Klassifizierung von Edelstahl und Kenntnis der Schmieden und Wärmebehandlung
Edelstahl bezieht sich auf Stahl, das in schwach ätzenden Medien wie Luft und frischem Wasser nicht rostet. Es wird hauptsächlich durch Zugabe einer bestimmten Menge an Legierungselementen wie Chrom (CR) zu normalem Stahl erreicht, um einen dichten Oxidfilm (hauptsächlich Cr₂o₃) auf der Oberfläche des Stahls zu bilden. Dieser Film kann eine weitere Korrosion des Stahls durch das äußere Medium verhindern. Edelstahl hat im Allgemeinen eine gute Korrosionsbeständigkeit, hohe Festigkeit und Zähigkeit und ist hell aussieht und leicht zu reinigen.
1. Klassifizierung von Edelstahl
1.1 Klassifizierung durch chemische Zusammensetzung
(1) Chrom -Edelstahl aus Chrom
Chrom (CR) ist das Haupt -Legierungselement, und der Chromgehalt liegt im Allgemeinen zwischen 12% und 30%. Zum Beispiel hat 430 Edelstahl im ferritischen Edelstahl einen Chromgehalt von etwa 16-18%. Es hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, insbesondere in oxidierenden Umgebungen. Dies liegt daran, dass Chrom auf der Oberfläche von Edelstahl einen dichten Schutzfilm aus Chromoxid (Cr₂o₃) bilden kann, der Sauerstoff und andere korrosive Medien daran hindert, die Metallmatrix weiter zu korrodieren. Diese Art von Edelstahl ist relativ niedrig und wird häufig bei der Herstellung von Küchenutensilien wie Töpfen und Pfannen verwendet.
(2) Chrom-Nickel-Edelstahl
Neben Chrom enthält es auch Nickel (Ni) und der Nickelgehalt liegt normalerweise bei 8%-25%. Ein typischer Vertreter ist Austenitic Edelstahl 304, das etwa 18% Chrom und 8-10% Nickel enthält. Die Zugabe von Nickel verändert die Kristallstruktur von rostfreiem Stahl von körperzentriertem Kubikum (Ferritstruktur) zu face-zentrierten Kubikum (Austenitstruktur). Diese Struktur verleiht ihm eine gute Zähigkeit, Bearbeitbarkeit und Korrosionsbeständigkeit und wird in vielen Bereichen wie Architekturdekoration (wie Edelstahl -Vorhangwänden) und chemischen Geräten (wie Reaktoren) häufig verwendet.
(3) Chrom-Mangan-Stickstoff-Edelstahl
Mangan (MN) und Stickstoff (N) werden verwendet, um Nickel teilweise zu ersetzen, um die Austenitstruktur zu stabilisieren. Zum Beispiel hat 2 0 1 Edelstahl niedrigere Kosten als Chrom-Nickel-Edelstahl, ein höherer Mangangehalt von etwa 7,5%, einen Stickstoffgehalt von etwa 0,25%und einen Chromgehalt von etwa {{6}%. Diese Art von Edelstahl wird in einigen Fällen verwendet, in denen die Korrosionsbeständigkeit nicht extrem hoch ist, die Kosten jedoch empfindlicher sind, wie z. B. dekorative Innenstreifen.
1.2 Klassifizierung nach metallographischer Struktur
(1) Ferritischer Edelstahl
Die metallographische Struktur ist hauptsächlich Ferrit, und während des Erhitzens und Abkühlens tritt keine Phasenänderung auf. Diese Art von Edelstahl hat eine gute Korrosionsbeständigkeit, eine thermische Leitfähigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Zum Beispiel wird 409L Edelstahl in Automobilabgassystemen häufig verwendet, da er Korrosion und Oxidation durch Hochtemperaturabgas standhalten und relativ niedrige Kosten aufweist. Seine Zähigkeit ist etwas schlechter als die des austenitischen Edelstahls, und seine Festigkeit ist ebenfalls niedriger, aber es funktioniert in einigen Umgebungen, die keine großen externen Kräfte erfordern, gut.
(2) Austenitischer Edelstahl
Die metallographische Struktur ist Austenit, nichtmagnetisch oder schwach magnetisch. Es hat eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit und kann in einer Vielzahl von chemischen Medien stabil bleiben. Zum Beispiel enthält 316L Edelstahl neben Chrom und Nickel auch Molybdän (MO). Die Zugabe von Molybdän verbessert seine Korrosionsresistenz in stark korrosiven Medien wie Chloridionen weiter. Diese Art von Edelstahl wird häufig in medizinischen Geräten (wie chirurgischen Instrumenten) und Lebensmittelverarbeitungsgeräten (wie Milchrohren) und anderen Feldern verwendet, die äußerst hohe Anforderungen an Hygiene- und Korrosionsbeständigkeit haben.
(3) martensitisches Edelstahl
Die martensitische Struktur wird hauptsächlich durch Wärmebehandlung wie das Löschen und Temperieren erhalten. Es hat eine hohe Stärke und Härte und hat auch eine bestimmte Korrosionsbeständigkeit. Zum Beispiel kann 420 Edelstahl mit einem Chromgehalt von etwa 12-14%durch Wärmebehandlung eine hohe Härte erzielen und wird häufig zur Herstellung von Messer, Ventilen und anderen Teilen verwendet, die eine hohe Festigkeit und eine bestimmte Korrosionsbeständigkeit erfordern.
(4) Duplex Edelstahl
Seine Struktur besteht aus Austenit und Ferrit. Im Allgemeinen liegt das Verhältnis der Austenitphase zu der Ferritphase nahe 1: 1. Duplex Edelstahl kombiniert die Vorteile von austenitischen Edelstahl und ferritischem Edelstahl mit guter Festigkeit und Zähigkeit sowie hervorragender Korrosionsbeständigkeit. Beispielsweise wird 2205 Duplex -Edelstahl in Meerwasserbehandlungsgeräten, chemischen Rohrleitungen und anderen Feldern weit verbreitet, da er Corrosionsrissen des Chloridionen -Spannungsrisss widerstehen kann und eine höhere Festigkeit aufweist als der austenitische Edelstahl.
1.3 Klassifizierung durch Verwendung
(1) Atmosphärische korrosionsbeständige Edelstahl
Diese Art von Edelstahl wird hauptsächlich in Umgebungen im Freien verwendet und kann korrosiven Medien wie Feuchtigkeit, Sauerstoff und Schwefeldioxid in der Atmosphäre widerstehen. Zum Beispiel wird 304 Edelstahl zur Dekoration von Fassaden verwendet. Es kann seine Oberflächenglanz und die strukturelle Integrität nach langfristiger Exposition gegenüber der Atmosphäre beibehalten.
(2) Säure- und Alkali -resistentes Edelstahl
Es wird an Orten verwendet, an denen es verschiedenen Säuren, Alkalien und anderen chemischen Substanzen ausgesetzt ist. Beispielsweise wird in der chemischen Industrie 316L Edelstahl verwendet, um Geräte, die saure Medien wie Schwefelsäure und Salzsäure enthalten, zu verarbeiten. Sein Molybdängehalt macht es resistenter gegenüber ätzenden Ionen wie Chloridionen.
(3) Hochtemperaturbeständiges Edelstahl
Es kann eine stabile Leistung in Hochtemperaturumgebungen aufrechterhalten. Zum Beispiel hat 310S Edelstahl einen Chromgehalt von etwa 24-26% und einen Nickelgehalt von etwa 19-22%. Es kann bei Temperaturen über 1000 Grad verwendet werden und wird häufig bei der Herstellung von Hochtemperaturofenkomponenten wie Ofenröhrchen verwendet.
2. Kenntnis von Edelstahl -Schmieden
2.1 Vorbereitung vor dem Schmieden
(1) Billet -Auswahl
Wählen Sie den entsprechenden Billet gemäß den endgültigen Produktform- und Leistungsanforderungen des Edelstahls aus. Der Billet kann eine Stange, einen Teller oder ein Barren sein. Für Teile mit komplexen Formen kann es erforderlich sein, Igtrots für das Schmieden auszuwählen, um die Gleichmäßigkeit des Materials zu gewährleisten. Gleichzeitig sollte die Größe des Blankens berücksichtigt werden und eine ausreichende Verarbeitungszulage übrig werden. Im Allgemeinen reicht die Zulage von einigen Millimetern bis zu mehr als zehn Millimetern, abhängig von der Größe und den Präzisionsanforderungen der Teile.
(2) Heizgeräte
Edelstahl -Schmieden erfordert geeignete Heizgeräte. Am häufigsten verwendeten sind Widerstandsöfen und Gasöfen. Der Widerstandsofen hat eine genaue Heiztemperaturregelung und einen hohen thermischen Wirkungsgrad, wodurch der Edelstahl gleichmäßig erhitzt wird. Der Gasofen hat eine schnelle Heizgeschwindigkeit, die Temperaturregelung ist jedoch relativ kompliziert. Die Kontrolle der Heiztemperatur ist für die Schmieden von Edelstahl von entscheidender Bedeutung, da verschiedene Arten von Edelstahl unterschiedliche anfängliche Schmiedenstemperaturen und endgültige Schmiedentemperaturbereiche aufweisen. Beispielsweise liegt die anfängliche Schmiedenstemperatur des austenitischen Edelstahls im Allgemeinen um 1150-1200 Grad und die endgültige Schmiedenstemperatur beträgt mindestens 900 Grad.
2.2 Schmiedensprozess
(1) Schmiedensmethode
Einschließlich kostenloser Schmieden und Schmieden. Das kostenlose Schmieden hat eine hohe Flexibilität und eignet sich für einteilige kleine Chargenproduktion oder große Teile mit einfachen Formen. Schmiedelarbeiter formen den Leerzeichen allmählich, indem sie Schmiedenswerkzeuge wie Lufthämmer, Dampf-Luft-Hämmer usw. betreiben. Die Schmiede verwendet einen Würfel, um die Lücke zu formen. Es hat eine hohe Produktionseffizienz und eignet sich für die Massenproduktion von Teilen mit komplexen Formen und hohen Anforderungen an die Genauigkeit. Zum Beispiel werden normalerweise Edelstahlverbindungsstangen für Automotoren durch die Schmiede hergestellt.
(2) Auswahl des Schmiedensverhältnisses
Das Schmiedeverhältnis ist ein Indikator für den Grad der Metalldeformation während des Schmiedensprozesses. Bei Edelstahlschmieden kann ein geeignetes Schmiedensverhältnis die Körner verfeinern und die mechanischen Eigenschaften des Materials verbessern. Im Allgemeinen ist ein Schmiedensverhältnis zwischen 3 und 5 angemessener. Beispielsweise können durch einen Schmiedenprozess mit einem Schmiedensverhältnis von 4 die Körner von Edelstahl effektiv verfeinert werden und ihre Stärke und Zähigkeit verbessert werden. Ein zu hoches Schmiedeverhältnis kann jedoch Defekte wie Oberflächenrisse verursachen.
(3) Behandlung nach der Durchführung
① Oberflächenreinigung
Nach dem Schmieden hat die Oberfläche des Edelstahls Verunreinigungen wie Oxidskala und Schmiermittelreste. Es muss durch Einwickeln, Schuss -Glühen usw. gereinigt werden. Die Beizen können die Oxidskala entfernen. Im Allgemeinen wird eine Salpetersäure-Hydrofluorsäure-gemischte Lösung verwendet. Diese Lösung kann die Oxidschicht auf der Oberfläche von Edelstahl effektiv auflösen. Shot Pening verwendet Hochgeschwindigkeitsprojektile, um die Oberfläche zu beeinflussen, Verunreinigungen auf der Oberfläche zu entfernen und eine bestimmte Menge an Druckspannung auf der Oberfläche zu erzeugen, wodurch die Lebensdauer der Teile verbessert wird.
② Qualitätsinspektion
Qualitätsinspektion sollte an geschmiedeten Edelstahlteilen durchgeführt werden. Es umfasst hauptsächlich eine dimensionale Genauigkeitsinspektion, Oberflächenqualitätsprüfung und Inspektion des internen Defekts. Die dimensionale Genauigkeit kann unter Verwendung von Tools wie Bremssattel und Mikrometern gemessen werden. Die Oberflächenqualität kann durch visuelle Beobachtung oder Verwendung von Fehlererkennungsgeräten überprüft werden, um zu überprüfen, ob Defekte wie Risse und Falten vorliegen. Interne Defekte können durch Ultraschallfehlererkennung, radiologische Fehlererkennung und andere Methoden überprüft werden, um sicherzustellen, dass in den Teilen keine Löcher, Einschlüsse und andere Probleme vorhanden sind.
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Kenntnis der Wärmebehandlung von Edelstahl
3.1 Lösungsbehandlung (für austenitische Edelstahl)
(1) Zweck
Der Hauptzweck der Lösungsbehandlung besteht darin, ausgefällte Phasen wie Carbide in der Austenitmatrix vollständig aufzulösen, um eine einphasige Austenitstruktur zu erhalten, wodurch die Korrosionsbeständigkeit und Zähigkeit von Edelstahl verbessert wird. Beispielsweise wird nach der Lösungsbehandlung die Resistenz von 304 Edelstahl gegen intergranuläre Korrosion signifikant verbessert.
(2) Prozess
Der Edelstahl wird auf eine hohe Temperatur erhitzt (normalerweise {1050-1150 Grad), die für einen bestimmten Zeitraum (abhängig von der Größe der Teile und der Menge an Ofenbeladung eine bestimmte Temperatur, im Allgemeinen bei einer Temperatur von 1-2 Stunden), um die Legierungselemente vollständig aufzubauen, und dann schnell (normalerweise durch Wasserkühlung). Der Zweck der schnellen Abkühlung besteht darin, zu verhindern, dass Carbide während des Kühlprozesses neu anbaut, wodurch eine einphasige Austenitstruktur aufrechterhalten wird.
3.2 Löschen und Temperieren (für martensitische Edelstahl)
(1) Zweck und Prozess des Löschens
Ziel ist es, eine martensitische Struktur zu erhalten und die Härte und Stärke des Edelstahls zu verbessern. Während des Löschens wird der Martensitic Edelstahl auf die Quenching -Temperatur erhitzt (z. B. die Quenching -Temperatur von 420 Edelstahl beträgt ungefähr 1000-1050 Grad), für einen geeigneten Zeitraum bei einer Temperatur aufbewahrt und dann durch Ölkühlung oder Luftkühlung abgekühlt. Die Ölkühlung kann einen besseren Löschungseffekt erzielen, aber der Brandsicherheit während des Betriebs sollte die Aufmerksamkeit geschenkt werden. Die Luftkühlung ist relativ langsam und für einige Situationen geeignet, in denen der Quenching -Spannungsanforderungen gering ist.
(2) Zweck und Prozess des Temperierens
Das Temperieren besteht darin, das Quenching -Stress zu beseitigen, die Struktur zu stabilisieren und die Zähigkeit zu verbessern. Die Temperaturtemperatur liegt im Allgemeinen zwischen 200 und 600 Grad. Die entsprechende Temperaturtemperatur wird gemäß den spezifischen Leistungsanforderungen ausgewählt. Wenn die Temperaturtemperatur beispielsweise etwa 400 Grad beträgt, kann die Quench -Spannung effektiv beseitigt werden, während eine hohe Härte und Festigkeit aufrechterhalten wird, wodurch martensitische Edelstahlteile während des Gebrauchs weniger wahrscheinlich sind.
3.3 Stabilisierungsbehandlung (für austenitische Edelstahl mit Titan oder Niob)
(1) Zweck
Für den austenitischen Edelstahl, der Titan (TI) oder Niob (NB) enthält, besteht der Zweck der Stabilisierungsbehandlung darin, eine intergranuläre Korrosion zu verhindern. In rostfreien Stahl können Titan und Niob mit Kohlenstoff zu stabilen Carbiden kombinieren, wodurch sich verhindern, dass Chrom mit Kohlenstoff zusammenbringt, um Chromcarbid zu bilden (cr₂₃c₆), da die Bildung von Chromcarbid, der Chrom -Stahl mit stärker Stahl reduziert, die Korrosion des Korrosionsbeständigkeit des Korrosionsresistenzes der Korrosion des Korrosion von stärker Stahl verbraucht.
(2) Prozess
Erhitzen Sie den Edelstahl auf 850-900 Grad, halten Sie sich für 2-4 Stunden warm und dann luft cool. Durch diese Behandlung können Titan oder Niob vollständig mit Kohlenstoff kombiniert werden, wodurch der Edelstahl während der nachfolgenden Verwendung weniger anfällig für intergranuläre Korrosion ist.
