2026-04-14
Definition av rostfritt stål
Rostfritt stål är ett allmänt namn för rostfria och syrafasta stål.
Rostfritt stål: Ett stål som inte korroderar i lätt korrosiva miljöer som atmosfär och sötvatten.
Syrabeständigt stål: Stål som motstår korrosion i aggressiva korrosiva miljöer som syror, alkalier, salter och havsvatten.
Klassificering av rostfritt stål
Rostfritt ståls kvaliteter, kemiska sammansättning och egenskaper varierar. De vanligaste klassificeringsmetoderna baseras främst på den grundläggande kemiska sammansättningen, stålets mikrostruktur och en kombination av båda.
1.Klassificering efter huvudsaklig kemisk sammansättning
Den vanligaste är uppdelningen av rostfritt stål enligt kemiska grundämnen i två huvudgrupper: krom och krom-nickel rostfria stål.
(1). Chrome
Om huvudlegeringselementet i ett annat stål än järn är krom, kallas det rostfria stålet för krom rostfritt stål.
(2). Krom-nickel
Om de huvudsakliga legeringselementen i stål, förutom järn, är krom och nickel, kallas sådant rostfritt stål för krom-nickel rostfritt stål.
2.Klassificering enligt stålmikrostruktur
Mikrostrukturen hos stål hänvisar till egenskaperna hos stålets kristallina struktur och mikrostruktur. Baserat på sin mikrostruktur delas rostfria stål huvudsakligen in i fem kategorier: ferritiska, austenitiska, martensitiska, duplexa (tvåfas) och nederbördshärdande rostfria stål.
(1). Ferritiskt rostfritt stål
Ferritiskt rostfritt stål är ett stål med ett kroppscentrerat kubiskt kristallgitter, kolinnehåll ≤ 0,20 %, krominnehåll i intervallet 10,5 %–32 %, vilket bibehåller en ferritisk struktur vid både höga temperaturer och rumstemperaturer. Denna typ av rostfritt stål härdas inte genom värmebehandling.
Beroende på kromhalten delas ferritiska rostfria stål in i låg krom (kromhalt 10,5%–15,0%), medium krom (kromhalt 16%–22%) och hög kromhalt (kromhalt 23%–32%). Ferritiskt rostfritt stål är en av tre huvudklasser av rostfria stål, som uppträdde nästan samtidigt med martensitiska och austenitiska stål i början av 1900-talet. När det gäller produktionsvolym är ferritiskt rostfritt stål näst efter austenitiska krom-nickelstål: i den globala produktionen av rostfritt stål är andelen ferritiskt stål vanligtvis cirka 30 %. Ferritiskt rostfritt stål kännetecknas av höga produktionsvolymer, ett brett användningsområde och utmärkta allroundegenskaper i tunna sektioner. Eftersom sådana stål inte innehåller nickel eller endast vissa kvaliteter innehåller en liten mängd av det, är deras kostnad och pris relativt låga, vilket gör dem till den viktigaste klassen av rostfria stål sparsamt legerade med nickel.
Fram till 1950- och 1960-talen hade traditionella ferritiska rostfria stål, smälta i ljusbågsugnar utan sekundär raffinering, normala nivåer av kol och kväve, vars ytterligare minskning var extremt svår. Sedan 1960-talet har tekniska framsteg inom produktion av rostfritt stål och användningen av sekundära raffineringsprocesser såsom AOD och VOD lett till utvecklingen av moderna ferritiska rostfria stål med låg och ultralåg kolhalt och kvävehalt, som till stor del har övervunnit och framgångsrikt åtgärdat ett antal av nackdelarna med traditionella ferritiska stål. Deras produktion har ökat och deras omfattning utökas ständigt.
(2). Austenitiskt rostfritt stål
Austenitiskt rostfritt stål behåller sin austenitiska struktur vid både höga temperaturer och rumstemperaturer utan att genomgå strukturella förändringar. Därför avser austenitiskt rostfritt stål även stål som inte kan förstärkas genom värmebehandling. Men på grund av dess tendens till töjningshärdning (härdning) kan dess styrka ökas genom kall plastisk deformation. Den låga hållfastheten hos sådana stål i kylt tillstånd ansågs en gång i tiden vara en av de största nackdelarna med austenitiska rostfria stål.
För att lösa problemet med intergranulär korrosion i sensibiliserat tillstånd och förbättra korrosionsbeständigheten har austenitiska rostfria stål med ultralåg kolhalt utvecklats, typiskt med en kolhalt på ≤ 0,03 %. När korrosionsbeständigheten ökar, minskar hållfastheten hos sådant stål något. Sedan 1970-talet har austenitiska rostfria stål funnits med kontrollerad kvävehalt (restkvävehalt i stålet inom standardgränser, t.ex. [N] ≤ 0,10 % eller [N] ≤ 0,12 %) eller kvävelegerade (maximal mängd kväve som kan införas i stålet vid, atmos. 0,40 % eller ≤ 0,40 %) 0,50 %), vilket gör det möjligt att uppnå tillräckligt hög hållfasthet på grund av fast lösningsförstärkning med kväve. Och austenitiska rostfria stål med hög kvävehalt framställda genom högtrycksinsprutning av kväve (mängden kväve som införs under tryck, dvs [N] > 0,4 % eller ≥ 0,5 %) har extremt hög hållfasthet och utmärkt brottseghet. Kombinationen av förstärkning av fast kvävelösning och töjningshärdning har gjort det möjligt för vissa austenitiska rostfria stål att komma in i kategorin höghållfasta rostfria stål.
Krom-nickel austenitiskt rostfritt stål, bland de befintliga fem huvudklasserna av rostfria stål, har de bästa komplexa egenskaperna, har det största antalet kvaliteter, har det mest kompletta sortimentet och specifikationen, den bredaste omfattningen, utvecklas i den snabbaste takten, produceras i de största volymerna och täcker den bredaste förbrukningssfären. Globalt och i stora producerande länder av rostfritt stål står andelen austenitiskt rostfritt stål av kromnickel vanligtvis för mer än 50–60 % av den totala produktionen av rostfritt stål.
Eftersom nickel är ett knappt och dyrt grundämne är bristen särskilt akut i krigstid. Introducerade på 1940-talet, standard austenitiska rostfria krom-manganstål som ersätter nickel med mangan och kväve (American AISI 200-serien), trots en lång utvecklingsperiod, har en snäv omfattning och låg produktionsvolym; i USA är deras årliga produktion bara några få procent av den totala produktionen av rostfritt stål. Under de senaste åren har uppkomsten av högkväve höghållfast och ultrahöghållfast krom-mangan austenitiska rostfria stål, liksom framsteg inom forskningen av högkvävefritt mangan.
(3) Martensitiskt rostfritt stål
Martensitiskt rostfritt stål är en klass av rostfria stål vars egenskaper kan kontrolleras genom värmebehandling (härdning, härdning). Baserat på deras kemiska sammansättning delas de in i martensitisk krom och martensitisk krom-nickel rostfritt stål.
Martensitiska krom rostfria stål är huvudsakligen av tre typer: lågt kol ([C] ≤ 0,15 %), medium kol ([C] 0,16 %–0,40 %) och högt kol ([C] > 0,40 %). Kol är ett väsentligt och viktigt legeringselement i martensitiska krom rostfria stål.
Martensitiska krom rostfria stål inkluderar främst traditionella stål som 1Cr13, 2Cr13, 3Cr13, 4Cr13. Kromhalten i dem är minst 11,5 % och når 18 %, vilket ger dessa stål rostfria egenskaper och korrosionsbeständighet i svaga miljöer. Kolhalten varierar med kromhalten, typiskt mellan 0,10 % och 1,0 %, för att ge en austenitisk struktur vid hög temperatur och en martensitisk struktur vid rumstemperatur efter kylning. På grund av bildningen av lamellär martensit med hög kolhalt och utfällningen av karbider får dessa stål hög hållfasthet och hög hårdhet. Den efterföljande härdningen efter härdning lindrar härdningsspänningar och bildar en homogen, stabil struktur, vilket ger stålet en viss formbarhet, seghet och god korrosionsbeständighet - en uppsättning egenskaper. Eftersom rostfria martensitiska kromstål är sämre än alla andra klasser av rostfria stål när det gäller korrosionsbeständighet, och dessutom har låg duktilitet och seghet, dålig svetsbarhet eller inte kan svetsas alls, är deras utbredda användning begränsad.
Martensitiska krom-nickel rostfria stål utvecklades för att övervinna några av nackdelarna med traditionella martensitiska stål. I ett tidigt skede skapades det berömda stålet 1Cr17Ni2 genom att ersätta kol med nickel. Även om dess seghet har ökat jämfört med martensitiska kromstål och dess korrosionsbeständighet har förbättrats, är den fortfarande inte lämplig för svetsning.
Moderna (super)martensitiska rostfria stål, utvecklade sedan 1960-talet, genom att ytterligare ersätta kol med nickel, uppnå ultralågt kolinnehåll och introducera 2%–6% Ni, bibehålla en austenitisk struktur vid höga temperaturer, och efter härdning och härdning i rumstemperatur, få en sammansatt struktur med låg koldioxidhalt eller ultralågt kolhaltig austensit. och en liten mängd ferrit. Ytterligare legering med molybden, koppar och andra förstärkningselement gör att dessa stål bibehåller den höga hållfastheten hos martensitiska kromstål samtidigt som god seghet och svetsbarhet bibehålls. Vid samma krominnehåll överstiger korrosionsbeständigheten hos moderna martensitiska stål avsevärt korrosionsbeständigheten hos traditionella martensitiska kromstål. Men på grund av den låga kolhalten förlorar moderna martensitiska stål egenskaperna av hög hårdhet, slitstyrka och hög eggskärpa som är inneboende i martensitiska kromstål.
(4). Dubbelfas rostfritt stål
Nästan hundra år har gått sedan upptäckten att förekomsten av små mängder ferrit i austenitiskt krom-nickel rostfritt stål förbättrade motståndskraften mot intergranulär korrosion, vilket ledde till uppkomsten av austenitiskt-ferritiska (α+γ) krom-nickel tvåfasstål och slutligen till den officiella bildningen av tvåfasstål med tre klasser av en officiell dualfasklass. rostfria stål som nämns ovan.
Eftersom nickelhalten i allmänt använda α+γ nickel-krom tvåfasstål i allmänhet är 5 %–7 %, vilket bara är ungefär hälften av nickelhalten i allmänt använda nickel-krom austenitiska stål, och de nyutvecklade ekonomiska tvåfasstålen innehåller endast 1 %–4 % Ni, är α+γ tvåfasfritt stål även nickel i tvåfasklass av en viktig dubbelfasklass. stål.
Utvecklingen av tvåfasiga α+γ krom-nickel rostfria stål har gått igenom ungefär tre viktiga steg. Beroende på de karakteristiska legeringselementen, värdet på PRE (pitting-korrosionsmotståndsekvivalent), förändringar i förhållandet mellan α- och γ-faser, utseendeperioden och egenskapernas egenskaper, delas tvåfas rostfritt stål vanligtvis in i stål av första, andra och tredje generationen. Baserat på de karakteristiska elementen i deras sammansättning kan de delas in i låglegerade, medellegerade och höglegerade tvåfasstål.
På grund av svårigheter att kontrollera förhållandet mellan de två faserna, begränsad varmbearbetbarhet, svetsbarhet och ekonomiska faktorer, var produktionsvolymen av första generationens tvåfasstål låg. Tillkomsten av moderna tvåfasiga rostfria stål har dock till stor del övervunnit nackdelarna och begränsningarna med den första generationens stål, vilket gör det möjligt för dem att utöka sitt användningsområde, och de är nu en klass av stål med enorm utvecklingspotential inom teknikområdet.
Kvaliteter utvecklade före 1971 tillhör den första generationen av tvåfas rostfritt stål, inklusive det allra första tvåfasiga stålet 1Cr25Ni5Mo1.5, som dök upp på 1930-talet. Kvävehalten i första generationens stål var på den vanliga nivån som är karakteristisk för smältning i ljusbågsugnar. Även om den första generationens tvåfasstål redan fullt ut hade visat sina karakteristiska egenskaper, på grund av det relativt låga PRE-värdet och signifikanta skillnader i fasförhållandet i kylt tillstånd mellan olika kvaliteter, vilka också var svåra att kontrollera exakt, försämrades de utmärkta egenskaperna hos tvåfasstålen i den svetsade fogzonen avsevärt eller till och med helt förlorade applikationen och stålkonstruktionen, vilket allvarligt försämrade utvecklingen av svetsade stålkonstruktioner.
Kvaliteterna som dök upp mellan 1971 och 1989 tillhör andra generationens tvåfasiga rostfria stål och kännetecknas av en obligatorisk kvävehalt. Eftersom kväve är ett grundämne som aktivt bildar och stabiliserar austenit, med en ökning av dess innehåll i stål, ökar å ena sidan andelen austenitfas i basmetallen och stabiliteten hos austenit vid höga temperaturer ökar, vilket leder till att mängden material vid samma temperatur omvandlas till ferrit. Å andra sidan främjar den höga diffusionshastigheten av kväve under kylning från höga temperaturer den snabba omvandlingen av ferrit till sekundär austenit, vilket förhindrar bildandet av en enfas ferritstruktur vid smältlinjen och i den värmepåverkade zonen efter svetsning. Införandet av kväve skapade förutsättningarna för uppkomsten och utvecklingen av tvåfasstål av andra och efterföljande generationer. Eftersom kväve i rostfritt stål huvudsakligen är löst i austenit, är den gynnsamma effekten av kväve på tvåfas rostfria stål faktiskt en återspegling av effekten av kväve på strukturen och egenskaperna hos austenitfasen i tvåfasstål.
Kvaliteterna som introducerades efter 1990 tillhör den tredje generationen av tvåfas rostfritt stål och kännetecknas av en ytterligare ökning av innehållet av molybden och kväve, vilket gör att PRE-värdet för sådana stål är ≥ 40% och korrosionsbeständigheten, särskilt motståndskraften mot grop- och spaltkorrosion, förbättras ytterligare. Nuförtiden kallas de också för superdubbelfas rostfria stål.
Sedan början av 2000-talet har utvecklingen av tvåfas rostfritt stål gått i två riktningar. Dels fortsätter innehållet av legeringsämnen att öka för att uppnå ännu högre hållfasthet och utmärkt korrosionsbeständighet, såsom SAF 2707 och SAF 3207 stål utvecklade av det svenska företaget Sandvik, med ett PRE-värde på > 45 %, så kallade hyper-tvåfas rostfria stål. Å andra sidan finns det en trend mot utveckling av ekonomiska tvåfasstål med låg nickelhalt och ingen eller lite molybden för att sänka kostnaden och priset på tvåfasstål, samt avsevärt förbättra deras varmbearbetbarhet och svetsbarhet, och därmed öka deras konkurrenskraft jämfört med andra typer av rostfria stål.
(5). Dispersionshärdande rostfritt stål
Dispersionshärdande rostfritt stål är en klass av rostfria stål vars matrisstruktur vid rumstemperatur kan vara martensitisk, austenitisk eller ferritisk och som förstärks av utfällning (åldrande) av intermetalliska föreningar, samt karbider, nitrider och andra faser på matrisen som ett resultat av lämplig värmebehandling.
För närvarande är de allmänt använda nederbördshärdande rostfria stålen huvudsakligen uppdelade i tre typer: martensitiska nederbördshärdande rostfria stål, semi-austenitiska nederbördshärdande rostfria stål och austenitiska nederbördshärdande rostfria stål. Dessutom innehåller de ofta rostfria stål med ultralågt koldioxidutsläpp.
Även om principen om nederbördshärdning av rostfritt stål var känd redan på 1930-talet, efter introduktionen av den första sorten av nederbördshärdande rostfritt stål, Rostfritt W, fick den inte praktisk tillämpning förrän 1946. Därefter, på grund av behoven från flyg, flyg, kärnkraft och kemisk industri, som kombinerar hög hållfasthet och kemiska industrier för nya stål- och korrosionsbeständighet. nederbördshärdande rostfria stål började komma fram. I USA klassades sådana stål som 600-serien. Maråldrande rostfria stål med mycket låg kolhalt dök upp på 1960-talet. De utvecklades från maråldrat stål genom att tillsätta krom för att ge rostfria egenskaper. Vanligtvis klassificeras de också som martensitiska nederbördshärdande rostfria stål.
Martensitisk dispersionshärdande rostfritt stål har en instabil austenitisk struktur, som efter behandling med fast lösning genomgår en martensitisk omvandling. Efterföljande åldring leder till utfällning av en andra fas på den martensitiska matrisen, vilket stärker stålet.
Rostfritt stål med ultralåg kolhalt har rostfria egenskaper; efter behandling av fast lösning och åldring i den fälls en andra fas ut på en matris av martensit med mycket låg kolhalt och hög nickel, vilket stärker stålet.
Semi-austenitiskt nederbördshärdande rostfritt stål är också ett stål med instabil austenit, men dess austenit är mer stabil än den hos martensitiska nederbördshärdande stål. I härdat tillstånd vid rumstemperatur har semi-austenitiskt dispersionshärdande stål en austenitisk struktur. Efter kallplastisk deformation, lågtemperaturbehandling eller uppvärmning till cirka 750°C för justeringsbehandling kan austenit omvandlas till martensit, varefter, genom efterföljande åldring, en andra fas bildas på den martensitiska matrisen som stärker stålet.
Austenitisk nederbördshärdande rostfritt stål har en stabil austenitisk struktur. Efter behandling av fast lösning och efterföljande åldring frigörs en andra fas från den austenitiska matrisen, vilket stärker stålet.
Shanghai Xinliang Stainless Pipe Industry Co., Ltd. är positionerad som expert på bearbetning av högprecisionsrörkomponenter, vilket ger kunderna kompletta lösningar från design till leverans. Företaget är specialiserat på produktion, bearbetning och försäljning av medellång och hög precision, ultrasmå, tunnväggiga rostfria kapillärrör och komponenter.
Vi använder högkvalitativa rostfria råvaror och kontrollerar strikt den kemiska sammansättningen, vilket garanterar utmärkt korrosionsbeständighet och mekaniska egenskaper hos produkterna.
Vanligt använda material inkluderar, men är inte begränsade till:
