不銹鋼的成分與種類
文章來源 : http://tw.myblog.yahoo.com/jw!fYJ1mViUAhheUmrSFBpFR7ZRMOucHg--/article?mid=775
不鏽鋼是含鉻Cr.、鎳Ni.、碳C、矽Si、錳Mn、磷P、硫S、鋁A1、鈷Co、鐵Fe. 等複合金屬材料。硬度佳而且加工困難,但材質安定,無毒,耐酸抗鹼,是廚房衛浴用品之上選材料。
[ 不銹的原理 ]
不銹鋼之所以不易生銹,是因其含有鉻,在鋼表面上形成一層緻密的氧化鉻保護膜,厚度約10~50A ﹝1A=10-8cm﹞。這薄薄的一層,卻扮演著金鐘罩鐵布衫的功能,在一般的大氣或有水的環境下,它可以防止腐蝕性的氣體或液體向內侵蝕,進而保護內部的材質不受侵害;更神奇的是,如果這層保護層受到外界以機械式﹝如刮傷﹞或化學式的損傷,在一般大氣下或有氧的環境下就有自行修補的能力,以保護內部不被繼續腐蝕。
※ 不銹鋼的成分與種類
不銹鋼是由鐵、鉻、碳及眾多不同元素所組成的合金,鐵是主要成分元素,鉻是第一主要的合金元素。一般而言,鉻含量至少要占11%才能稱為不銹鋼,因為如果鉻含量不足,則不銹鋼外表將無法形成那層緻密的氧化鉻保護膜,而失去防銹﹝腐蝕﹞的功能。若鉻的含量足夠,在常溫大氣中,是不會生銹的。
市場上可見的標準型不銹鋼就有180餘種,一般依其金屬組織可以分為五大類:
﹝一﹞奧斯田系不銹鋼
平時最常看到的304不銹鋼即為此類,其標準成分是18%鉻加8%鎳,即一般所稱的18-8
不銹鋼。此類不銹鋼的特性為無磁性、無法藉由熱處理方法來改變其金相組織結構、加工性佳,又因含合金元素--鎳,所以抗蝕性優於只含鉻﹝不含鎳﹞的另兩類不銹鋼。300系不銹鋼主要的用途有:一般民生用途如廚房餐具、建材、醫療衛生器材、食品加工用材、交通工具、化工設備及管件、機械設備及零件。在一般人的心目中,所謂的不銹鋼就是指300系不銹鋼等﹝尤其是指304不銹鋼﹞。
﹝二﹞麻田散系不銹鋼
這類不銹鋼的代表性鋼種為410,其化學成分含13%鉻、0.15%以下的碳及少量的其他元素合金。原料價格較便宜,具有磁性、可經由熱處理硬化、增加強度。但因不含鎳,其抗腐蝕性劣於一般的304不銹鋼,故只能用於輕度腐蝕環境。一般用途有軸承、醫療用具及刀具等。
﹝三﹞肥粒系不銹鋼
這類不銹鋼的代表性鋼種為430,其標準化學成份為16~18%鉻,含碳量低。此類不銹鋼具有磁性,若我們所看見的不銹鋼板片可被磁鐵吸附住,很有可能便屬於此類不銹鋼。因不含鎳而價格較廉,典型用途有廚房用具、織網及飾品等。
﹝四﹞析出硬化型不銹鋼
美國鋼鐵協會AISI編號為600系不銹鋼。這類不銹鋼除了含鉻與鎳之外,還含有析出硬化的元素如銅、鋁與鈦,使材料硬化、強度升高。這類不銹鋼的典型用途為:閥件、馬達軸心、石化設備及高爾夫球頭等。
﹝五﹞雙相不銹鋼
這類不銹鋼的典型鋼種為2205,即22%鉻和5%鎳。這類鋼種的特性是:強度佳﹝遠優於304﹞耐蝕性亦佳,因此常用於石化業管線、壓力容器及心軸等。
★ 430不銹鋼 :鋼+12%以上的鉻可以防止自然因素所造成的氧化,稱之為不銹鋼,在JIS的代號為430號,因此又稱為430不銹鋼
但430不銹鋼無法抵抗空氣中的化學物質所造成的氧化,因空氣中的酸性化學物質愈來愈多,所以430不銹鋼不常使用一段時間後,仍會因非自然因素而有氧化(生銹) 的情況
★ 304不銹鋼 :鋼+18%鉻+8%鎳→可以抗化學性的氧化,這種不銹鋼在JIS代號中為304號,因此稱之為304不銹鋼,因其比例為18%鉻與8%鎳,因此又稱為18-8不銹鋼。台灣俗稱為「白鐵」
★ 18-10不銹鋼 :但空氣中的化學成分愈來愈多,有些污染較嚴重的地方連304都會有生銹的情況;所以有的高級用品,會用10%的鎳來製作,以使其更耐用更抗蝕,這種不銹鋼稱為316不銹鋼
這三種不銹鋼,最簡單的分辨方式為:用磁鐵吸底部,吸得住的是430,吸不住的是304與18-10。但304鍋子的鍋緣、或是湯匙的前後端,有時會吸得住,是因為拋光所產生的磁性。所以最準的方式是吸底部。
化學成份 CHEMICAL COMPOSITION | |||||||||||
JIS 規範 JIS Specification | |||||||||||
Specification 規範 |
Steel Grade 鋼種 |
C% 碳Max. |
Si% 矽Max. |
Mn% 錳Max. |
P% 磷Max. |
S% 硫Max. |
Cr% 鉻 |
Ni% 鎳 |
Mo% 鉬 |
Ti% 鈦 |
OTHER 其他 |
JIS
G4303 G4304 G4305 G4312 |
SUS301 |
0.15 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
16.00-18.00 |
6.00-8.00 |
|||
SUS302 |
0.15 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
17.00-19.00 |
8.00-10.00 |
||||
SUS304 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
18.00-20.00 |
8.00-10.50 |
||||
SUS304L |
0.03 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
18.00-20.00 |
9.00-13.00 |
||||
SUS304J3 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
17.00-19.00 |
8.00-10.50 |
Cu:1.00-3.00 | |||
SUH309 |
0.20 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
22.00-24.00 |
12.00-15.00 |
||||
SUS309S |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
22.00-24.00 |
12.00-15.00 |
||||
SUH310 |
0.25 |
1.50 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
24.00-26.00 |
19.00-22.00 |
||||
SUS310S |
0.08 |
1.50 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
24.00-26.00 |
19.00-22.00 |
||||
SUS316 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
16.00-18.00 |
10.00-14.00 |
2.00-3.00 |
|||
SUS316L |
0.03 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
16.00-18.00 |
12.00-15.00 |
2.00-3.00 |
|||
SUS317 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
18.00-20.00 |
11.00-15.00 |
3.00-4.00 |
|||
SUS321 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
17.00-19.00 |
9.00-13.00 |
5*C Min. |
|||
SUS347 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
17.00-19.00 |
9.00-13.00 |
Nb:10*C Min. | |||
SUSXM7 |
0.08 |
1.00 |
2.00 |
0.045 |
0.03 |
17.00-19.00 |
8.50-10.50 |
Cu:3.00-4.00 | |||
SUH409 |
0.08 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.03 |
10.50-11.75 |
6*C to 0.75 |
||||
SUH409L |
0.03 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.03 |
10.50-11.75 |
6*C to 0.75 |
||||
SUS410 |
0.15 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.03 |
11.50-13.50 |
|||||
SUS420J1 |
0.16-0.25 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.03 |
12.00-14.00 |
|||||
SUS420J2 |
0.26-0.40 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.03 |
12.00-14.00 |
|||||
SUS430 |
0.12 |
0.75 |
1.00 |
0.040 |
0.03 |
16.00-18.00 |
|||||
SUS434 |
0.12 |
1.00 |
1.00 |
0.040 |
0.03 |
16.00-18.00 |
0.75~1.25 |
利用合金化方法,提高材料本身的耐蝕性,其方法如下:
(1)加入合金元素,提高鋼基體的電極電位,從而提高鋼的抗電化學腐蝕能力。一般鋼中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其電極電位。由於Ni較缺,Si的大量加入會使鋼變脆,因此,只有Cr才是顯著提高鋼基體電極電位常用的元素。
Cr 能提高鋼的電極電位,但不是呈線性關係。實驗證明鋼的電極電位隨合金元素的增加,存在著一個量變到質變的關係,遵循1/8規律。當Cr含量達到一定值時即1/8原子(l/8、2/8、3/8……)時 ,電極電位將有一個突變。因此,幾乎所有的不銹鋼中,Cr含量均在12.%(原子)以上,即11.7%(質量)以上。
(2)加入合金元素使鋼的表面形成一層穩定的、完整的與鋼的基體結合牢固的純化膜。從而提高鋼的耐化學腐蝕能力。如在鋼中加入 Cr,Si.Al等合金元素 ,使鋼的表層形成緻密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜,就可提高鋼的耐蝕性。
(3)加入合金元素使鋼在常溫時能以單相狀態存在,減少微電池數目從而提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數量的Cr或Cr-Ni,使鋼在室溫下獲得單相鐵素體或單相奧氏體。
(4)加入Mo、Cu等元素,提高抗腐蝕的能力。
(5)加入Ti,Nb等元素,消除Cr的晶間偏析,從而減輕了晶間腐蝕傾向。
(6)加入Mn、N等元素,代替部分Ni獲得單相奧氏體組織,同時能大大提高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性。
不 鏽 鋼 各 編 號 相 關 資 訊 | ||
編號 | 主要組成 (數字部份代表含量%) | 特性及使用範圍 |
SUS201 | 17Cr-4.5Ni-6Mn-N | 301鋼的替代鋼。經冷加工後具有磁性,用於鐵路車輛 |
SUS202 | 18Cr-5Ni8Mn-N | 301鋼的替代鋼。用於庖廚器具 |
SUS301 | 17Cr-7Ni | 經冷加工後可得到高強度。用於鐵路車輛、帶式輸送機、螺栓和螺母、彈簧等 |
SUS301L | 17Cr-7Ni-低C-N | 是低碳SUS301鋼,具有優良的抗晶間腐蝕性能的焊接性能。用於鐵路車輛等 |
SUS201J1 | 17Cr-7.5NJ-0.1C | 拉伸加工性能和彎曲加工性能優於304鋼,加工硬化居304鋼和301鋼中間。用於彈簧、廚房用具、器件、建築、車輛等 |
SUS302 | 18Cr-8Ni-0.1C | 冷加工後可獲高強度,但延伸劣於301鋼。用於建築物外部裝飾材料 |
SUS302B | 18Cr-8Ni-2.5Si-0.1C | 抗氧化性能優於302鋼,在900℃以下具有與310S鋼等同的抗氧化性能和強度。用於汽車尾氣淨化裝置、用作工業爐等高溫設備材料 |
SUS303 | 18Cr-8NJ-高s | 提高切削性能和抗高溫粘結性能。最適用於自動車床。螺栓和螺母 |
SUS303Se | 18Cr-8Ni-Se | 提高切削性能和抗高溫粘結性。最適用於自動車床。用於鉚釘和螺絲 |
SU8304 | 18Cr-8Ni | 是得到最廣泛應用的不銹鋼、耐熱鋼。用於食品生産設備、昔通化工設備、核能等 |
SUS304L | 18Cr-9Ni-低 | 是極低碳304鋼。具有優良的抗晶間腐蝕性能。用於焊接後不能進行熱處理的部件等 |
SUS304N1 | 18Cr-8Ni-N | 在304鋼中添加N,在抑制延伸性能下降的同時提高強度,有減小材料厚度的效果。用於結構強度用部件 |
SUS304N2 | 18Cr-8Ni-N-Nb | 在304鋼中添加N和Nb,使其具有同上一樣的性能。用途與304N1鋼相同 |
SUS304LN | 18Cr-8Ni-N-低C | 在304L鋼中添加N。使其具有同上一樣的性能。用途與304N1鋼同,但抗晶間腐蝕性能 |
SUS304J1 | 17Cr-7Ni-2Cu | 減少SUS304鋼中的Ni、添加Cu。冷成形性能特別是深沖性能優良。用於污水滲坑、熱水槽等 |
SUS304J2 | 17Cr-7Ni-4Mn-2Cu | 深沖性能優於SUS304鋼。用於洗澡用熱水器、門把手等 |
SUS304J3 | 18Cr-8Ni-2Cu | 在304鋼中添加Cu,改善了泠加工性能和非磁性能。成分爲SUS304鋼和SUSXM7鋼之間。用於冷加工用螺栓和螺母等 |
SUS305 | 18Cr-12Ni-0.1C | 與304鋼相比加工硬化性能低。用於旋壓成形加工、特殊拉拔和冷壓制等 |
SUS305J1 | 18Cr-13Ni-0.1C | 是低碳305鋼,加工硬化性能低。用途與305鋼相同 |
FUS309S | 22Cr-12Ni | 雖耐腐蝕性能優於304鋼,但實際上多作爲耐熱鍋使用 |
SUS310S | 25Cr-20Ni | 抗氧化性能優於309S鋼,多作爲耐熱鋼使用 |
SUS316 | 18Cr-12Ni-2.5Mo | 對於海水及各種腐蝕介質的抗腐蝕性能優於304鋼。用於抗點蝕材料 |
SUS316L | 18Cr-12Ni-2.5Mo-低C | 是極低碳316鋼。性能爲316鋼的性能加上抗晶間腐蝕性能 |
SUS316N | 18Cr-12Ni-2.5Mo-N | 是在316鋼中添加N,在抑制延伸性能下降的同時提高強度,有減小材料厚度的效果。是耐腐蝕性能優良的高強度的材料 |
SUS316LN | 18Cr-12Ni-2,5Mo-N-低C | 是在316L鋼中添加L,使其具備同上的特性。用途等同316N鋼,但有優良的抗晶間腐蝕性能 |
SUS316Ti | 18Cr-12Ni-2.5Mo-Ti | 是在SUS316鋼中添加Ti來改善抗晶間腐蝕性能 |
SUS316J1 | 18Cr-12Ni-2Mo-2Cu | 耐腐蝕性能和抗點蝕性能優於316鋼。用於耐硫酸腐蝕用材料 |
SUS316J1L | 18Cr-12Ni-2Mo-2Cu-低C | 是低碳316J1鋼。使316J1鋼具備抗晶間腐蝕性能 |
SUS317 | 18Cr-12Ni-3.5Mo | 抗點蝕性能優於316鋼。用於印染設備材料 |
SUS317L | 18Cr-12Ni-3.5Mo-低C | 是極低碳317鋼。使317鋼具備抗晶間腐蝕性能 |
SUS317LN | 18Cr-13Ni-3.5Mo-N-低C | 在SUS317L鋼中添加N,具有高強度和高耐腐蝕性能。用於各種罐和容器 |
SUS317J1 | 18Cr-16Ni-5Mo | 用於使用含氯離子液體的熱交換器、醋酸生産設備、磷酸生産設備和漂白裝置等316L鋼和317L鋼不能適用的環境中 |
SUS317J2 | 25Cr-14Ni-1Mo-0.3N | 與SUS317鋼相比爲高Cr、高Mo,添加了N。具有高強度且具有優良的耐腐蝕性能 |
SUS317J3L | 21Cr-12Ni-2.5Mo-0.2N-低C | 抗點蝕性能優於SUS317鋼。用於處理公害裝置和醋酸環境 |
SUS317J4L | 22Cr-25Ni-6Mo-0.2N-低C | 抗點蝕性能優於SUS317L鋼。用於紙槳造紙業、海水熱交換器等 |
SUS317J5L | 21Cr-24.5Ni-4.5Mo-1.5Cu-極低C | 具有優良的耐海水腐蝕性能。用於各種在海水中使用的裝置上 |
SUS321 | 18Cr-9Ni-Ti | 添加Ti,使其提高抗晶間腐蝕性能。不推薦用於裝飾部件 |
SUS347 | 18Cr-9Ni-Nb | 含Nb,使其提高抗晶間腐蝕性能 |
SUS384 | 16Cr-18Ni | 加工硬化程度低於305鋼。爲大變形量冷壓制和冷成形用材料 |
SUSXM7 | 18Cr-9Ni-3.5Cu | 是在304鋼中添加Cu,使其提高冷加工性能的鋼種。冷壓制用 |
SUSXM15J1 | 18Cr-13Ni-4Si | 增加304鋼中的Ni、添加Si,提高抗應力腐蝕裂紋性能。用於含氯離子和環境中 |
SUS329J1 | 25Cr-4.5Ni-2Mo | 具有雙相組織。有優良的耐酸性能和抗點蝕性能。有高強度。用於廢氣脫硫裝置等 |
SUS329J3L | 22Cr-5Ni-3Mo-N-低C | 含硫化氫、二氧化碳和氯化物等的環境中具有耐蝕性。用於油井管、化工産品運輸船,各種化工裝置上 |
SUS329J4L | 25Cr-6Ni-3Mo-N-低C | 在海水等高濃度氯化物環境中具有優良的抗點蝕性能和抗SCC性能。用於海水熱交換器和鹽制設備等 |
SUS405 | 13Cr-Al | 從高溫冷卻時也不會發生顯著的硬化。用於透平材料、淬火用部件和複合材料 |
SUS410L | 13Cr-低C | 降低410S鋼的含碳量。具有良好的焊接部位彎曲性能、加工性能和耐高溫氧化性能。用於汽車尾氣處理裝置、鍋爐燃燒室和燒嘴等 |
SUS429 | 16Cr | 是改善430鋼焊接性能的改良鋼種 |
SUS430 | 18Cr | 是具有良好的耐腐蝕性能和通用鋼種。用於建築裝飾用、燃油燒嘴部件、家庭用器具、家電部件 |
SUS430F | 18Cr-高s | 是在430鋼上加上易切削性能的鋼種。用於自動車床、螺栓和螺母等 |
SUS430LX | 18cr-Ti或Nb-低C | 在430鋼中添加Ti或Nb、降低C含量,改善了加工性能的和焊接性能。用於熱水罐、供熱水系統、衛生器具、家庭用耐用器具、自行車飛輪等 |
SUS43U1L | 18Cr-0.5Cu-Nb-極低(C,N) | 在430鋼中加Cu和Nb,且爲極低C和N。改善了耐腐蝕性能、成形性能和焊接性能。用於汽車的外裝飾材料、廢氣處理材料等 |
SUS434 | 18Cr-1Mo | 是430鋼的改良鋼種。較430鋼耐鹽分。用於汽車外裝飾材料 |
SUS436L | 18Cr-1Mo-Ti,Nb,2r極低(C,N) | 降低434鋼的C和N,單獨或複合添加TiNb或Zr.改善了加工性能和焊接性能。用於建築物內,外裝飾、車輛部件、廚房用具等、供熱水和供水器具 |
SUS436nJ1L | 19cr-0.5Mo-Nb-極低(C,N) | 在430鋼中添加Mo、Cu、和Nb,爲板低C和N。改善了耐腐蝕性能、成形性能和焊接性能。用於廚房設備、建築物內裝飾、汽車用外裝飾、家電産品等 |
SUS444 | 19Cr-2Mo-Ti,Nb,Zr-極低(C,N) | Mo含量較436鋼多,進一步提高了耐腐蝕性能。用於熱水貯槽、貯水槽、太陽能熱水器、熱交換器、食品生産設備、印染設備等。用於耐應力腐蝕裂紋 |
SUS447J1 | 30Cr-2Mo-極低(C,N) | 高Ct—Mo,極虞降低C和N,具有優良的耐腐蝕性能。用於醋酸和乳酸等有機酸相關的生産設備。苛性蘇打生産設備、抗氯離子應力腐蝕裂紋、用於抗點蝕用途、防止公害裝置上 |
SUSXM27 | 26Cr-1Mo-極低(C,N) | 具有與447J1相類似的性質和用途。需要耐腐蝕性能和軟磁性能的用途 |
SUS403 | 13Cr-低Si | 是用於透平葉片及高應力部件的優良不銹鋼、耐熱鋼 |
SUS410 | 13Cr | 具有良好的耐腐蝕和機械加工性能。爲一般用途鋼、刃具鋼 |
SUS410S | 13Cr-0.08C | 是提高了410鋼的耐腐蝕性能和成形性能的鋼種 |
SUS410F2 | 13Cr-0.1C-Pb | 是不使410鋼的耐腐蝕性能下降的鉛易切鋼 |
SUS410J1 | 13Cr-Mo | 是進一步提高了410鋼的耐腐蝕性能的高強度鋼種。用於透平葉片和高溫用部件 |
SUS416 | 13Cr-0.1C-高s | 是不銹鋼中易切性能最好的鋼種。用於自動車床等 |
SUS420J1 | 13Cr-0.2C | 在淬火狀態下有高的硬度。有較13Cr飲更好的耐腐蝕性能。用於透平葉片 |
SUS420J2 | 13Cr-0.3C | 淬火後硬度較420J1鋼更高的鋼種。用於刃具、噴嘴、閥座、閥門和直尺 |
SUS420F | 13Cr-0.3C-高s | 是改善了420J2鋼易切性能的鋼種 |
SUS420F2 | 13Cr-0.2C-Pb | 是不使420J1鋼的耐腐蝕性能惡化的鉛易切鋼 |
SUS429J1 | 16Cr-0.3C | 適用於需要耐磨損性能和耐腐蝕性能的用途。摩托車刹車閘、磁片等 |
SUS431 | 16Cr-2Ni | 含Ni的Cr鋼。通過熱處理可得到高力學性能。耐腐蝕性能優於410鋼和430鋼 |
SUS440A | 18Cr-0.7C | 淬火硬化性能優良、硬度高,較440B鋼和40C鋼有高的韌性。用於刃具、量具和軸承 |
SUS440B | 18Cr-0.8C | 較440A鋼硬度高,較440C鋼韌性高。用於刃具、閥門 |
SUS440C | 18Cr-1C | 具有所有不銹鋼、耐熱鋼中最高的硬度。用於噴嘴、軸承 |
SUS440F | 18cr-1C-高s | 是提高440C鋼的易切性能的鋼種。用於自動車床 |
SUS630 | 17Cr-7Ni-4Cu-Nb | 是通過添加Cu來使其具備沈澱硬化性能的鋼種。用於軸類、透平部件、層壓板的面板。鋼制輸送帶 |
SUS631 | 17Cr-7Ni-1Al | 是通過添加A1來使其具備沈澱硬化性能的鋼種。用於彈簧、洗滌器、儀器儀錶部件 |
SUS631J1 | 17Cr-8Cr-1Al |
是提高了631鋼的拔絲性能的鋼種。用於制線、彈簧鋼絲 |