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不锈钢和碳钢的物理性能数据对比
发布时间:2013/12/8 20:04:44
 碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢;电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增;线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小;碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。
  奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点:www.gdcold.com冷库
  1)高的电阴率,约为碳钢的5倍。
  2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。 
  3)低的热导率,约为碳钢的1/3。
  不论不锈钢板还是耐热钢板,奥氏体型的钢板的综合性能最好,既有足够的强度,又有极好的塑性同时硬度也不高,这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似,其抗拉 韧度减少缓慢,并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。
  所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半,一般最少相的含量也许要达到30%。 
  由于两相组织的特点,通过正确控制化学成分和热处理工艺,使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。 
  与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下: 
  (1)屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多,且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。 
  (2)具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力,即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力,尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。 
  (3)在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的 316L奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性,再一些介质中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。 
  (4)具有良好的耐局部腐蚀性能,与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比,它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。 
  (5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低,和碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要的工程意义,如生产复合板或衬里等。 
  (6)不论在动载或静载条件下,比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力,这对结构件应付突发事故如冲撞,爆炸等,双相不锈钢优势明显,有实际应用价值。 
  与奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下: 
  (1)应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢,例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。 
  (2)其塑韧性较奥氏体不锈钢低,冷,热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。 
  (3)存在中温脆性区,需要严格控制热处理和焊接的工艺制度,以避免有害相的出现,损害性能。 
  与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的优势如下: 
  (1)综合力学性能比铁素体不锈钢好,尤其是塑韧性,不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。 
  (2)除耐应力腐蚀性能外,其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。 
  (3)冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。 
  (4)焊接性能也远优于铁素体不锈钢,一般焊前不需预热,焊后不需热处理。 
  (5)应用范围较铁素体不锈钢宽。 
  与铁素体不锈钢相比,双相不锈钢的弱势如下: 
  合金元素含量高,价格相对高,一般铁素体不含镍。 
  综上所述,可以概括地看出DSS的使用性能和工艺性能的概貌,它以其优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青睐,已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。
  (1)屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多,且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%,有利于降低成本。 
  (2)具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力,即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力,尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。 
  (3)在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的 316L奥氏体不锈钢,而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性,再一些介质中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢,乃至耐蚀合金。 
  (4)具有良好的耐局部腐蚀性能,与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比,它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。 
  (5)比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低,和碳钢接近,适合与碳钢连接,具有重要的工程意义,如生产复合板或衬里等。 
  (6)不论在动载或静载条件下,比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力,这对结构件应付突发事故如冲撞,爆炸等,双相不锈钢优势明显,有实际应用价值
  不锈钢在各领域的应用 
  1 . 1960 年—— 1999 年约 40 年间,西方国家的不锈钢产量从 215 万吨猛增到 1728 万吨,增加了约 8 倍,平均年增长率约为 5 . 5% 。不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。在厨房器具方面主要有水洗槽和电气、煤气热水器,家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒。从节能和再循环等环保的观点看,不锈钢的需求有望进一步扩大。 
  在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统,用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为 20 -30kg ,全世界的年需求约 100 万吨,这是不锈钢最大的应用领域。 
  在建筑领域,最近的需求急剧增长,如:新加坡地铁车站的防护装置,使用了约 5000 吨的不锈钢外装饰材。再如日本 1980 年以后,用于建筑业的不锈钢增长了约 4 倍,主要用作屋顶、大楼内外装饰和结构材。 80 年代,在日本沿海地区使用 304 型无涂漆材作为屋顶材料,从防锈考虑,逐步转变为使用涂漆不锈钢。进入 90 年代,开发了具有高耐蚀性的 20% 以上高 Cr 铁素体系不锈钢,被用作屋顶材料,同时为了美观性,开发了各种表面精加工技术。 
  在土木领域,日本的水坝吸水塔使用不锈钢。欧美的寒冷地区,为防止高速公路和桥梁的冻结需撒盐,这就加速了钢筋的腐蚀,所以使用不锈钢钢筋。在北美的道路中,近 3 年间约有 40 处采用了不锈钢钢筋,每处的使用量为 200-1000 吨,今后不锈钢在该领域的市场将有所作为。 
  2 .今后扩大不锈钢应用的关键是环保、长寿命和 IT 的普及。 
  [1] 关于环保方面,首先从大气环保的观点看,用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、 LNG 发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。还有估计在 21 世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使用不锈钢。从水质环保的观点看,在给水、排水处理装置中,具有优异耐蚀性的不锈钢也将扩大需求。 
  关于长寿命,在欧洲已有的桥梁、高速公路、隧道等设施中,不锈钢的应用在增加,预计这种潮流将遍及全世界。还有日本一般住宅建筑的寿命特别短为 20-30 年,废材处理成为一大问题。最近以寿命达到 100 年为目标的建筑物开始出现,这样具有优异耐久性的材料需求将增长。从地球环保的观点看,长寿命在减少土木、建筑废材的同时,有必要从引入新概念的设计阶段探讨如何降低维修成本。 
  关于 IT 的普及,在 IT 的发展和普及过程中,功能材料在设备硬件方面起很大的作用,对高精密度、高功能材料的要求非常大。如:在手机和微机部件中,灵活应用了不锈钢的高强度、弹性和非磁性等特性,使得不锈钢的应用扩大。还有在半导体和各种基板的制造设备中,具有良好清洁度和耐久性的不锈钢发挥了重要作用。 

  不锈钢具有多种其它金属没有的优异性能,是一种具有优异耐久性和再循环性的材料,今后对应时代的变化,不锈钢将广泛应用于各种领域。