋼在 - 196℃下仍保持良好韌性,沖擊功保留率>80%,且無明顯腐蝕加速現(xiàn)象,適用于低溫儲存設(shè)備。
二、關(guān)鍵溫度閾值與腐蝕機(jī)制
敏化溫度區(qū)間(450-850℃)
在此溫度范圍內(nèi),碳與鉻結(jié)合形成 Cr??C?,導(dǎo)致晶界貧鉻(鉻含量<12%),引發(fā)晶間腐蝕。例如,長期處于 600℃的部件可能在 1-2 年內(nèi)出現(xiàn)晶間腐蝕裂紋。
臨界點(diǎn)蝕溫度(CPT)
根據(jù) ASTM G48 標(biāo)準(zhǔn),304 不銹鋼在 6% FeCl?溶液中的 CPT 約為 25-30℃。溫度超過此值時,點(diǎn)蝕敏感性顯著增加。
高溫氧化極限
800℃以上時,抗氧化性能下降,表面氧化皮可能剝落;短期耐受溫度可達(dá) 900℃,但長期使用建議不超過 870℃。
三、不同介質(zhì)中的溫度影響對比
介質(zhì)類型 溫度范圍 典型腐蝕速率(mm / 年) 關(guān)鍵影響機(jī)制
硝酸(20%) 80-135℃ 0.004(80℃)→4.216(135℃) 溫度升高促進(jìn)鈍化膜破壞和晶間腐蝕
NaCl 溶液(0.4%) 10-50℃ 點(diǎn)蝕電位下降 30mV/10℃ 溫度升高降低點(diǎn)蝕閾值
環(huán)烷酸 240-330℃ 0.0258(0.85m/s)→0.0385(3.4m/s) 流速與溫度協(xié)同加速腐蝕
硫酸(3%) 80℃ >11 高溫下鈍化膜失效
高溫高壓水 250-300℃ 0.01-0.05 氧化膜穩(wěn)定性隨溫度波動
四、應(yīng)用建議與數(shù)據(jù)參考
常規(guī)環(huán)境:
常溫至 100℃:腐蝕速率<0.05mm / 年,可長期使用(如食品加工設(shè)備)。
100-200℃:建議定期檢查晶間腐蝕風(fēng)險,尤其在焊接區(qū)域。
強(qiáng)腐蝕環(huán)境:
高溫硝酸或含 Cl?溶液:溫度>60℃時需嚴(yán)格控制 Cl?濃度(<150mg/L),并采用陰極保護(hù)。
硫酸環(huán)境:避免溫度>80℃,否則需改用 316L 或更高等級不銹鋼。
低溫應(yīng)用:
-196℃液氮環(huán)境:304 不銹鋼的力學(xué)性能和耐蝕性穩(wěn)定,適用于 LNG 儲罐。
五、數(shù)據(jù)來源與標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)
ASTM B117:鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),提供常溫下的腐蝕速率基準(zhǔn)。
ASTM G48:臨界點(diǎn)蝕溫度測試方法,指導(dǎo)高溫含 Cl?環(huán)境的選材。
行業(yè)研究:如 304 不銹鋼在硝酸熔鹽中的腐蝕數(shù)據(jù)來自太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)測。
綜上,304 不銹鋼的耐腐蝕性隨溫度升高呈非線性下降,具體表現(xiàn)取決于介質(zhì)類型和溫度區(qū)間。實(shí)際應(yīng)用中需結(jié)合工況選擇材料,并參考上述數(shù)據(jù)制定維護(hù)策略。
304 不銹鋼是不銹鋼中常見的一種材質(zhì),屬于奧氏體型不銹鋼,業(yè)內(nèi)也叫做 18/8 不銹鋼。以下是其相關(guān)介紹:
化學(xué)成分:含有約 18% 鉻和 8% 鎳,此外還含有少量的錳、硅、磷、硫、碳等元素,其余為鐵,具體含量范圍為 Ni 8.0% - 10.5%、Cr 18.0% - 20.0%、Mn≤2.0%、Si≤1.0%、P≤0.035%、S≤0.03%、C≤0.08%。
性能特點(diǎn):
耐腐蝕性:具有良好的耐腐蝕性能,對氧化性酸,如在濃度≤65% 的沸騰溫度以下的硝酸中,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,在大氣、水和蒸汽中也具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。
力學(xué)性能:密度為 7.93g/cm3,抗拉強(qiáng)度為 520MPa,條件屈服強(qiáng)度為 205MPa,伸長率為 40%,斷面收縮率為 60%,硬度為 187HBW、90HRB、200HV,熔點(diǎn)為 1398 - 1454℃。
其他性能:低溫性能較好,在 - 180℃條件下,強(qiáng)度、伸長率、斷面收縮率都很好。具有良好的焊接性能,可采用通常的焊接方法焊接,焊前焊后均不需熱處理。常溫下具有穩(wěn)定的奧氏體組織。
應(yīng)用領(lǐng)域:因其良好的綜合性能,被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)療、化工、電子工業(yè)、家具裝飾等行業(yè),可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。
衍生材料:在 304 不銹鋼基礎(chǔ)上,通過改變碳含量、加入氮元素、銅含量等,可形成 304L、304H、304N、304LN 等衍生材料。例如 304L 為低碳的 304 鋼,可改善耐蝕性能,特別是對焊后的晶間腐蝕敏感性;304H 將碳含量提高,可增加強(qiáng)度,并使奧氏體更加穩(wěn)定,更適于在低溫環(huán)境和無磁部件方面使用。
304 不銹鋼的生產(chǎn)是一個從原材料冶煉到成品加工的復(fù)雜流程,涉及合金成分控制、冶煉提純、塑性加工及表面處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié),核心是其鉻(18-20%)、鎳(8-10.5%)等合金元素的配比,以及微觀組織的均勻性。以下是詳細(xì)生產(chǎn)過程:
一、原材料準(zhǔn)備與配料
304 不銹鋼的主要成分是鐵(Fe)、鉻(Cr)、鎳(Ni),還需控制碳(C≤0.08%)、硅(Si≤1.0%)、錳(Mn≤2.0%)等元素的含量。生產(chǎn)前需根據(jù)成分要求進(jìn)行配料:
主要原料包括:廢不銹鋼(回收料)、生鐵、鉻鐵合金(如高碳鉻鐵、低碳鉻鐵)、鎳板(或鎳鐵合金)等。
配料需通過計(jì)算確保各元素比例達(dá)標(biāo)(如鉻含量需穩(wěn)定在 18-20%,鎳 8-10.5%),同時控制有害雜質(zhì)(如硫、磷)的含量(S≤0.03%,P≤0.045%)。
二、冶煉:去除雜質(zhì),控制成分
冶煉的核心是將原料熔融,通過化學(xué)反應(yīng)去除碳、硫、氣體等雜質(zhì),并調(diào)整合金元素含量,確保成分符合 304 標(biāo)準(zhǔn)。常用設(shè)備為電弧爐或轉(zhuǎn)爐,具體流程如下:
熔化期
將配好的原料加入電弧爐,通過電極產(chǎn)生的電弧加熱(溫度達(dá) 1600-1700℃),使原料熔融成鋼水。此階段需去除部分氣體(如氫氣、氮?dú)猓┖鸵讚]發(fā)雜質(zhì)。
氧化期
向鋼水中吹入氧氣(或加入氧化劑如鐵礦石),通過氧化反應(yīng)降低碳含量(304 要求 C≤0.08%),同時去除硫、磷等雜質(zhì)(如硫與氧反應(yīng)生成 SO?氣體排出)。
還原期
氧化期后鋼水含氧量較高,需加入脫氧劑(如硅鐵、錳鐵、鋁)去除多余氧氣,避免生成氧化夾雜。同時,根據(jù)成分分析結(jié)果補(bǔ)加鉻鐵、鎳板等合金元素,調(diào)整鉻、鎳含量至標(biāo)準(zhǔn)范圍。
出鋼
成分檢測合格后,將鋼水出至鋼包中,可進(jìn)行爐外精煉(如 LF 爐精煉)進(jìn)一步調(diào)整成分、去除夾雜物,提高鋼水純凈度。
三、鑄坯成型:將鋼水轉(zhuǎn)化為固態(tài)坯料
鋼水需通過鑄造工藝制成后續(xù)加工所需的坯料(如板坯、方坯、圓坯),常用方法包括:
連鑄
鋼水從鋼包流入中間包,再通過結(jié)晶器冷卻形成坯殼,隨后由拉矯機(jī)將鑄坯從結(jié)晶器中拉出,經(jīng)二次冷卻(噴水或噴霧)使鑄坯完全凝固,后切割成定尺長度。連鑄、成本低,是主流工藝,可生產(chǎn)板坯(用于軋鋼板)、方坯(用于軋鋼管或型材)等。
模鑄
鋼水直接倒入鑄模中凝固成型,適用于小批量、特殊規(guī)格的坯料,但效率較低,逐漸被連鑄替代。
四、塑性加工:通過軋制 / 鍛造調(diào)整形狀與性能
鑄坯需經(jīng)塑性加工(軋制、鍛造等)改變形狀(如板材、管材、線材),同時細(xì)化晶粒、提高力學(xué)性能:
熱軋
鑄坯加熱至 1000-1200℃(奧氏體區(qū)),通過軋機(jī)軋制(如鋼板經(jīng)多道次軋制減薄厚度),得到熱軋板、熱軋卷等。熱軋可大幅降低材料硬度,便于后續(xù)加工,但表面較粗糙。
冷軋
熱軋后的半成品(如熱軋卷)經(jīng)酸洗去除表面氧化皮后,在室溫下進(jìn)行冷軋(如多輥軋機(jī)軋制),可獲得更薄的板材(如 0.1-3mm),且表面更光滑、尺寸精度更高。冷軋會使材料硬化,需通過退火消除應(yīng)力。
熱處理(關(guān)鍵環(huán)節(jié))
304 不銹鋼的耐腐蝕性依賴均勻的奧氏體組織,需通過固溶處理優(yōu)化:
將冷軋或鍛造后的材料加熱至 1050-1100℃(使碳化物完全溶解到奧氏體中),保溫一段時間后快速水冷(防止碳化物析出),終獲得均勻的單相奧氏體組織,確保鉻元素均勻分布以形成鈍化膜。
其他加工
管材:通過熱軋穿孔、冷軋(或冷拔)制成無縫鋼管;或通過鋼帶焊接制成焊管。
型材 / 線材:通過軋機(jī)軋制或拉絲工藝制成角鋼、圓鋼、鋼絲等。
五、表面處理:提升耐蝕性與外觀
根據(jù)應(yīng)用需求,成品需進(jìn)行表面處理,常見工藝包括:
酸洗鈍化
酸洗:用硝酸 + 氫氟酸混合液去除表面氧化皮、油污等雜質(zhì),露出潔凈的金屬表面。
鈍化:用硝酸溶液處理,促進(jìn)表面形成均勻、致密的鉻基鈍化膜(Cr?O?),顯著提升耐腐蝕性(如食品級、醫(yī)療級 304 經(jīng)過鈍化處理)。
拋光
通過機(jī)械拋光(砂紙、布輪)或電解拋光,降低表面粗糙度(如鏡面拋光 Ra≤0.02μm),減少腐蝕介質(zhì)附著點(diǎn),同時提升外觀質(zhì)感(如裝飾用 304 不銹鋼)。
涂層(可選)
對高腐蝕環(huán)境中的部件,可涂覆環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等涂層,進(jìn)一步隔絕腐蝕介質(zhì)(如海洋工程用 304 配件)。
六、質(zhì)量檢測與出廠
后需通過一系列檢測確保產(chǎn)品達(dá)標(biāo):
成分分析:用光譜儀檢測鉻、鎳、碳等元素含量,確保符合 304 標(biāo)準(zhǔn)(如 Cr:18-20%,Ni:8-10.5%)。
力學(xué)性能:測試抗拉強(qiáng)度(≥515MPa)、延伸率(≥40%)等,驗(yàn)證材料強(qiáng)度與韌性。
耐蝕性測試:通過鹽霧試驗(yàn)、點(diǎn)蝕試驗(yàn)等評估鈍化膜性能。
外觀與尺寸:檢查表面是否有劃痕、缺陷,確保尺寸精度符合要求。
合格產(chǎn)品經(jīng)切割、包裝后出廠,應(yīng)用于建筑、化工、食品機(jī)械、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。
總結(jié)
304 不銹鋼的生產(chǎn)核心是控制合金成分(尤其是鉻和鎳)、優(yōu)化熱處理工藝(奧氏體組織均勻),以及強(qiáng)化表面鈍化膜(提升耐蝕性)。每個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制(如冶煉時的成分微調(diào)、固溶處理的溫度與冷卻速度)都會直接影響終產(chǎn)品的性能。
201 不銹鋼是一種節(jié)鎳型奧氏體不銹鋼,含鎳量較低(通常 1.0%-3.0%),主要依靠鉻(16%-18%)和錳(5.5%-7.5%)提升耐腐蝕性,成本低于 304 不銹鋼,廣泛用于裝飾、淺拉伸制品等領(lǐng)域。其生產(chǎn)過程與常規(guī)不銹鋼類似,但因成分差異,在冶煉和軋制環(huán)節(jié)需針對性調(diào)整工藝。以下是 201 不銹鋼的完整生產(chǎn)流程:
一、原料準(zhǔn)備與配料
1. 原料選擇
主要原料:
廢不銹鋼(以 201 回收料為主,占比 60%-80%,降低成本);
合金料:高碳鉻鐵(補(bǔ)充鉻元素)、錳鐵(提升錳含量,替代部分鎳的奧氏體穩(wěn)定作用)、低鎳鐵(控制鎳含量在 1.0%-3.0%)、生鐵(調(diào)整碳含量,201 碳含量通常≤0.15%);
輔料:石灰(脫硫)、螢石(造渣)、脫氧劑(硅鐵、鋁錠等)。
2. 配料計(jì)算
根據(jù) 201 不銹鋼成分標(biāo)準(zhǔn)(如 GB/T 20878-2007),通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算各原料的配比,確保鋼水成分達(dá)標(biāo):
鉻(Cr):16.0%-18.0%(耐腐蝕性核心元素);
鎳(Ni):1.0%-3.0%(維持奧氏體結(jié)構(gòu),含量低于 304);
錳(Mn):5.5%-7.5%(替代部分鎳,穩(wěn)定奧氏體,但過量會降低耐腐蝕性);
碳(C):≤0.15%(過高易形成鉻碳化物,導(dǎo)致晶間腐蝕)。
二、冶煉(核心環(huán)節(jié),控制成分與純度)
1. 電弧爐(EAF)初煉
作用:將廢鋼和合金料熔化,初步調(diào)整成分。
工藝要點(diǎn):
通電引弧,利用電弧熱(溫度達(dá) 1600-1800℃)熔化原料;
加入石灰、螢石造渣,吸附鋼水中的硫(S≤0.03%)、磷(P≤0.06%)等雜質(zhì);
取樣分析成分,補(bǔ)加鉻鐵、錳鐵等調(diào)整元素含量,確保接近目標(biāo)值。
2. AOD 爐(氬氧脫碳爐)精煉(部分廠家省略,視純度要求)
作用:進(jìn)一步脫碳、調(diào)整成分,提升鋼水純凈度(201 對純度要求低于 304,部分小型廠家僅用電弧爐 + LF 爐精煉)。
工藝要點(diǎn):
通入氬氣(Ar)和氧氣(O?)混合氣體,降低碳含量(避免碳與鉻結(jié)合形成碳化物);
再次取樣分析,控制鎳、錳、鉻比例,確保符合 201 標(biāo)準(zhǔn)。
3. LF 爐(鋼包精煉爐)微調(diào)
作用:升溫、脫氧、調(diào)整成分至范圍。
加入硅鐵、鋁錠等脫氧劑,去除鋼水中的氧([O]≤50ppm),避免氧化夾雜;
終成分確認(rèn),確保各項(xiàng)元素達(dá)標(biāo)后,準(zhǔn)備澆鑄。
三、連鑄(鋼水→鑄坯)
工藝:將合格鋼水通過中間包注入連鑄機(jī)的結(jié)晶器,冷卻凝固成坯(板坯、方坯或圓坯,根據(jù)后續(xù)產(chǎn)品形態(tài)選擇)。
關(guān)鍵控制:
結(jié)晶器水溫、拉坯速度(通常 1-2m/min),確保鑄坯表面光滑,無裂紋、縮孔等缺陷;
鑄坯切割后,進(jìn)行表面檢查和尺寸測量(如板坯厚度 150-250mm,寬度 1000-1500mm)。
四、熱軋(鑄坯→熱軋卷 / 板)
目的:通過高溫軋制減少鑄坯厚度,細(xì)化晶粒,提升力學(xué)性能。
工藝步驟:
鑄坯加熱:送入加熱爐(溫度 1100-1250℃),保溫 2-4 小時,使坯料均勻受熱;
粗軋:通過可逆式軋機(jī)將坯料軋至厚度 30-50mm 的中間坯;
精軋:進(jìn)一步軋至目標(biāo)厚度(通常 3-12mm),同時控制軋制速度(5-15m/s)和溫度(終軋溫度≥850℃);
卷取:熱軋后的帶鋼經(jīng)層流冷卻至 600-700℃,卷成熱軋卷(重量 10-30 噸)。
五、冷軋(熱軋卷→冷軋成品)
適用場景:生產(chǎn)薄規(guī)格板材(厚度 0.3-3mm),提升表面光潔度和尺寸精度。
工藝步驟:
酸洗:去除熱軋卷表面的氧化皮(用鹽酸或硫酸溶液,溫度 50-80℃);
冷軋:通過多輥軋機(jī)(如二十輥軋機(jī))冷軋,控制壓下率(通常 50%-80%),軋至目標(biāo)厚度(如 0.5mm);
退火:冷軋后帶鋼硬度升高,需在連續(xù)退火爐中加熱(溫度 800-1000℃),消除內(nèi)應(yīng)力,恢復(fù)塑性;
平整:通過平整機(jī)輕微軋制(壓下率 1%-3%),改善板形,控制表面粗糙度(Ra 值通常 1.0-3.2μm)。
六、后續(xù)加工(按需生產(chǎn)成品)
根據(jù)客戶需求,對冷軋卷進(jìn)行進(jìn)一步加工:
分條:將寬幅卷分切成窄條(如 100-500mm),用于制管或裝飾條;
制管:通過冷彎成型、焊接(如氬弧焊)制成圓管、方管(直徑 10-200mm);
表面處理:拋光(鏡面、拉絲)、覆膜(保護(hù)表面)等,提升裝飾性。
七、檢驗(yàn)與出廠
質(zhì)量檢驗(yàn):
成分檢測(光譜分析):確認(rèn) Cr、Ni、Mn 等元素含量;
力學(xué)性能:拉伸試驗(yàn)(屈服強(qiáng)度≥245MPa,抗拉強(qiáng)度≥520MPa)、硬度測試;
表面質(zhì)量:檢查是否有劃痕、麻點(diǎn)、氧化色等缺陷;
過磅與包裝:成品過磅后,按客戶要求包裝(卷材用鐵皮捆扎,板材用木箱),出廠銷售。
201 不銹鋼生產(chǎn)的核心特點(diǎn)
成本導(dǎo)向:大量使用回收廢鋼,減少鎳的用量,生產(chǎn)流程較 304 更簡化(如省略 AOD 精煉);
性能平衡:通過鉻和錳的配合維持基本耐腐蝕性,但耐鹽霧、耐酸堿能力弱于 304,更適合干燥環(huán)境使用。
以程可根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模(大型鋼廠 vs 小型加工廠)和產(chǎn)品規(guī)格略有差異,但核心環(huán)節(jié)一致。
201 不銹鋼的質(zhì)量檢驗(yàn)需覆蓋生產(chǎn)全流程,不同環(huán)節(jié)的檢驗(yàn)?zāi)繕?biāo)和操作流程存在差異。以下從原材料檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程檢驗(yàn)、成品檢驗(yàn)三個核心階段,列舉具體操作流程:
一、原材料(廢鋼、合金料)檢驗(yàn)流程
目標(biāo):確保入爐原料的成分、潔凈度符合冶煉要求,避免帶入有害元素或雜質(zhì)。
外觀與標(biāo)識核查
核對原料種類(如不銹鋼廢鋼、高碳鉻鐵、金屬鎳、錳鐵等),檢查包裝是否完好,標(biāo)識是否清晰(如成分、批次號);
目視篩選:剔除表面有嚴(yán)重油污、油漆、涂層或混入碳鋼、銅等異種金屬的廢鋼(用磁鐵輔助區(qū)分,201 為奧氏體,無磁性,但冷加工后可能帶弱磁,需結(jié)合光譜快速檢測)。
化學(xué)成分預(yù)檢
抽樣:每批次原料隨機(jī)抽取 3-5 個樣本(廢鋼需選取代表性塊體);
檢測:用手持光譜儀快速分析 Cr、Ni、Mn、C、P、S 等關(guān)鍵元素,確保成分在入爐要求范圍內(nèi)(如廢鋼中 Cr≥15%、Ni≥3%,P≤0.07%);
若有疑問,送實(shí)驗(yàn)室用化學(xué)分析法復(fù)核(如用滴定法測 Cr、Mn 含量)。
雜質(zhì)與有害元素控制
檢查原料中是否有明顯非金屬夾雜(如泥沙、爐渣),若有需清理;
檢測 Pb、Sn、As 等低熔點(diǎn)有害元素(需≤0.01%),避免熱加工時產(chǎn)生熱脆。
二、冶煉過程檢驗(yàn)流程
目標(biāo):監(jiān)控鋼水成分、溫度及純凈度,確保鑄坯無成分偏析、氣孔等缺陷。
鋼水成分實(shí)時監(jiān)控
出鋼前 5 分鐘,用取樣勺取鋼水澆鑄試樣,冷卻后用直讀光譜儀分析成分(C≤0.15%、Cr 16-18%、Ni 3.5-5.5% 等);
若元素超標(biāo),調(diào)整配料(如 Cr 偏低補(bǔ)加鉻鐵,N 不足通入氮?dú)猓俅稳訖z測,直至合格;
記錄每爐次成分?jǐn)?shù)據(jù),建立爐號追溯檔案。
溫度與澆注控制檢驗(yàn)
用熱電偶測量鋼水溫度(奧氏體不銹鋼澆注溫度通常 1500-1560℃),過高易導(dǎo)致晶粒粗大,過低易產(chǎn)生澆不足;
連鑄過程中,檢查鑄坯表面是否有裂紋、結(jié)疤、凹陷,每小時抽樣測量鑄坯厚度、寬度公差(如連鑄坯厚度 ±2mm);
取鑄坯低倍試樣(100×100mm),按 GB/T 226 進(jìn)行酸蝕檢驗(yàn)(50% 鹽酸溶液加熱至 60-80℃,浸蝕 15-30 分鐘),觀察是否有縮孔、疏松、中心偏析(級別≤2 級)。
三、軋制 / 鍛造過程檢驗(yàn)流程
目標(biāo):確保產(chǎn)品尺寸精度、表面質(zhì)量及力學(xué)性能達(dá)標(biāo),避免加工缺陷。
熱軋過程檢驗(yàn)
厚度檢測:每卷 / 每塊鋼板用測厚儀(如激光測厚儀)在頭部、中部、尾部各測 3 點(diǎn),確保厚度公差符合 GB/T 4237(如熱軋板 3-10mm 厚度,公差 ±0.3mm);
表面檢查:目視檢查是否有氧化皮壓入、輥印、劃傷,嚴(yán)重缺陷需標(biāo)記并切除;
溫度監(jiān)控:終軋溫度控制在 850-950℃(確保奧氏體組織均勻),用紅外測溫儀實(shí)時監(jiān)測。
冷軋過程檢驗(yàn)
冷軋后厚度:用接觸式測厚儀檢測,如冷軋帶材 0.5mm 厚度,公差需≤±0.02mm(PT.B 級);
板形檢查:用板形儀測量,確保鐮刀彎≤1mm/m,浪形高度≤2mm(每 2 米長度);
表面光潔度:用粗糙度儀檢測(2B 表面 Ra≤0.8μm),目視檢查是否有油污、手印、麻點(diǎn)(直徑>0.3mm 為不合格)。
四、成品終檢驗(yàn)流程
目標(biāo):全面驗(yàn)證產(chǎn)品是否符合交付標(biāo)準(zhǔn),出具質(zhì)量報(bào)告。
化學(xué)成分復(fù)驗(yàn)
從成品中隨機(jī)取樣(如每批次取 1 塊試樣),用直讀光譜儀復(fù)測關(guān)鍵元素,確保與熔煉成分一致(允許偏差符合 GB/T 222)。
力學(xué)性能檢測
拉伸試驗(yàn):按 GB/T 228.1 取樣(試樣為矩形或圓形,標(biāo)距 50mm),在試驗(yàn)機(jī)上測試,要求抗拉強(qiáng)度≥630MPa,伸長率≥20%;
硬度試驗(yàn):用維氏硬度計(jì)在表面測試 3 點(diǎn)(去除氧化層),取平均值,要求 HV≤240。
表面質(zhì)量全檢
2B 表面:在自然光下,距樣品 500mm 處目視檢查,不允許有裂紋、起皮,輕微劃傷長度≤100mm 且每平方米≤3 處;
BA 表面:用鏡面反射率儀檢測,反射率≥85%,不允許任何可見缺陷。
耐腐蝕性抽檢
晶間腐蝕試驗(yàn):按 GB/T 4334.5,取試樣經(jīng) 65% 硝酸煮沸 48 小時,彎曲 180° 后檢查是否有裂紋;
鹽霧試驗(yàn)(裝飾用):按 GB/T 10125,中性鹽霧(5% NaCl 溶液,35℃)試驗(yàn) 24 小時,表面銹蝕面積≤3% 為合格。
無損檢測(針對厚板 / 管材)
超聲波檢測:按 GB/T 4162,用 2MHz 探頭檢測,確保內(nèi)部無≥φ2mm 的分層或裂紋;
水壓試驗(yàn)(管材):對無縫管進(jìn)行水壓測試(試驗(yàn)壓力≥2MPa),保壓 30 秒無滲漏。
五、不合格品處理流程
標(biāo)識隔離:對不合格品(如成分超標(biāo)、表面缺陷)掛紅色標(biāo)識,與合格品隔離;
評審處置:由質(zhì)量部門組織評審,輕微缺陷(如小面積劃傷)可修復(fù)(如拋光),嚴(yán)重缺陷(如晶間腐蝕不合格)需判廢或降級使用;
記錄追溯:將不合格原因、處置結(jié)果錄入系統(tǒng),追溯至生產(chǎn)環(huán)節(jié)(如原料批次、軋制參數(shù)),并采取糾正措施(如調(diào)整酸洗時間、更換軋輥)。
通過以程,可實(shí)現(xiàn) 201 不銹鋼從原料到成品的全鏈條質(zhì)量管控,確保產(chǎn)品滿足標(biāo)準(zhǔn)及客戶需求。不同企業(yè)可能根據(jù)產(chǎn)品用途(如裝飾用、結(jié)構(gòu)用)增加專項(xiàng)檢驗(yàn)(如焊接性能測試)。
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