431不銹鋼介紹

名稱：馬氏體型不銹鋼

標準：AISI、ASTM

型號：431

UNS編號：S43100

431特性及應用

431(16Cr-2Ni)含Ni的Cr鋼，通過熱處理可得到高力學性能，耐腐蝕性能優于410鋼和430鋼。431不銹鋼對應中國1Cr17Ni2，日本JIS SUS431。

431化學成分

碳 C：≤0.20

錳 Mn：≤1.00

硅 Si：≤1.00

鉻 Cr：15.0~17.0

鎳 Ni：1.25~2.50

磷 P：≤0.04

硫 S：≤0.03

注：①單一的數值除另有注明者外，均為最高值；②用于某些制管工藝時，有些型號奧氏體不銹鋼的含鎳量必須稍高于表內所示數值；③隨意；④最高含Ta量為0.10%；⑤最高含量為0.75%；⑥最高含量為0.70%

1Cr17Ni2不銹鋼簡介

可以使鋼的脆性轉化溫度降低， 韌性得到改善， 斷口形貌由準解理型變為韌窩型， 合金元素向基體和δ-鐵素體中的富集程度增大，在改善鋼韌性的同時仍保持較高的強度水平。但該鋼焊接性能不好， 易產生裂紋， 因此制造具時， 不宜進行焊接。

標準：GB/T 1220-2007 不銹鋼棒

對應牌號

對應日本牌號：SUS431

對應德國牌號：X22CrNi17

對應美國牌號：431

對應英國牌號：431S29

化學成份

碳 C ：0.11～0.17

硅 Si：≤0.80

錳 Mn：≤0.80

硫 S ：≤0.030

磷 P ：≤0.035

鉻 Cr：16.00～18.00

鎳 Ni：1.50～2.50

力學性能

抗拉強度 σb (MPa)：淬火回火,≥1080

伸長率 δ5 (%)：淬火回火,≥10

沖擊功 Akv (J)：淬火回火,≥39

硬度 ：退火,≤285HB

熱處理規范及金相組織

熱處理規范：1.退火,680～700℃高溫回火空冷;2.淬火,950～1050℃油冷;3.回火275～350℃空冷。

金相組織：組織特征為馬氏體型。

交貨狀態：一般以熱處理狀態交貨，其熱處理種類在合同中注明；未注明者，按不熱處理狀態交貨。

物理性能

1.臨界點溫度 (近似值)：Ac1=810°C、 Ar1=780°C、Ms=357°C。

2.密度：7.75g/cm3

3.質量定壓熱容: 459.8J/ (kg·K)。

4.彈性模量 (20°C): 210000MPa。

5.電阻率: 0.70×10-6Ω·m

6.線脹系數: 溫度20-100°C /20~200°C/20~300°C/20~400°C/20~500°C, 線脹系數: 10.0×10-6K-1/10.0×10-6K-1/11.0×10-6K-1/11.0×10-6K-1/11.0×10-6K-1。

7. 熱導率: 溫度 20°C/100°C/200°C/300°C /400°C/500°C/600°C/700°C/800°C /900°C, 熱導率20.9[w/(m·K)]/21.7[w/(m·K)]/22.6[w/(m·K)]/23.4[w/(m·K)]/24.2[w/(m·K)]/25.1[w/(m·K)]/25.9[w/(m·K)]/26.7[w/(m·K)]/28.0[w/(m·K)]/29.7[w/(m·K)]。

工藝規范

熱加工規范

冷裝爐溫≤800°C (熱裝爐溫不限), 開始溫度1100~1150°C,終止溫度>850°C,>50°C時在砂內緩冷。

低溫退火規范

退火溫度670°C, 爐冷, 金相組織為珠光體。

高溫退火規范

退火溫度 850 ~870°C, 油冷或空冷, 硬度≤250HBW。

淬火、回火規范

1.淬火溫度950°C~1050°C, 油冷, 回火溫度 275 ~350°C, 空冷, 抗拉強度≥1100MPa、伸長率≥10% 、沖擊韌度≥50J/cm2、硬度≤285HBW
2.淬火溫度950~1050°C,油淬, 回火溫度280~350°C,空冷, 抗拉強度1100~1730MPa、伸長率10%~22% 、沖擊韌度 25 ~50J/cm2、硬度187~286HBW.

特性及適用

1Cr17Ni2系是馬氏體不銹鋼中強度與韌性搭配較好的一種鋼種。它對氧化性酸、大部分有機酸以及有機鹽類的水溶液有良好的耐蝕性。一般適用于制造硝酸，醋酸的生產和輕工，紡織等工業中的既要要求強韌性又耐腐蝕的軸，活塞桿，泵等零件。

1Cr17Ni2鋼是低碳鉻鎳型耐蝕鋼, 具有較高的強度和硬度。對氧化性的酸類 (一定溫度、濃度的硝酸、大部分的有機酸), 以及有機酸水溶液都有良好的耐蝕性. 亞溫淬火能有效地抑制該鋼的高溫回火脆性。可以使鋼的脆性轉化溫度降低, 韌性得到改善, 斷口形貌由準解理型變為韌窩型, 合金元素向基體和δ-鐵素體中的富集程度增大,在改善鋼韌性的同時仍保持較高的強度水平。但該鋼焊接性能不好, 易產生裂紋, 因此制造具時, 不宜進行焊接。

當鍛造加熱溫度較高時, 雖然鋼的α-相增多, 但塑性良好, 這與部分組織強烈的再結晶有關。該鋼在1100°C時的伸長率最大。為了改善鋼的塑性和表面質量, 應使停鍛、停軋溫度偏高一些; 同時, 為了得到均一的組織, 應該采取較大的鍛造比。

不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼， 又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。

種類

不銹鋼常按組織狀態分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等。另外，可按成分分為：鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。

1、鐵素體不銹鋼：含鉻12%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優于其他種類不銹鋼。

屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。

2、奧氏體不銹鋼：含鉻大于18%，還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%，鋼號中標記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷，以獲得單相奧氏體組織。

3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼：兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點，并具有超塑性。

奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不銹鋼。

4、馬氏體不銹鋼：強度高，但塑性和可焊性較差。

馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。

不銹鋼作用

不銹鋼不會產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結構設計人員的需要 。

典型用途

大多數的使用要求是長期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時，主要考慮的是所要求的審美標準、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。 然而，其它應用越來越多的只是尋求結構的完整性或不透水性。例如，工業建筑的屋頂和側墻。在這些應用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很干凈也可以。 在干燥的室內環境中使用304不銹鋼效果相當好。但是，在鄉村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經常進行清洗。在污染嚴重的工業區和沿海地區，表面會非常臟，甚至產生銹蝕。但要獲得戶外環境中的審美效果，就需采用含鎳不銹鋼。所以，304不銹鋼廣泛用于幕墻、側墻、屋頂及其它建筑用途，但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中，最好采用316不銹鋼。 不銹鋼拉門 現在，人們已充分認識到了在結構應用中使用不銹鋼的優越性。有幾種設計準則中包括了304和316不銹鋼。因為"雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體，所以，歐洲準則中也包括了這種鋼。 產品形狀 實際上，不銹鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產制造的，而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼制成的，也用中厚板生產特殊產品，例如，生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產品，包括型材、棒材、線材和鑄件。

表面狀態

正如后面將談到的，為了滿足建筑師們美學的要求，已開發出了多種不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者無光澤的；可以是光面的、拋光的或壓花的；可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案，也可進行拉絲等，以滿足設計人員對外觀的各種要求。 保持表面狀態是容易的。只需偶爾進行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好，也可以容易地去除表面的涂寫污染或類似的其它表面污染。

未來展望

由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說是獨一無二的，而其發展仍在繼續。為使不銹鋼在傳統的應用中性能更好，一直在改進現有的類型，而且，為了滿足高級建筑應用的嚴格要求，正在開發新的不銹鋼。由于生產效率不斷提高，質量不斷改進，不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的材料之一。 不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身，所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建筑材料之一。