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(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)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)(gang)號(hao)(hao)(hao)的(de)表(biao)示方法和鋼(gang)(gang)種、產品的(de)技術標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)等,因每個國家、部門或協(xie)會團(tuan)體、公司(si)廠(chang)家等各自(zi)制(zhi)訂的(de)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)不同(tong)(tong)而異。同(tong)(tong)一鋼(gang)(gang)種,可能鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)截然不同(tong)(tong)。因此,為了準(zhun)(zhun)確地識別鋼(gang)(gang)種和鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao),應(ying)在鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)之頭前注(zhu)明與之相應(ying)的(de)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)代(dai)號(hao)(hao)(hao)或編號(hao)(hao)(hao)。我國國家標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)代(dai)號(hao)(hao)(hao)為GB,冶金工業部標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)代(dai)號(hao)(hao)(hao)為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(gang))。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鋼也屬不銹(xiu)耐熱(re)鋼(gang)),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、中國牌號表示方法(fa)標準的制(zhi)定過程
1952年(nian)7月(yue),原(yuan)重工業(ye)部(bu)(bu)在北(bei)京(jing)召(zhao)開(kai)(kai)全國鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)標(biao)準(zhun)規格會議,正(zheng)式通(tong)過了(le)23種(zhong)部(bu)(bu)頒(ban)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)標(biao)準(zhun)。這是我(wo)國第一套部(bu)(bu)頒(ban)鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)標(biao)準(zhun)(重標(biao)),規定當(dang)時國產鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)采用一套注音符號的(de)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)牌號表示方(fang)法(fa)。1959年(nian)7月(yue),冶金部(bu)(bu)修訂了(le)1952年(nian)頒(ban)布的(de)合金鋼(gang)(gang)(gang)標(biao)準(zhun)(重-52)。頒(ban)布了(le)一套以漢字(zi)和漢語拼音字(zi)母并用的(de)《鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)產品(pin)牌號表示方(fang)法(fa)》(YB),來代替原(yuan)重標(biao)的(de)表示方(fang)法(fa)。1963年(nian)4月(yue),國家(jia)科學(xue)技術(shu)委員會在北(bei)京(jing)召(zhao)開(kai)(kai)全國標(biao)準(zhun)、計量工作會議。發布了(le)
有關《鋼鐵(tie)產(chan)品(pin)(pin)牌(pai)號表示方法》的第(di)一個國家標(biao)(biao)(biao)準(zhun)GB221-63。1979年3月,國家標(biao)(biao)(biao)準(zhun)總(zong)局在北(bei)京召開(kai)了全(quan)國標(biao)(biao)(biao)準(zhun)化工(gong)作會議。頒(ban)布了新(xin)的《鋼鐵(tie)產(chan)品(pin)(pin)牌(pai)號表示方法》國家標(biao)(biao)(biao)準(zhun)GB221-79(附錄1-10)1980年8月1日實施(shi)(代替GB221-63)。
二(er)、中(zhong)國不銹鋼牌號表示(shi)方法
根據(ju)GB221-79的(de)(de)規定,鋼鐵產品牌號的(de)(de)命(ming)名,采用漢語拼音字母(mu)、化(hua)學(xue)元素符號及阿拉(la)伯數字相結合(he)的(de)(de)方法表示:
(1)產品名稱、用(yong)(yong)途(tu)、特(te)性和(he)工藝方法(fa)采用(yong)(yong)漢語(yu)拼(pin)音字(zi)母(mu)表示(shi)。如鑄鋼(gang),在鋼(gang)號(hao)頭(tou)部加(jia)符(fu)號(hao)“ZG”;焊絲,在鋼(gang)號(hao)頭(tou)部加(jia)符(fu)號(hao)“H”等。
(2)鋼號中的化(hua)學元素,采用化(hua)學符號表示。如(ru)Cr(鉻(ge))、Ni(鎳)、Mo(鉬)、Si(硅(gui))、Mn(錳)、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):
鋼中主要合金元素的(de)平均合金含量,以百分之(zhi)幾(ji)表示。如為1.50~2.49%、2.50~3.49%、22.50~23.49%、時,依(yi)次相應地寫2、3、23、·。
平(ping)均合金含(han)(han)量小(xiao)于1.50%時(shi),鋼號中僅標明元(yuan)素(su),一般不標明含(han)(han)量(但在(zai)特殊情況下(xia)易混淆時(shi),在(zai)元(yuan)素(su)符號后亦(yi)可(ke)標出(chu)數字“1”)。
對有意加(jia)入的微(wei)量合金化元素,如鈦、鈮、氮等,含量雖低(di),仍應在牌號中標出。
(4)不(bu)銹(xiu)鋼中的(de)碳(tan)含量(liang),一(yi)般在(zai)牌號(hao)的(de)頭(tou)部(bu)用(yong)阿拉伯數字表示(以千分(fen)之(zhi)幾計)。在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼中平(ping)均碳(tan)含量(liang)如≤0.08%C,在(zai)牌號(hao)頭(tou)部(bu)用(yong)一(yi)個“0”表示;≤0.03%C時(shi),在(zai)牌號(hao)頭(tou)部(bu)用(yong)“00”表示超低碳(tan)。舉例見表1-3-1。
三、存在問題
1. 高純不銹(xiu)鋼(gang)牌號(hao)表示方(fang)法
近些(xie)年來(lai)(lai)(lai),高(gao)純(chun)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)發展很快,但(dan)有關(guan)定義和牌號表(biao)示方(fang)法,目(mu)(mu)前(qian)仍無統一(yi)(yi)(yi)標準,故(gu)存在某些(xie)混(hun)亂,但(dan)名(ming)稱上已趨一(yi)(yi)(yi)致,稱為(wei)高(gao)純(chun)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),即高(gao)純(chun)度(du)或高(gao)純(chun)級之(zhi)意。原先有稱為(wei)“超(chao)超(chao)低(di)碳”、“超(chao)純(chun)”的(de)提法,均欠(qian)合理,因為(wei)高(gao)純(chun)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)不(bu)(bu)(bu)只限于碳一(yi)(yi)(yi)種元(yuan)素(su)的(de)高(gao)純(chun)化,甚至少數情形,例(li)如日(ri)本(ben)抗(kang)應力腐(fu)蝕(shi)高(gao)純(chun)奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)SCR1的(de)碳含(han)量(liang)(liang)反而較高(gao)(≤0.12%C)[36)。不(bu)(bu)(bu)僅沒有超(chao)過超(chao)低(di)碳、連低(di)碳水平(ping)也未達到。因此,不(bu)(bu)(bu)能完(wan)全靠碳含(han)量(liang)(liang)來(lai)(lai)(lai)判斷是否屬于高(gao)純(chun)級,或用目(mu)(mu)前(qian)一(yi)(yi)(yi)般(ban)國家(jia)標準中(zhong)牌號頭部只反映碳含(han)量(liang)(liang)的(de)表(biao)示方(fang)法來(lai)(lai)(lai)反映高(gao)純(chun)度(du)。所謂高(gao)純(chun)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),是指將有害雜質(zhi)元(yuan)素(su)降低(di)到一(yi)(yi)(yi)般(ban)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)正常水平(ping)以下(xia),達到相當低(di)的(de)程度(du)(或界限值)時,能顯著改(gai)善(shan)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐腐(fu)蝕(shi)等(deng)性能的(de)一(yi)(yi)(yi)類(lei)特(te)殊(shu)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。具(ju)體控制
那(nei)些元素(su)及(ji)其范圍界限,隨不(bu)銹鋼類(lei)型(如(ru)奧氏體型、鐵素(su)體型等)、鋼種、用(yong)途和目的(de)與要求以及(ji)生產工藝水平等不(bu)同而有很大(da)變化。根據(ju)國內已經形成(cheng)的(de)習慣和發(fa)展趨(qu)勢,在本(ben)手冊中高(gao)純不(bu)銹鋼牌號暫按如(ru)下方(fang)式(shi)表示:
a. 奧氏體型不銹(xiu)鋼
超低(di)碳(tan)(tan)改(gai)良型(xing)(xing)。雖然(ran)碳(tan)(tan)含量一(yi)般或(huo)多(duo)數均不(bu)大于0.02%,仍按(an)GB國家標(biao)準超低(di)碳(tan)(tan)的表(biao)(biao)示方法,在(zai)牌號頭(tou)部加(jia)“00”表(biao)(biao)示。若同普通(tong)超低(di)碳(tan)(tan)鋼牌號類似或(huo)易于混淆(xiao)、或(huo)需要(yao)強調時,宜在(zai)牌號前加(jia)以注明“硝酸級”、“尿(niao)素級”等。嚴格來(lai)說,超低(di)碳(tan)(tan)改(gai)良型(xing)(xing)仍屬(shu)超低(di)碳(tan)(tan)型(xing)(xing),不(bu)宜稱作(zuo)高純不(bu)銹鋼。
高(gao)純奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),一般(ban)碳含量均不(bu)大于0.01%,在牌號(hao)頭部(bu)加“000”表示之或寫(xie)明高(gao)純(級(ji))。如牌號(hao)000Cr19Ni15 高(gao)純奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(習慣簡稱(cheng)為(wei)C18)。尿素級(ji)00Cr25Ni22Mo2N(簡稱(cheng)U2鋼(gang))為(wei)超低碳奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),要求控制(zhi)有害雜質(zhi)達(da)到高(gao)純度級(ji)時,可稱(cheng)高(gao)純(級(ji))U2鋼(gang)(即000Cr25Ni22Mo2N),以示區(qu)別。
b. 鐵素體型不銹(xiu)鋼(gang)
根據鋼(gang)中C+N的總(zong)含量,一般(ban)大體可分為三個(ge)純度等(deng)級(ji):
(1)C+N≤0.035~0.045%,稱為(wei)低碳氮鐵素體不銹鋼;
(2)C+N≤0.030%,稱為超低碳氮鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang);
(3)C+N≤0.015%,稱(cheng)為高純(級(ji))鐵(tie)素體不(bu)銹鋼。
其牌號(hao)表(biao)示方(fang)法一般(ban)仍應按照(zhao)GB標準的規(gui)定(ding)。如(ru)GB1220-84國家標準中的00Cr27Mo(≤0.010%C、≤0.015%N)鋼(gang),屬超低碳(tan)氮鐵素體不(bu)銹鋼(gang)。考慮到GB標準221-79牌號(hao)表(biao)示方(fang)法并(bing)不(bu)包括高純類特殊不(bu)銹鋼(gang)的情況,應在牌號(hao)頭前注明其碳(tan)、氮純度等(deng)級(ji)名稱,如(ru)超低碳(tan)氮00Cr27Mo等(deng)。高純級(ji)牌號(hao)頭部也可用“000”表(biao)示之,如(ru)高純鐵素體不(bu)銹鋼(gang)000Cr18Mo2Ti等(deng)。
2. 鋼號的簡稱(cheng)和非(fei)標代號
我國(guo)(guo)GB標準鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)表(biao)示方法(fa),最大優點(dian)是對(dui)具體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)主要化學成(cheng)分及其大約(yue)含量,可以(yi)通過鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)一目了然。但缺點(dian)是鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)太(tai)長(chang)和(he)(he)繁雜,對(dui)書寫、標號(hao)(hao)打號(hao)(hao)和(he)(he)日常工(gong)作、交流十(shi)分不(bu)便。國(guo)(guo)外還有(you)(you)一種(zhong)用(yong)固定位數的(de)(de)(de)(de)(de)阿位伯數字(zi)(或中(zhong)間(jian)與前綴(zhui)加有(you)(you)一個(ge)字(zi)母)的(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa)來表(biao)示鋼(gang)(gang)(gang)(gang)類(lei)、系(xi)列(lie)和(he)(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao),如美國(guo)(guo)等(deng)(其優缺點(dian)正(zheng)好同GB相(xiang)反)。長(chang)期(qi)以(yi)來,我國(guo)(guo)逐漸(jian)出現了一些鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)代號(hao)(hao)或簡(jian)稱,特別受到使用(yong)部門的(de)(de)(de)(de)(de)歡迎。這(zhe)些代號(hao)(hao)多(duo)(duo)是科(ke)研和(he)(he)生產廠家在鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)研制過程中(zhong),原先(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)編(bian)號(hao)(hao)或曾用(yong)名稱或技術鑒定文件中(zhong)在標準牌(pai)號(hao)(hao)后正(zheng)式(shi)注明的(de)(de)(de)(de)(de)簡(jian)稱,有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)還形成(cheng)了系(xi)列(lie)。這(zhe)些多(duo)(duo)是專用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹耐酸鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)(he)耐蝕合金的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)簡(jian)稱和(he)(he)代號(hao)(hao)對(dui)GB標準牌(pai)號(hao)(hao)表(biao)示方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)足,也是個(ge)自(zi)然的(de)(de)(de)(de)(de)補充,這(zhe)種(zhong)表(biao)示方法(fa)對(dui)標準牌(pai)號(hao)(hao)難以(yi)區(qu)分的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),如不(bu)同純度(du)等(deng)級的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)則(ze)更(geng)為有(you)(you)利。
值得注(zhu)意的是,還有一(yi)類。將(jiang)外國(guo)鋼號(hao)(hao)來稱(cheng)呼國(guo)產相應鋼號(hao)(hao)。如將(jiang)GB00Cr19Ni11鋼稱(cheng)為(wei)304L等。因為(wei)各國(guo)標準(zhun)不(bu)(bu)同。在國(guo)際間鋼材(cai)的進出(chu)口(kou)、推(tui)廣使用和技(ji)術(shu)交流過程中,為(wei)查對(dui)相應鋼種(zhong)方便,經常列出(chu)各種(zhong)標準(zhun)鋼號(hao)(hao)對(dui)照(zhao)(zhao)表(主要根據化(hua)學成(cheng)分)。然而這(zhe)種(zhong)對(dui)照(zhao)(zhao)只是反映彼此相當或近(jin)似(si)的關系,并非(fei)完全等同。有的區別(bie)較大,有些仿制鋼種(zhong),各自相應技(ji)術(shu)標準(zhun)等也并非(fei)毫無區別(bie)。在查閱本(ben)篇各國(guo)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼號(hao)(hao)對(dui)照(zhao)(zhao)表時(shi)請特別(bie)注(zhu)意。在任何場合談到鋼號(hao)(hao)時(shi),應注(zhu)明其標準(zhun)代號(hao)(hao)或編號(hao)(hao)。
四、中國(guo)國(guo)家標(biao)準不銹鋼牌(pai)號
我國第一(yi)個不(bu)(bu)銹鋼國家(jia)標(biao)準為GB1220-75。納入標(biao)準的牌(pai)號共(gong)45種(zhong)(zhong)(見(jian)附錄1-1)。其后逐漸系統化(hua)(見(jian)附錄1-2~1-6)。在具有代表性的現(xian)行GB1220-84中,標(biao)準不(bu)(bu)銹鋼牌(pai)號共(gong)有55種(zhong)(zhong)。其中奧氏(shi)體(ti)(ti)型29種(zhong)(zhong)、奧氏(shi)體(ti)(ti)-鐵素(su)體(ti)(ti)型3種(zhong)(zhong)、鐵素(su)體(ti)(ti)型7種(zhong)(zhong)、馬氏(shi)體(ti)(ti)型13種(zhong)(zhong)和沉(chen)淀硬化(hua)型3種(zhong)(zhong)。
五(wu)、中國不(bu)銹鋼焊接材料(liao)
1. 中國(guo)國(guo)家(jia)標準不銹(xiu)鋼(gang)焊接材料(liao)
按國(guo)家標準規定(ding),焊接(jie)(jie)用鋼及合金,其表(biao)(biao)示(shi)方法為在合金牌(pai)(pai)號頭部加“H”,如H00Cr19Ni9;不銹鋼焊條用字母(mu)“E”表(biao)(biao)示(shi),熔敷金屬含(han)碳量(liang)(liang)用“E”后的一位(wei)或二(er)位(wei)數字表(biao)(biao)示(shi),具(ju)體含(han)意為:““00”(≤0.04%C)、“0”(≤0.10%C)、“1”(≤0.15%C)、“2”(≤0.20%C)、“3”(≤0.45%%C)。這同不銹鋼(母(mu)材)牌(pai)(pai)號碳含(han)量(liang)(liang)表(biao)(biao)示(shi)方法含(han)義并(bing)不完全(quan)相同。我國(guo)焊接(jie)(jie)用不銹鋼盤條、鋼絲和焊條國(guo)家標準詳見附(fu)錄1-7~1-9。
2. 典型不銹鋼焊條
部分典型不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)條(包括(kuo)符合國標或未列入國家(jia)標準的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)條)的(de)基(ji)本數據見附錄(lu)1-11(其中部分內容摘自冶金部鋼(gang)鐵(tie)研(yan)究(jiu)總院金屬焊(han)接(jie)研(yan)究(jiu)室編《焊(han)接(jie)材(cai)料說明(ming)書》)。