不銹鋼是高合金鋼(合金元素總量大于10%)中之一類。因其顏色同普通碳鋼不同,在我國常被俗稱為“白鋼”。又因我國不銹鋼發展歷史等情況,321不銹鋼的應用非常廣泛和普及。以致過去時有發生將不銹鋼和1Cr18Ni9Ti兩者混為一談的情況。通過第二章對主要不銹鋼類的簡介,說明不銹鋼的范圍是如此廣闊和種類繁多。牌號品種不同,特性用途各異。如果不分牌號,必然容易混號亂用,往往造成人為事故和巨大浪費。
鋼鐵產品或鋼種的牌號(也可簡稱為鋼號),是表征每一個具體鋼種的代表符號。不銹鋼的類別并非牌號,只是把具有某些共同特性或特征的鋼種劃分或歸并在同一類。這種共性不能完全或確切地代表或代替每一鋼種的具體個性特征。眾所周知,所謂“不銹”和“耐蝕”,都不是絕對的,而是相對于具體牌號的鋼種和實際腐蝕介質等具體條件而言。例如奧氏體不銹鋼中的18-8型鋼的范圍也很大,各具體鋼號的某些性能差別不小,不能一概而論。
鋼(gang)號(hao)(hao)(hao)的(de)表示方(fang)法和(he)鋼(gang)種(zhong)、產品的(de)技術標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)等,因(yin)每個國家、部門或(huo)協(xie)會團體、公司廠(chang)家等各自制訂的(de)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)不(bu)同而異。同一(yi)鋼(gang)種(zhong),可(ke)能鋼(gang)號(hao)(hao)(hao)截然不(bu)同。因(yin)此,為(wei)了準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)確地識別鋼(gang)種(zhong)和(he)鋼(gang)號(hao)(hao)(hao),應在鋼(gang)號(hao)(hao)(hao)之頭前注明與之相(xiang)應的(de)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)代(dai)(dai)號(hao)(hao)(hao)或(huo)編(bian)號(hao)(hao)(hao)。我國國家標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)代(dai)(dai)號(hao)(hao)(hao)為(wei)GB,冶金(jin)工業部標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(zhun)(zhun)代(dai)(dai)號(hao)(hao)(hao)為(wei)YB。
同一標準和鋼種,因標準總是不斷修訂和完善,其相應技術標準(如化學成分區間等)和具體各項規定內容也會有變化,甚至連鋼號也改變。如GB1220-84標準中的00Cr19Ni11,即相當GB1220-75中的00Cr18Ni10鋼(304L不銹鋼)。隨著鋼種一代又一代的向前發展,有的在鋼號上能反映出來,如穩定化和超低碳等,有的則不能。同一鋼種的產品不同,其相應的標準亦不同。有的鋼號可以反映,如鑄鋼等,有的也不能反映。有的因用途不同,標準也不同(如1Cr18Ni9Ti鋼也屬不(bu)銹(xiu)耐熱鋼),等等。總之,鋼號并非萬能,它必須同與之相應的有關標準聯系(或結合)起來才能全面反映其確切含義和特征。
一、中(zhong)國牌號(hao)表示方(fang)法標準的制定過(guo)程
1952年(nian)7月(yue),原重工業部(bu)在北京召(zhao)開(kai)全(quan)國(guo)(guo)鋼(gang)鐵(tie)(tie)標(biao)(biao)準規(gui)格會(hui)議,正式通過了23種部(bu)頒(ban)鋼(gang)鐵(tie)(tie)標(biao)(biao)準。這是(shi)我國(guo)(guo)第一套部(bu)頒(ban)鋼(gang)鐵(tie)(tie)標(biao)(biao)準(重標(biao)(biao)),規(gui)定當時國(guo)(guo)產鋼(gang)種采用(yong)一套注音(yin)符號(hao)的鋼(gang)種牌(pai)號(hao)表示(shi)方(fang)法。1959年(nian)7月(yue),冶金部(bu)修訂(ding)了1952年(nian)頒(ban)布(bu)(bu)的合金鋼(gang)標(biao)(biao)準(重-52)。頒(ban)布(bu)(bu)了一套以(yi)漢(han)字和漢(han)語拼音(yin)字母并用(yong)的《鋼(gang)鐵(tie)(tie)產品牌(pai)號(hao)表示(shi)方(fang)法》(YB),來代替原重標(biao)(biao)的表示(shi)方(fang)法。1963年(nian)4月(yue),國(guo)(guo)家科學技術委員會(hui)在北京召(zhao)開(kai)全(quan)國(guo)(guo)標(biao)(biao)準、計量工作(zuo)會(hui)議。發布(bu)(bu)了
有關《鋼鐵產(chan)品(pin)牌號表示方法(fa)》的第一個國家(jia)標(biao)準(zhun)GB221-63。1979年3月(yue),國家(jia)標(biao)準(zhun)總局在(zai)北京召開了全國標(biao)準(zhun)化工作會議。頒布(bu)了新的《鋼鐵產(chan)品(pin)牌號表示方法(fa)》國家(jia)標(biao)準(zhun)GB221-79(附錄1-10)1980年8月(yue)1日實施(代(dai)替GB221-63)。
二、中國(guo)不(bu)銹(xiu)鋼牌號表示(shi)方(fang)法
根據GB221-79的規定,鋼鐵(tie)產品牌號(hao)(hao)的命(ming)名,采用漢(han)語(yu)拼(pin)音字母、化學元素符號(hao)(hao)及阿拉伯(bo)數(shu)字相結合的方法表示:
(1)產品(pin)名稱、用途(tu)、特性和工藝方法(fa)采用漢語拼(pin)音字(zi)母表示。如鑄(zhu)鋼(gang)(gang),在(zai)鋼(gang)(gang)號頭部(bu)加符號“ZG”;焊(han)絲,在(zai)鋼(gang)(gang)號頭部(bu)加符號“H”等(deng)。
(2)鋼號中的化(hua)(hua)學元素,采用(yong)化(hua)(hua)學符號表示(shi)。如Cr(鉻)、Ni(鎳)、Mo(鉬)、Si(硅)、Mn(錳(meng))、Cu(銅)、Ti(鈦)、Nb(鈮)、N(氮)、Se(硒)等。
(3)不銹鋼合金元素含量(liang)表示方(fang)法(fa):
鋼中主要合金(jin)元素(su)的平均合金(jin)含量,以(yi)百分之幾表(biao)示。如為1.50~2.49%、2.50~3.49%、22.50~23.49%、時,依次相應(ying)地寫(xie)2、3、23、·。
平(ping)均合金含(han)(han)量小于1.50%時,鋼(gang)號(hao)中(zhong)僅標明元素,一般不標明含(han)(han)量(但在(zai)特殊(shu)情況(kuang)下易(yi)混淆時,在(zai)元素符號(hao)后亦可(ke)標出(chu)數字“1”)。
對(dui)有意加入的微(wei)量(liang)合金化元(yuan)素(su),如鈦、鈮、氮等,含(han)量(liang)雖(sui)低,仍應在牌(pai)號中標(biao)出。
(4)不(bu)銹(xiu)鋼中的碳含量(liang),一(yi)般在(zai)牌(pai)號(hao)(hao)的頭部用(yong)阿拉伯數字表(biao)(biao)(biao)示(shi)(以千分之幾(ji)計)。在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼中平(ping)均碳含量(liang)如≤0.08%C,在(zai)牌(pai)號(hao)(hao)頭部用(yong)一(yi)個“0”表(biao)(biao)(biao)示(shi);≤0.03%C時,在(zai)牌(pai)號(hao)(hao)頭部用(yong)“00”表(biao)(biao)(biao)示(shi)超低碳。舉(ju)例見表(biao)(biao)(biao)1-3-1。
三、存在問題
1. 高純不銹鋼牌號表示方法(fa)
近(jin)些(xie)(xie)年來(lai),高(gao)純(chun)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)發展很(hen)快(kuai),但有(you)關定義和(he)牌號(hao)表示方法,目(mu)前(qian)仍無統一標(biao)(biao)準,故(gu)存在某些(xie)(xie)混亂(luan),但名稱上已趨一致,稱為高(gao)純(chun)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),即高(gao)純(chun)度(du)或高(gao)純(chun)級之意(yi)。原先有(you)稱為“超超低碳(tan)(tan)”、“超純(chun)”的(de)提法,均欠合理,因為高(gao)純(chun)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中不(bu)(bu)只限于碳(tan)(tan)一種(zhong)元(yuan)素的(de)高(gao)純(chun)化(hua),甚至(zhi)少(shao)數情形,例(li)如日本抗應(ying)力腐(fu)蝕高(gao)純(chun)奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)SCR1的(de)碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)反(fan)(fan)而(er)較高(gao)(≤0.12%C)[36)。不(bu)(bu)僅沒有(you)超過超低碳(tan)(tan)、連(lian)低碳(tan)(tan)水平也未達到(dao)。因此,不(bu)(bu)能(neng)完(wan)全靠碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)來(lai)判斷是否(fou)屬于高(gao)純(chun)級,或用目(mu)前(qian)一般國家標(biao)(biao)準中牌號(hao)頭部只反(fan)(fan)映碳(tan)(tan)含(han)(han)量(liang)的(de)表示方法來(lai)反(fan)(fan)映高(gao)純(chun)度(du)。所謂高(gao)純(chun)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),是指將有(you)害雜質元(yuan)素降低到(dao)一般不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)正常水平以(yi)下,達到(dao)相當低的(de)程度(du)(或界限值(zhi))時,能(neng)顯著改善不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐腐(fu)蝕等性能(neng)的(de)一類特殊不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。具(ju)體(ti)控制(zhi)
那些元素及其范圍界限,隨不銹鋼類型(xing)(如奧氏(shi)體型(xing)、鐵素體型(xing)等)、鋼種、用途(tu)和目的(de)與要(yao)求以及生產工藝水(shui)平等不同而有很大變(bian)化。根據國內已經形成的(de)習慣和發(fa)展趨(qu)勢,在本手(shou)冊中高純不銹鋼牌號暫按如下(xia)方式表示:
a. 奧氏體型不銹鋼
超低碳改良型(xing)。雖(sui)然碳含量一(yi)般或多數均不(bu)大于(yu)0.02%,仍(reng)按GB國家(jia)標準超低碳的(de)表示方(fang)法,在(zai)牌號頭部加(jia)“00”表示。若(ruo)同普通超低碳鋼牌號類似或易于(yu)混淆、或需要強(qiang)調(diao)時,宜(yi)(yi)在(zai)牌號前加(jia)以注明“硝酸級”、“尿素級”等。嚴格來說,超低碳改良型(xing)仍(reng)屬超低碳型(xing),不(bu)宜(yi)(yi)稱作高純(chun)不(bu)銹鋼。
高純奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),一般碳含量(liang)均不(bu)大于(yu)0.01%,在(zai)牌(pai)號頭部加(jia)“000”表示之或寫(xie)明高純(級(ji))。如牌(pai)號000Cr19Ni15 高純奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(習慣(guan)簡稱為C18)。尿素級(ji)00Cr25Ni22Mo2N(簡稱U2鋼(gang)(gang))為超低碳奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),要(yao)求(qiu)控制有害雜質達到(dao)高純度級(ji)時,可稱高純(級(ji))U2鋼(gang)(gang)(即000Cr25Ni22Mo2N),以示區別。
b. 鐵素體型不銹鋼
根據鋼中(zhong)C+N的(de)總含量,一般(ban)大體(ti)可(ke)分(fen)為(wei)三(san)個純度等級:
(1)C+N≤0.035~0.045%,稱為低碳(tan)氮鐵素體不銹鋼;
(2)C+N≤0.030%,稱為超低(di)碳氮鐵素體不銹(xiu)鋼;
(3)C+N≤0.015%,稱為高純(級)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼。
其(qi)牌(pai)號(hao)表(biao)示(shi)方(fang)法一(yi)般仍應(ying)按照GB標(biao)準(zhun)的規定。如GB1220-84國家標(biao)準(zhun)中的00Cr27Mo(≤0.010%C、≤0.015%N)鋼,屬超低碳(tan)(tan)氮鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼。考慮到GB標(biao)準(zhun)221-79牌(pai)號(hao)表(biao)示(shi)方(fang)法并不(bu)包括(kuo)高(gao)純(chun)(chun)類特殊不(bu)銹(xiu)鋼的情況,應(ying)在(zai)牌(pai)號(hao)頭前注明(ming)其(qi)碳(tan)(tan)、氮純(chun)(chun)度等級(ji)名(ming)稱,如超低碳(tan)(tan)氮00Cr27Mo等。高(gao)純(chun)(chun)級(ji)牌(pai)號(hao)頭部(bu)也可用“000”表(biao)示(shi)之,如高(gao)純(chun)(chun)鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼000Cr18Mo2Ti等。
2. 鋼(gang)號(hao)的簡稱和非(fei)標代號(hao)
我國(guo)(guo)GB標準(zhun)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)表示方(fang)法(fa),最大優(you)點是對(dui)具體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)主要化學成分(fen)及其(qi)大約含量,可以通過(guo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)一目了然(ran)。但(dan)缺(que)(que)點是鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)太長(chang)和(he)繁(fan)雜,對(dui)書寫、標號(hao)(hao)(hao)打(da)號(hao)(hao)(hao)和(he)日常工作、交流十分(fen)不便。國(guo)(guo)外還有(you)一種(zhong)(zhong)用(yong)(yong)固定位數(shu)的(de)阿位伯數(shu)字(或(huo)中間與前綴加有(you)一個字母)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)表示鋼(gang)(gang)(gang)(gang)類、系列和(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao),如美國(guo)(guo)等(deng)(其(qi)優(you)缺(que)(que)點正好同GB相反)。長(chang)期以來(lai),我國(guo)(guo)逐漸(jian)出現了一些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)的(de)代號(hao)(hao)(hao)或(huo)簡(jian)稱(cheng)(cheng),特別受到使用(yong)(yong)部門(men)的(de)歡迎。這些(xie)代號(hao)(hao)(hao)多是科研和(he)生產(chan)廠家(jia)在鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong)研制過(guo)程中,原先(xian)的(de)編號(hao)(hao)(hao)或(huo)曾用(yong)(yong)名稱(cheng)(cheng)或(huo)技術(shu)鑒定文(wen)件(jian)中在標準(zhun)牌號(hao)(hao)(hao)后正式注明的(de)簡(jian)稱(cheng)(cheng),有(you)的(de)還形成了系列。這些(xie)多是專用(yong)(yong)的(de)不銹耐酸鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)耐蝕合(he)金(jin)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)簡(jian)稱(cheng)(cheng)和(he)代號(hao)(hao)(hao)對(dui)GB標準(zhun)牌號(hao)(hao)(hao)表示方(fang)法(fa)的(de)不足,也是個自(zi)然(ran)的(de)補充,這種(zhong)(zhong)表示方(fang)法(fa)對(dui)標準(zhun)牌號(hao)(hao)(hao)難以區分(fen)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)(zhong),如不同純度(du)等(deng)級的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)則更為有(you)利。
值(zhi)得注(zhu)意的(de)(de)是,還有(you)一類。將外國(guo)(guo)鋼(gang)號來稱(cheng)(cheng)呼國(guo)(guo)產相應(ying)鋼(gang)號。如將GB00Cr19Ni11鋼(gang)稱(cheng)(cheng)為304L等。因為各(ge)國(guo)(guo)標(biao)準不(bu)同。在(zai)國(guo)(guo)際間鋼(gang)材的(de)(de)進出(chu)口、推廣使(shi)用和技術(shu)交流過程中,為查(cha)對相應(ying)鋼(gang)種方便,經常列出(chu)各(ge)種標(biao)準鋼(gang)號對照(zhao)表(主要根(gen)據化學成分)。然而這種對照(zhao)只是反映彼此相當或(huo)近似的(de)(de)關系(xi),并非(fei)完全(quan)等同。有(you)的(de)(de)區別較大(da),有(you)些仿制鋼(gang)種,各(ge)自相應(ying)技術(shu)標(biao)準等也并非(fei)毫無區別。在(zai)查(cha)閱本篇各(ge)國(guo)(guo)不(bu)銹鋼(gang)號對照(zhao)表時請(qing)特別注(zhu)意。在(zai)任何場(chang)合談到鋼(gang)號時,應(ying)注(zhu)明其標(biao)準代號或(huo)編號。
四、中(zhong)國國家標準不銹鋼牌號
我國(guo)第一個不銹鋼國(guo)家標(biao)準(zhun)為GB1220-75。納入標(biao)準(zhun)的牌號共45種(zhong)(zhong)(見附錄(lu)1-1)。其后(hou)逐漸系統化(hua)(見附錄(lu)1-2~1-6)。在具有代表性的現行GB1220-84中,標(biao)準(zhun)不銹鋼牌號共有55種(zhong)(zhong)。其中奧(ao)氏體型(xing)29種(zhong)(zhong)、奧(ao)氏體-鐵素體型(xing)3種(zhong)(zhong)、鐵素體型(xing)7種(zhong)(zhong)、馬(ma)氏體型(xing)13種(zhong)(zhong)和沉淀硬化(hua)型(xing)3種(zhong)(zhong)。
五、中國不(bu)銹鋼焊接材料
1. 中(zhong)國(guo)國(guo)家標準不銹(xiu)鋼焊接(jie)材料
按國(guo)家(jia)標(biao)準規定,焊(han)接(jie)用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)及合(he)金,其表(biao)示(shi)(shi)方法為在(zai)合(he)金牌號頭部(bu)加“H”,如H00Cr19Ni9;不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)條(tiao)(tiao)用(yong)字母“E”表(biao)示(shi)(shi),熔(rong)敷(fu)金屬(shu)含碳量用(yong)“E”后的(de)一位(wei)或二位(wei)數字表(biao)示(shi)(shi),具體(ti)含意為:““00”(≤0.04%C)、“0”(≤0.10%C)、“1”(≤0.15%C)、“2”(≤0.20%C)、“3”(≤0.45%%C)。這同(tong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(母材)牌號碳含量表(biao)示(shi)(shi)方法含義并不(bu)完全相同(tong)。我國(guo)焊(han)接(jie)用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)盤條(tiao)(tiao)、鋼(gang)(gang)(gang)絲和焊(han)條(tiao)(tiao)國(guo)家(jia)標(biao)準詳見附錄1-7~1-9。
2. 典(dian)型不銹(xiu)鋼焊條
部(bu)分典型不銹鋼焊(han)(han)條(包括符合國標(biao)或未列入(ru)國家(jia)標(biao)準的不銹鋼焊(han)(han)條)的基本(ben)數據見(jian)附錄1-11(其(qi)中部(bu)分內容摘自冶金部(bu)鋼鐵研究(jiu)總院金屬焊(han)(han)接研究(jiu)室(shi)編《焊(han)(han)接材料說明書(shu)》)。