304不锈钢的定义和牌号
304不锈钢是一种按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号,是得到广泛应用的不锈钢、耐热钢1。304不锈钢是一种奥氏体不锈钢,主要由铁、铬、镍三种元素组成,具有良好的耐腐蚀性和抗氧化性,可以在多种环境中保持稳定。
304不锈钢的牌号在不同国家和地区有不同的表示方法,对应的日本标准不锈钢牌号是SUS304,对应的我国家标准不锈钢牌号是06Cr19Ni102。这些牌号都表示了304不锈钢的化学成分,即铬含量在17.5-19.5%,镍含量在8-10.5%,碳含量在0.08%以下。
304不锈钢的主要元素及含量
304不锈钢的化学成分主要由铁Fe、铬Cr、镍Ni三种元素组成,其中铁Fe约占67-71.5%,铬Cr约占17.5-19.5%,镍Ni约占8-10.5%2。这三种元素是决定304不锈钢性能的关键因素,下面分别介绍它们的作用:
铁Fe:是304不锈钢的基体元素,提供了基本的力学性能和磁性。
铬Cr:是304不锈钢的主要合金元素,提供了良好的耐腐蚀性和抗氧化性。当铬含量达到一定程度时,可以在表面形成一层致密且稳定的氧化物膜(即被动膜),阻止的氧化和腐蚀。一般认为,当铬含量达到10.5%以上时,才能形成有效的被动膜。
镍Ni:是304不锈钢的另一种重要合金元素,提供了良好的塑性和韧性。镍可以改善304不锈钢的晶体结构,使之保持奥氏体状态,在低温下也具有良好的韧性。镍还可以增强304不锈钢的耐腐蚀性,尤其是对于碱性介质和有机酸的耐腐蚀性。
除了这三种主要元素外,304不锈钢还含有一些其他的微量元素,如碳C、硅Si、锰Mn、磷P、硫S、氮N等,它们对304不锈钢的性能也有一定的影响,下面简要介绍它们的作用:
碳C:是304不锈钢的杂质元素,提高了强度和硬度,但降低了塑性和韧性。碳还会与铬形成碳化物,降低了铬的有效含量,从而降低了耐腐蚀性。304不锈钢的碳含量应控制在0.08%以下。
硅Si:是304不锈钢的合金元素,提高了抗氧化性和耐高温性。但过高的硅含量会导致焊接裂纹和热脆性,304不锈钢的硅含量一般控制在1%以下。
锰Mn:是304不锈钢的合金元素,提高了强度和韧性。但过高的锰含量会导致热敏性和热脆性,304不锈钢的锰含量一般控制在2%以下。
磷P:是304不锈钢的杂质元素,提高了强度和硬度,但降低了塑性和韧性。磷还会降低304不锈钢的耐腐蚀性和焊接性,304不锈钢的磷含量应控制在0.045%以下。
硫S:是304不锈钢的杂质元素,提高了切削加工性能,但降低了热加工性能和耐腐蚀性。硫还会导致焊接裂纹和热脆性,304不锈钢的硫含量应控制在0.03%以。
氮N:是304不锈钢的合金元素,提高了强度和抗点蚀性能。但过高的氮含量会导致老化脆化和焊接裂纹,304不锈钢的氮含量一般控制在0.1%以下。