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关于不锈钢及其镜面抛光加工

不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
  
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。
 
 
 
通常按金相组织分为:
 
通常,按照金相组织,把普通的不锈钢分为三类:奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢。在这三类基本金相组织基础上,为了特定需求与目的,又衍生出了双相钢、沉淀硬化型不锈钢和含铁量低于50%的高合金钢。
 
 
1、奥氏体型不锈钢。
 
基体以面心立方晶体结构的奥氏体组织(CY相)为主,无磁性,主要通过冷加工使其强化(并可能导致一定的磁性)的不锈钢。美国钢铁协会以200和300系列的数字标示,如304。
 
2、铁素体型不锈钢。
 
基体以体心立方晶体结构的铁素体组织((a相)为主,有磁性,一般不能通过热处理硬化,但冷加工可使其轻微强化的不锈钢。美国钢铁协会以430和446为标示。
 
3、马氏体型不锈钢。
 
基体为马氏体组织(体心立方或立方),有磁性,通过热处理可调整其力学性能的不锈钢。美国钢铁协会以410, 420以及440数字标示。马氏体在高温下具有奥氏体组织,当以适当的速度冷却至室温时,奥氏体组织能够转变为马氏体(即淬硬)。
 
4、奥氏体一铁素体(双相)型不锈钢。
 
基体兼有奥氏体和铁素体两相组织,其中较少相基体的含量一般大于15%,有磁性,可通过冷加工使其强化的不锈钢,329是典型的双相不锈钢。与奥氏体不锈钢相比,双相钢强度高,耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀及点腐蚀能力均有明显提高。
 
5、沉淀硬化型不锈钢。
 
基体为奥氏体或马氏体组织,并能通过沉淀硬化处理使其硬化的不锈钢。美国钢铁协会以600系列的数字标示,如630,即17-4PH。
 
 
一般来说,除合金外,奥氏体不锈钢的耐腐蚀性是比较优异的,在腐蚀性较低的环境中,可以采用铁素体不锈钢,在轻度腐蚀性环境中,若要求材料具有高强度或高硬度,可以采用马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

常用不锈钢牌号及性能
  
1、304不锈钢。是应用量较大、使用范围最广的奥氏体不锈钢之一,适用于制造深冲成型部件和输酸管道、容器、结构件、各类仪表本体等,也可以制造无磁、低温设备和部件。
 
2、304L不锈钢。为解决因Cr23C6析出致使304不锈钢在一些条件下存在严重的晶间腐蚀倾向而发展的超低碳奥氏体不锈钢,其敏化态耐晶间腐蚀能力显著优于304不锈钢。除强度稍低外,其它性能同321不锈钢,主要用于需焊接后又不能进行固溶处理的耐蚀设备和部件,可用于制造各类仪表本体等。
 
3、304H不锈钢。304不锈钢的内部分支,碳质量分数在0.04%—0.10%,高温性能优于304不锈钢。
 
4、316不锈钢。在10Cr18Ni12钢基础上加人钼,使钢具有良好的耐还原性介质和耐点腐蚀能力。在海水和其他各种介质中,耐腐蚀性优于304不锈钢,主要用于耐点蚀材料。
 
5、316L不锈钢。超低碳钢,具有良好的耐敏化态晶间腐蚀的性能,适用于制造厚截面尺寸的焊接部件和设备,如石油化工设备中的耐蚀材料。
 
6、 316H不锈钢。316不锈钢的内部分支,碳质量分数在0.04%—0.10%,高温性能优于316不锈钢。
 
7、317不锈钢。耐点蚀和抗蠕变能力优于316L不锈钢,用于制造石化及耐有机酸腐蚀的设备。
 
8、321不锈钢。钛稳定化的奥氏体不锈钢,添加钛提高耐晶间腐蚀性能,并具有良好的高温力学性能,可用超低碳奥氏体不锈钢代替。除高温或抗氢腐蚀等专用场合外,一般情况不推荐使用。
 
9、347不锈钢。铌稳定化的奥氏体不锈钢,添加铌提高耐晶间腐蚀性能,在酸、碱、盐等腐蚀介质中的耐蚀性同321不锈钢,焊接性能良好,即可作耐蚀材料又可作耐热钢使用,主要用于火电、石化领域,如制作容器、管道、热交换器、轴类、工业炉中的炉管以及炉管温度计等。
 
10、904L不锈钢。超级完全奥氏体不锈钢,是芬兰奥托昆普(OUTOKUMPU)公司发明的一种超级奥氏体不锈钢,其镍质量分数为24%一26%,碳质量分数小于0.02%,耐腐蚀性极好,在非氧化性酸如硫酸、醋酸、甲酸、磷酸中具有很好的耐蚀性,同时具有良好的抗缝隙腐蚀及抗应力腐蚀性能。适用于70℃以下各种浓度硫酸,在常压下耐任何浓度、任何温度的醋酸及甲酸与醋酸的混酸中耐腐蚀性也很好。原有标准ASMESB-625将其归人镍基合金,新标准将其归为不锈钢。中国只有近似牌号015Cr19Ni26Mo5Cu2钢,少数欧洲仪表厂商的关键材质采用904L不锈钢,例如E+ H的质量流量计的测量管就是采用904L不锈钢,劳力士手表的表壳也采用904L不锈钢。
 
11、440C不锈钢。马氏体不锈钢、在可淬硬性不锈钢、不锈钢中硬度最高,硬度为HRC57。主要用于制作喷嘴,轴承,阀门的阀芯、阀座、套筒、阀杆等。
 
12、17-4PH不锈钢。马氏体沉淀硬化不锈钢,硬度为HRC44,具有高强度、硬度和抗腐蚀性,不能用于高于300℃的温度。对大气及稀释酸或盐都具有良好的抗腐蚀能力,它的抗腐蚀能力与304不锈钢和430不锈钢一样,用于制造海上平台,涡轮机叶片,阀门的阀芯、阀座、套筒、阀杆等。

不锈钢镜面抛光加工是金属加工中常见的工艺需求。

不锈钢镜面抛光根据抛光方式,常见有机械抛光,化学抛光和电化学抛光三种形式;

目前比较常用的镜面抛光设备主要是以将不锈钢板或其他类型的金属板通过可调压力的磨盘逆时针转动,修正轮带动工件自转,重力加压的方式对工件施压,加上相匹配的研磨乳化液(主要有金属氧化物,无机强酸,有机润滑剂和弱碱性清洗剂相融合),工件与研磨盘作相对运转磨擦,来达到研磨抛光目的。镜面抛光机可分为磨削,磨光和修磨三个步骤;其所匹配的磨料,研磨工料和研磨液也根据其不同的工段而有所不同。

各种材质和厚度的不锈钢板材都可加工成为不同程度的镜面效果;由于母材存在宏观不平度(其表面粗糙程度Ra值一般都da,要先通过磨削的方式先将其表面粗糙度研磨至一定的数值(Ra ≤ 0.8μm),然后通过磨光和修磨的方式进行研磨直至“镜面”。

不锈钢的表面状态有很多种,一般作为镜面研磨母料的表面主要有2B,2BB,2D,BA,No.1等,其适合镜面研磨的材质主要有SUS304,304J1, 316L,201,202,430,441等奥氏体,铁素体不锈钢,其最终镜面的效果也因其母材所用材质和表面所决定;一般来说300系列的不锈钢的研磨效果略好于其他系列材质,BA表面研磨效果最好,2B次之,No.1最差。

此外,抛光乳化液,抛光机与抛光乳化液循环系统接触,再加上有各类酸性和碱性物质的腐蚀,要求抛光乳化液和抛光机都要有很好的抗腐蚀能力。此外,由于抛光机高速旋转和金属板材摩擦造成大量的热量(尤其是奥氏体不锈钢的导热性能很差);由于研磨做功会在同一片区域产生大量热量,会造成金属表面应力的改变,从而影响金属物理状态的微变,最终导致金属的平整度,所以要求抛光设备和抛光环境都要有良好的散热条件。

豪克能加工设备作为不锈钢抛光的新工艺,在很多种类的不锈钢零部件加工方面具有*特的优势。可替代传统的磨床、滚压、镗滚、珩磨、抛光机、砂带机等其它金属表面光整加工设备及工艺;使金属工件高光洁度加工变得易如反掌。而且豪克能不仅仅可以抛光不锈钢,还可以带来很多附加的好处:可使被加工工件表面光洁度提高3级以上(粗糙度Ra值轻松达到0.2以下);且工件的表面显微硬度提高20%以上;并大大提高了工件的表面耐磨性和耐腐蚀性。