不銹鋼與耐熱鋼的區別

　　興旺寶五金網整理：耐熱鋼是指在高溫下工作的鋼材。不銹鋼是在自然環境下與普通金屬相比腐蝕度要微弱很多的鋼材。除此之外，不銹鋼與耐熱鋼還有什么區別呢？
　　
　　一、不銹鋼：
　　
　　按成分可分為Cr系（400系列）、Cr－Ni系（300系列）、Cr－Mn－Ni（200系列）及析出硬化系（600系列）。200系列—鉻-鎳-錳奧氏體不銹鋼300系列—鉻-鎳奧氏體不銹鋼301—延展性好，用于成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好?？鼓バ院推趶姸葍炗?04不銹鋼。302—耐腐蝕性同304，由于含碳相對要高因而強度更好。303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。304—即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。309—較之304有更好的耐溫性。316—繼304之后，第二個得到zui廣泛應用的鋼種，主要用于食品工業、制藥行業和*器材，添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別。[1]不銹鋼水桶
　　
　　型號321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風險之外其他性能類似304。400系列—鐵素體和馬氏體不銹鋼。408—耐熱性好，弱抗腐蝕性，11%的Cr，8%的Ni。409—zui廉價的型號（英美），通常用作汽車排氣管，屬鐵素體不銹鋼（鉻鋼）。410—馬氏體（高強度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差。416—添加了硫改善了材料的加工性能。420—“刃具級”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種zui早的不銹鋼。也用于*刀具，可以做的非常光亮。430—鐵素體不銹鋼，裝飾用，例如用于汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差。440—高強度刃具鋼，含碳稍高，經過適當的熱處理后可以獲得較高屈服強度，硬度可以達到58HRC，屬于zui硬的不銹鋼之列。zui常見的應用例子就是“剃須刀片”。常用型號有三種：440A、440B、440C，另外還有440F（易加工型）。500系列—耐熱鉻合金鋼。600系列—馬氏體沉淀硬化不銹鋼。不銹鋼
　　
　　630—zui常用的沉淀硬化不銹鋼型號，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。
　　
　　“不銹鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業不銹鋼，所開發的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。有關不銹鋼的進一步詳細情況可參見由NiDI編制的"不銹鋼指南"軟盤。幸而和建筑構造應用領域有關的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22％的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。
　　
　　二、耐熱鋼：
　　
　　耐熱鋼是指在高溫下工作的鋼材。耐熱鋼的發展與電站、鍋爐、燃氣輪機、內燃機、航空發動機等各工業部門的技術進步密切相關。由于各類機器、裝置使用的溫度和所承受的應力不同，以及所處環境各異，因此所采用的鋼材種類也各不相同。這里所談的溫度是個相對的概念。zui早在鍋爐和加熱爐中使用的材料是低碳鋼，使用的溫度一般在200℃左右，壓力僅為0.8MPa。知道現在使用的鍋爐用低碳鋼，如20g，使用溫度也不超過450℃，工作壓力不超過6MPa。隨著各類動力裝置的使用溫度不斷提高，工作壓力迅速增加，現代耐熱鋼的使用溫度已高達700℃，使用的環境也變得更加復雜與苛刻。現在，耐熱鋼的使用溫度范圍為200～800℃，工作壓力為幾兆帕到幾十兆帕，工作環境從單純的氧化氣氛，發展到硫化氣氛、混合氣氛以及熔鹽和液金屬等更復雜的環境。
　　
　　現按珠光體型低合金熱強鋼、馬氏體型熱強鋼、閥門鋼、鐵素體型耐熱鋼、奧氏體型耐熱鋼、等分別介紹如下。
　　
　?。?）珠光體型低合金熱強鋼
　　
　　該種鋼的代表：12Cr1MoV此種鋼組織穩定性較好，當溫度高達580℃時仍具有良好的熱強性。
　　
　　（2）馬氏體型熱強鋼
　　
　　該種鋼的代表：Cr12型馬氏體熱強鋼，有優良的綜合力學性能、較好的熱強性、耐蝕性及振動衰減性，廣泛用于制造汽輪機葉片而形成*的葉片鋼系列，并廣泛用作氣缸密封環、高溫螺栓、轉子和鍋爐過熱器、在熱器管、燃氣輪機渦輪盤、葉片、壓縮機及航空發動機壓氣機葉片、輪盤、水輪機葉片及宇航導彈部件等。
　　
　?。?）閥門鋼
　　
　　閥門鋼是耐熱鋼的一個重要分支，該種鋼的代表：21Cr-9Mn-4Ni-N鋼（21-4N），與21Cr-12NiN、14Cr-14Ni2W-Mox相比，性能*較經濟，在汽油機排氣閥門上迅速得到廣泛應用。
　　
　?。?）鐵素體型耐熱鋼
　　
　　在室溫和使用溫度條件下這類鋼的組織為鐵素體。這類鋼鉻含量高于12%，不含鎳，只含有少量的硅、鈦、鉬、鈹等元素。
　　
　?。?）奧氏體型耐熱鋼
　　
　　一般制作用于600℃以上承受較高應力的部件，其抗氧化性溫度可達850～1250℃。這類鋼基本上是和不銹鋼同時發展起來的，有些鋼同時就是優異的奧氏體型不銹鋼。
　　
　　（6）沉淀硬化型耐熱鋼
　　
　　沉淀硬化型耐熱鋼按其組織可分成馬氏體沉淀硬化耐熱鋼（如0Cr17Ni4Cu4Nb）、（半奧氏體-馬氏體過濾型）沉淀硬化耐熱鋼（如0Cr17Ni7Al和0Cr15Ni7Mo2Al）和奧氏體沉淀硬化耐熱鋼（如0Cr15Ni25Ti2MoVB）等。
　　
　　2、耐熱鋼的分類
　　
　　2.1按合金元素含量分類
　　
　?。╝）低碳鋼：在此類鋼中部含或很少含有其他合金元素，其碳含量一般不超過0.2%。
　　
　?。╞）低合金耐熱鋼：在此類鋼中都含有一種或幾種合金元素，但含量不高，一般鋼中所含合金元素的總量不超過5%，碳含量不超過0.2%.
　　
　?。╟）高合金耐熱鋼：在此類鋼中合金元素多，合金元素含量一般在10%以上，甚至高達30%以上。
　　
　　2.2按鋼的特性分類
　　
　?。╝）抗氧化鋼（或稱耐熱不起皮鋼）：此類鋼在高溫下（一班在550～1200℃）具有較好的抗氧化性能及抗高溫腐蝕性能，并有一定的高溫強度。用于制造各類加熱爐用零件和熱交換器，制造熱汽輪機的燃燒市、鍋爐吊瓜、加熱爐爐底板和輥道以及爐管等?？寡趸阅苁侵饕笜耍考旧聿怀惺芎艽髩毫?。
　　
　　（b）熱強鋼：在高溫（通常在450～900℃）既能承受相當的附加應力又要具有優異的抗氧化、抗高溫氣體腐蝕能力，通常還要求承受周期性的可變贏利。通常用作汽輪機、燃氣輪機的轉子和葉片，鍋爐的過熱器、高溫下工作的螺栓和彈簧、內燃機的進排氣閥、石油加氫反應器等。
　　
　　2.3按鋼的主要用途分類
　　
　　工業爐用耐熱鋼：除反應堆、電站鍋爐、石化工業爐外，在冶金、機械、建材、輕工等工業中，廣泛用作熱交換器、加熱爐管、反映罐等多種爐窯中的各種耐熱部件，除采用板、管、棒等耐熱鋼變形材外，并采用大量的耐熱鋼鑄件。
　　
　　4、耐熱鋼的基本性能
　　
　　4.1主要合金元素在耐熱鋼中的作用
　　
　　耐熱鋼中常見的合金元素有鉻（Cr）、鎳（Ni）、鉬（Mo）、鎢（W）、釩（V）、硅（Si）、鋁（Al）、鈦（Ti）、鈮（Nb）、硼（B）、鈷（Co）、錳（Mn）、碳（C）、氮（N）、稀土（Re）、銅（Cu）、鐵（Fe）等。磷和硫一般為有害的雜質元素。鉻、鋁、硅和稀土元素能提高耐熱鋼的抗氧化性能。鉻、鉬、鎢、釩、鈦、鈮、鈷、硼、稀土等能提高或改善耐熱鋼的熱強性。鐵為耐熱鋼的基本元素。鎳和錳的作用主要是獲得奧氏體組織。下面分別介紹一下主要合金元素在耐熱鋼中的作用。
　　
　　4.1.1鉻鉻是耐熱鋼中抗高溫氧化和抗高溫腐蝕的主要元素，并能提高耐熱鋼的熱強性。耐熱鋼的抗高溫腐蝕性能與其含鉻量有一定的關系。因此常用的耐熱鋼的鉻含量應不低于12%。
　　
　　4.1.2鎳鎳是耐熱鋼中的重要合金元素之一。為了使鋼在室溫下獲得純奧氏體組織，其中鎳含量不低于25%。但當鋼中含有其他合金元素時，為獲得純奧氏體組織，鎳含量可適當減少。例如，當鋼中含碳量0.1%含碳量為18%時，為了獲得鋼的純奧氏體組織，含鎳量為8%即可，這就是典型的18-8型奧氏體耐熱不銹鋼。當鋼中含有其他鐵蘇體形成元素時，為獲得純奧氏體組織，含鎳量就要增加，如不增加鎳含量，或降低鎳含量，就會出現雙向組織，或出現不穩定的奧氏體組織，冷加工時可能產生相變（奧氏體組織轉變為馬氏體組織）。
　　
　　4.1.3鉬鉬為難熔金屬，熔點高（2625℃）。對提高耐熱鋼的熱強性有較好的作用。
　　
　　4.1.4鎢鎢為難熔金屬，熔點高（3380℃）。家鎢可提高固溶體的熱強性。
　　
　　4.1.5釩釩為難溶金屬，熔點高（1910℃）釩是提高鐵素體型耐熱鋼的熱強性的有效元素，釩也在奧氏體型耐熱鋼中獲得應用，但凡含量一般在0.3%～0.5%之間。
　　
　　4.1.6硅硅是耐熱鋼中抗高溫腐蝕的有益元素，同時，在鋼中加入硅也能改善它在室溫條件下工作的性能。耐熱鋼中的硅含量一般不超過2%。
　　
　　4.1.7鋁鋁是耐熱鋼中抗氧化的重要合金元素，，耐熱鋼中的鋁含量一般不超過6%。
　　
　　4.1.8鈦鈦是強碳化物形成元素之一，鉬的是防止間接腐蝕。
　　
　　4.1.9鈮鈮也是強碳化物形成元素，鈮的碳化物在高溫下十分穩定，只比鈦的碳化物略為遜色。由于鈮具有良好的熱強性，因此鈮在體合金耐熱鋼和高合金耐熱鋼中獲得了廣泛的應用。高合金耐熱鋼中的鈮含量一般為1%～2%。
　　
　　4.1.10硼硼與氮和氧都有很強的親和力，鋼中微量硼（0.001%）就可以成培地提高其淬透性。在珠光體耐熱鋼中，微量硼可以提高鋼的高溫強度；在奧氏體耐熱鋼中加入0.025%硼可以提高其抗蠕變性能，但彭含量較高時，其作用相反。加入硼強化晶界對增強耐熱鋼的持久強度十分重要。硼原子主要分布在晶界上，因此硼對強化晶界起著重要的作用。
　　
　　4.1.11鈷鈷在奧氏體型耐熱鋼中的作用與鎳的作用類似，在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中加鈷對提高該鋼的耐高溫腐蝕性能是有利的。鈷是一種稀有而昂貴的金屬，應當節約使用。
　　
　　4.1.12錳錳是良好的脫氧劑和脫硫劑，它使鋼形成和穩定奧氏體組織的能力僅次于鎳，以錳代鎳的耐熱鋼，有廣泛的用途。錳對鋼的高溫瞬時強度雖有所提高，但對持久強度和蠕變強度則沒有什么顯著的作用。
　　
　　4.1.13碳碳是鋼中*的元素。碳在鋼中的強化作用與它形成的碳化物的成分和結構有著密切的關系，其強化作用也與溫度有關。隨著溫度的升高，由于碳化物的聚集，強化作用有所下降。鋼中碳含量增加，會降低鋼的塑性和可焊性。因此除強度要求較高的鋼中外，一般奧氏體型耐熱鋼中的碳含量都控制在較低的范圍內。
　　
　　4.1.14氮氮作為合金化元素在奧氏體型耐熱鋼中的作用與碳有些類似。在鉻鎳奧氏體型耐熱鋼中含氮可提高鋼的熱強性，幾乎對脆性無影響。其原因可能是由于析出彌散的氮化物所致。
　　
　　4.1.15稀土元素稀土元素對提高耐熱鋼的抗氧化性能有較明顯的作用。稀土元素的氧化物可以增加基體金屬與氧化膜之間的附著力，因為稀土氧化物對基體金屬有“釘扎”作用。稀土元素對鋼的晶粒度細化有一定的作用。稀土元素與氧、硫、磷、氮、氫等的親和力都很強。是很好的脫氧、去硫和清除其他有害雜質的氣體添加劑。稀土元素能提高耐熱鋼的抗蠕變性能。