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。例如奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼中的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)號的(de)(de)表示方法和鋼(gang)(gang)種、產品的(de)(de)技術標準等,因每個(ge)國(guo)家、部門(men)或協會團體(ti)、公(gong)司廠(chang)家等各(ge)自制訂的(de)(de)標準不(bu)(bu)同而異。同一鋼(gang)(gang)種,可(ke)能鋼(gang)(gang)號截然不(bu)(bu)同。因此(ci),為了(le)準確(que)地識別鋼(gang)(gang)種和鋼(gang)(gang)號,應(ying)在(zai)鋼(gang)(gang)號之頭前注(zhu)明與之相應(ying)的(de)(de)標準代號或編號。我國(guo)國(guo)家標準代號為GB,冶金工(gong)業部標準代號為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(bu)銹鋼)。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),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、中國牌號表示方法標準的制定過程
1952年(nian)(nian)7月,原(yuan)重工業部在(zai)北(bei)京(jing)召(zhao)開全國鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)規格會議,正式通(tong)過(guo)了(le)(le)23種部頒鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。這(zhe)是我國第一套部頒鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(重標(biao)(biao)),規定(ding)當時國產鋼(gang)(gang)(gang)種采用(yong)一套注音(yin)符號的鋼(gang)(gang)(gang)種牌(pai)號表示(shi)方法(fa)(fa)。1959年(nian)(nian)7月,冶金部修訂了(le)(le)1952年(nian)(nian)頒布的合金鋼(gang)(gang)(gang)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(重-52)。頒布了(le)(le)一套以(yi)漢字(zi)(zi)和漢語拼音(yin)字(zi)(zi)母并用(yong)的《鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)產品牌(pai)號表示(shi)方法(fa)(fa)》(YB),來代替(ti)原(yuan)重標(biao)(biao)的表示(shi)方法(fa)(fa)。1963年(nian)(nian)4月,國家科學技(ji)術委員會在(zai)北(bei)京(jing)召(zhao)開全國標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)、計量(liang)工作會議。發(fa)布了(le)(le)
有關《鋼鐵(tie)產品牌(pai)(pai)號表(biao)示(shi)方法》的第一(yi)個國(guo)家標(biao)準GB221-63。1979年(nian)3月(yue),國(guo)家標(biao)準總(zong)局在(zai)北京召開了(le)全國(guo)標(biao)準化工作(zuo)會議(yi)。頒(ban)布了(le)新的《鋼鐵(tie)產品牌(pai)(pai)號表(biao)示(shi)方法》國(guo)家標(biao)準GB221-79(附錄1-10)1980年(nian)8月(yue)1日實施(shi)(代(dai)替GB221-63)。
二、中國不銹鋼(gang)牌號(hao)表示方法
根(gen)據GB221-79的規定(ding),鋼鐵(tie)產品牌(pai)號(hao)的命名(ming),采(cai)用漢語拼音字(zi)母、化(hua)學(xue)元素符號(hao)及阿拉(la)伯數字(zi)相(xiang)結合的方法(fa)表示(shi):
(1)產(chan)品名稱、用途、特性和工藝方法(fa)采用漢語拼音(yin)字(zi)母(mu)表示。如鑄鋼(gang),在鋼(gang)號頭部(bu)加(jia)符號“ZG”;焊絲,在鋼(gang)號頭部(bu)加(jia)符號“H”等。
(2)鋼號(hao)中的化學元素,采用(yong)化學符號(hao)表示。如Cr(鉻)、Ni(鎳(nie))、Mo(鉬)、Si(硅)、Mn(錳)、Cu(銅)、Ti(鈦)、Nb(鈮)、N(氮(dan))、Se(硒)等(deng)。
(3)不銹(xiu)鋼合金元素含(han)量表示方法:
鋼中(zhong)主要(yao)合(he)金元素的平均合(he)金含(han)量,以百分(fen)之(zhi)幾表示。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、·。
平均合金(jin)含量小于(yu)1.50%時,鋼(gang)號中(zhong)僅標明元素(su),一(yi)般不標明含量(但在特殊情況下易(yi)混淆時,在元素(su)符號后亦可標出數字“1”)。
對有意(yi)加入的微(wei)量(liang)合金化元素(su),如鈦(tai)、鈮、氮等,含(han)量(liang)雖低,仍(reng)應在牌號(hao)中標出。
(4)不銹(xiu)鋼(gang)中的碳含量,一般在牌(pai)號的頭部用(yong)(yong)(yong)阿拉伯數字表示(以千分之幾計)。在不銹(xiu)鋼(gang)中平均碳含量如≤0.08%C,在牌(pai)號頭部用(yong)(yong)(yong)一個“0”表示;≤0.03%C時(shi),在牌(pai)號頭部用(yong)(yong)(yong)“00”表示超低碳。舉例見表1-3-1。
三、存在問題
1. 高純(chun)不銹鋼牌號(hao)表示方法(fa)
近些(xie)年來(lai),高(gao)(gao)純(chun)(chun)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)發展很快,但有關定義和牌號表示(shi)方法,目(mu)前仍無統一(yi)標(biao)準,故存在某些(xie)混亂,但名(ming)稱(cheng)上已趨一(yi)致(zhi),稱(cheng)為(wei)高(gao)(gao)純(chun)(chun)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),即高(gao)(gao)純(chun)(chun)度或(huo)高(gao)(gao)純(chun)(chun)級之意。原先有稱(cheng)為(wei)“超(chao)超(chao)低碳(tan)”、“超(chao)純(chun)(chun)”的提法,均(jun)欠合理,因(yin)為(wei)高(gao)(gao)純(chun)(chun)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)不(bu)只(zhi)限于碳(tan)一(yi)種(zhong)元(yuan)素(su)的高(gao)(gao)純(chun)(chun)化,甚至少數情形,例如日(ri)本抗應力腐蝕高(gao)(gao)純(chun)(chun)奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)SCR1的碳(tan)含(han)(han)量反而較高(gao)(gao)(≤0.12%C)[36)。不(bu)僅沒(mei)有超(chao)過超(chao)低碳(tan)、連低碳(tan)水平(ping)也(ye)未達到(dao)。因(yin)此(ci),不(bu)能完全(quan)靠碳(tan)含(han)(han)量來(lai)判斷(duan)是(shi)否(fou)屬于高(gao)(gao)純(chun)(chun)級,或(huo)用(yong)目(mu)前一(yi)般(ban)國(guo)家標(biao)準中(zhong)牌號頭部只(zhi)反映碳(tan)含(han)(han)量的表示(shi)方法來(lai)反映高(gao)(gao)純(chun)(chun)度。所謂高(gao)(gao)純(chun)(chun)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),是(shi)指將有害雜質元(yuan)素(su)降低到(dao)一(yi)般(ban)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)正常水平(ping)以下,達到(dao)相(xiang)當低的程度(或(huo)界限值)時(shi),能顯著改善不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐腐蝕等性能的一(yi)類(lei)特(te)殊不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。具體控制
那些(xie)元素及其范圍界(jie)限,隨不銹鋼類型(如奧氏(shi)體(ti)型、鐵素體(ti)型等)、鋼種、用途(tu)和(he)目的與要(yao)求以及生產工藝水平等不同而(er)有(you)很大(da)變化。根據國內已經形成的習慣(guan)和(he)發展趨勢,在本手(shou)冊中高純不銹鋼牌(pai)號暫按如下方式表示:
a. 奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)
超(chao)低(di)(di)碳改(gai)(gai)良型。雖然(ran)碳含(han)量一般或多數均不大于0.02%,仍按(an)GB國(guo)家(jia)標準(zhun)超(chao)低(di)(di)碳的表(biao)示(shi)方法,在(zai)牌(pai)號(hao)(hao)頭部(bu)加“00”表(biao)示(shi)。若(ruo)同普通超(chao)低(di)(di)碳鋼牌(pai)號(hao)(hao)類似或易于混淆、或需(xu)要強調時(shi),宜在(zai)牌(pai)號(hao)(hao)前(qian)加以注明“硝酸級(ji)”、“尿素級(ji)”等。嚴格來說,超(chao)低(di)(di)碳改(gai)(gai)良型仍屬超(chao)低(di)(di)碳型,不宜稱作高純不銹鋼。
高(gao)(gao)純奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),一般碳含量均不(bu)大于(yu)0.01%,在牌號頭部加(jia)“000”表示之或寫明(ming)高(gao)(gao)純(級(ji)(ji))。如(ru)牌號000Cr19Ni15 高(gao)(gao)純奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(習慣簡稱(cheng)為C18)。尿素級(ji)(ji)00Cr25Ni22Mo2N(簡稱(cheng)U2鋼(gang))為超(chao)低碳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang),要求控制有害雜(za)質達到(dao)高(gao)(gao)純度級(ji)(ji)時,可稱(cheng)高(gao)(gao)純(級(ji)(ji))U2鋼(gang)(即(ji)000Cr25Ni22Mo2N),以示區別。
b. 鐵素體(ti)型不銹鋼
根據鋼(gang)中C+N的總含量,一般大體可分為三個純(chun)度等級:
(1)C+N≤0.035~0.045%,稱為低碳(tan)氮鐵素體不銹鋼;
(2)C+N≤0.030%,稱(cheng)為超(chao)低碳氮(dan)鐵(tie)素體不銹鋼;
(3)C+N≤0.015%,稱為高純(級)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼。
其牌號表(biao)示(shi)方法(fa)一般(ban)仍應按照(zhao)GB標準(zhun)的(de)規定。如(ru)GB1220-84國家標準(zhun)中的(de)00Cr27Mo(≤0.010%C、≤0.015%N)鋼,屬超(chao)低碳(tan)氮鐵素(su)體不銹鋼。考慮到GB標準(zhun)221-79牌號表(biao)示(shi)方法(fa)并不包括高(gao)(gao)純類(lei)特殊不銹鋼的(de)情況(kuang),應在牌號頭前(qian)注(zhu)明其碳(tan)、氮純度(du)等(deng)(deng)級名稱,如(ru)超(chao)低碳(tan)氮00Cr27Mo等(deng)(deng)。高(gao)(gao)純級牌號頭部也(ye)可用“000”表(biao)示(shi)之,如(ru)高(gao)(gao)純鐵素(su)體不銹鋼000Cr18Mo2Ti等(deng)(deng)。
2. 鋼號的(de)簡稱和非標(biao)代號
我國(guo)GB標(biao)準(zhun)(zhun)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)表示(shi)方法,最(zui)大(da)優點是(shi)(shi)對具體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)主要化學成分及(ji)其(qi)大(da)約(yue)含(han)量,可以通(tong)過(guo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)一(yi)目了(le)然。但缺點是(shi)(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)太長和(he)(he)繁雜,對書寫(xie)、標(biao)號(hao)(hao)(hao)打號(hao)(hao)(hao)和(he)(he)日常工作(zuo)、交流十分不便。國(guo)外還有(you)(you)一(yi)種(zhong)用固定位(wei)數的(de)(de)(de)阿位(wei)伯數字(或(huo)(huo)中間與前綴加有(you)(you)一(yi)個(ge)(ge)字母)的(de)(de)(de)方法來表示(shi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)類(lei)、系(xi)列和(he)(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao),如(ru)美(mei)國(guo)等(其(qi)優缺點正(zheng)好同(tong)GB相反)。長期(qi)以來,我國(guo)逐漸出現(xian)了(le)一(yi)些(xie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)(de)(de)代號(hao)(hao)(hao)或(huo)(huo)簡(jian)(jian)稱,特別(bie)受到使(shi)用部門的(de)(de)(de)歡(huan)迎。這些(xie)代號(hao)(hao)(hao)多是(shi)(shi)科研和(he)(he)生產廠家在鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)研制過(guo)程中,原先(xian)的(de)(de)(de)編號(hao)(hao)(hao)或(huo)(huo)曾用名稱或(huo)(huo)技(ji)術鑒定文件中在標(biao)準(zhun)(zhun)牌號(hao)(hao)(hao)后正(zheng)式注明的(de)(de)(de)簡(jian)(jian)稱,有(you)(you)的(de)(de)(de)還形(xing)成了(le)系(xi)列。這些(xie)多是(shi)(shi)專(zhuan)用的(de)(de)(de)不銹耐(nai)酸鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)(he)耐(nai)蝕合金的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)號(hao)(hao)(hao)簡(jian)(jian)稱和(he)(he)代號(hao)(hao)(hao)對GB標(biao)準(zhun)(zhun)牌號(hao)(hao)(hao)表示(shi)方法的(de)(de)(de)不足,也是(shi)(shi)個(ge)(ge)自(zi)然的(de)(de)(de)補充,這種(zhong)表示(shi)方法對標(biao)準(zhun)(zhun)牌號(hao)(hao)(hao)難(nan)以區分的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong),如(ru)不同(tong)純度等級(ji)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)則更為有(you)(you)利。
值(zhi)得注(zhu)意(yi)的是,還有(you)一類。將(jiang)外國(guo)鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)來稱呼國(guo)產相應鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)。如將(jiang)GB00Cr19Ni11鋼(gang)(gang)稱為(wei)304L等(deng)。因為(wei)各(ge)國(guo)標準不(bu)(bu)同(tong)。在(zai)國(guo)際間鋼(gang)(gang)材的進出(chu)口、推廣使(shi)用(yong)和技術(shu)交流過程中,為(wei)查對(dui)(dui)相應鋼(gang)(gang)種(zhong)方便,經(jing)常(chang)列出(chu)各(ge)種(zhong)標準鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)對(dui)(dui)照(zhao)表(biao)(主要根據化學(xue)成分(fen))。然(ran)而這種(zhong)對(dui)(dui)照(zhao)只是反(fan)映彼此(ci)相當或近似的關系,并非(fei)完(wan)全等(deng)同(tong)。有(you)的區(qu)別較大,有(you)些仿制(zhi)鋼(gang)(gang)種(zhong),各(ge)自相應技術(shu)標準等(deng)也并非(fei)毫無(wu)區(qu)別。在(zai)查閱本篇各(ge)國(guo)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)對(dui)(dui)照(zhao)表(biao)時請特(te)別注(zhu)意(yi)。在(zai)任何場(chang)合談到鋼(gang)(gang)號(hao)(hao)時,應注(zhu)明其(qi)標準代號(hao)(hao)或編號(hao)(hao)。
四、中(zhong)國(guo)國(guo)家標(biao)準不(bu)銹(xiu)鋼(gang)牌(pai)號
我國(guo)第一(yi)個不銹鋼(gang)國(guo)家(jia)標(biao)(biao)準為GB1220-75。納入標(biao)(biao)準的牌(pai)號共45種(zhong)(zhong)(見附錄1-1)。其后逐漸系統化(hua)(見附錄1-2~1-6)。在具(ju)有代表性的現行GB1220-84中,標(biao)(biao)準不銹鋼(gang)牌(pai)號共有55種(zhong)(zhong)。其中奧氏體(ti)(ti)型(xing)29種(zhong)(zhong)、奧氏體(ti)(ti)-鐵素體(ti)(ti)型(xing)3種(zhong)(zhong)、鐵素體(ti)(ti)型(xing)7種(zhong)(zhong)、馬氏體(ti)(ti)型(xing)13種(zhong)(zhong)和沉(chen)淀硬化(hua)型(xing)3種(zhong)(zhong)。
五、中國(guo)不銹鋼焊接材料
1. 中國(guo)國(guo)家標(biao)準不銹鋼(gang)焊(han)接材料
按國(guo)(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)規定,焊(han)接(jie)用(yong)鋼(gang)(gang)及合金,其表示(shi)方法為(wei)(wei)在合金牌號(hao)(hao)頭部加(jia)“H”,如H00Cr19Ni9;不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)條用(yong)字母“E”表示(shi),熔(rong)敷金屬含(han)(han)(han)碳(tan)(tan)量用(yong)“E”后的一(yi)位或二位數字表示(shi),具體(ti)含(han)(han)(han)意為(wei)(wei):““00”(≤0.04%C)、“0”(≤0.10%C)、“1”(≤0.15%C)、“2”(≤0.20%C)、“3”(≤0.45%%C)。這同不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(母材(cai))牌號(hao)(hao)碳(tan)(tan)含(han)(han)(han)量表示(shi)方法含(han)(han)(han)義并不(bu)(bu)完全(quan)相同。我(wo)國(guo)(guo)焊(han)接(jie)用(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)盤條、鋼(gang)(gang)絲和(he)焊(han)條國(guo)(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)詳見附錄1-7~1-9。
2. 典型不銹鋼焊(han)條
部分(fen)典(dian)型不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)條(包括符(fu)合國標(biao)或未列入(ru)國家標(biao)準(zhun)的(de)不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)條)的(de)基本數(shu)據見(jian)附錄1-11(其中部分(fen)內容摘自冶金(jin)部鋼鐵(tie)研究總院(yuan)金(jin)屬焊(han)(han)(han)(han)接(jie)研究室編(bian)《焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料(liao)說明(ming)書》)。