创意七巧板:不锈钢的分类

A 定义：通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜 （钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量 达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。表面美观以及使用可能性多样化。
B 特性：
耐腐蚀性能好，比普通钢长久耐用
强度高，因而薄板使用的可能性大
耐高温氧化及强度高，因此能够抗火灾
常温加工，即容易塑性加工
因为不必表面处理，所以简便、维护简单
清洁，光洁度高
焊接性能好

C 分类：
不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体 型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等， 按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等 等。
　 按照化学成分分类：

1. CR系列：铁素体系列、马氏体系列
2. CR-NI系列：奥氏体系列，异常系列，析出硬化系列。

　　按照金祥组织分类：

1. 奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、 Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进 行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、 醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢，是应用最广泛的一类钢，其中以18-8型不锈钢最有代表性，它是有较好的力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子（CL-）的介质特别敏感，易于发生应力腐蚀。18-8型不锈钢按其化学成分中碳含量的不同又分为三个等级：一般含碳量（Wc≤0.15%）低碳级（Wc≤0.08％）和超低碳级（Wc≤0.03%）。例如我国国家标准中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三种钢板分属上面三个等级。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。

2. 铁素体不锈钢：在使用状态下 以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热 系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显 降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。

3. 马氏体不锈钢：通过热处理可以调整其力学性能的不锈 钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为 马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢 等。列入国家标准牌号的钢板有1 Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。

4. 双相不锈钢：是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、 Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同 时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不 锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。

5. 沉淀硬化不锈钢：按其组织形态可分为三类：沉淀硬化半奥氏体型、沉淀硬化马氏体型和沉淀硬化奥氏体型不锈钢。列入我国国家标准钢板牌号的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三种,是属于沉淀硬化半奥氏体型不锈钢。该钢的组织特点是在固溶或退火状态时具有奥氏体加体积分数为5％~20%的铁素体组织。这种钢经过系列的热处理或机械变形处理后奥氏体转变为马氏体，再通过时效析出硬化达到所需要的高强度。这种钢有很好的成形性能和良好的焊接性，可作为超高强度的材料在核工业、航空和航天工业中，得到应用。

D. 编号和表示方法：
1. 用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量： 如：中国、俄国 12CrNi3A。
2. 用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、300系、400系、200系；
3. 用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。
a. 中国牌号表示方法：
根据GB/T《钢铁产品牌号表示方法》的规定，采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字组合的方式表示。
碳含量：一般在牌号的头部用一位阿拉伯数字表示平均碳含量（以千分之几计）；平均碳含量小于千分之一的用“0”表示；碳含量不大于0.03%的用“00”表示。
合金元素含量：平均合金元素含量小于1.50%时，牌号中仅标明元素，一般不标明含量；平均合金元素含量为1.5%-2.49%、2.50%-3.49%.....22.50%-23.49%，....时，相应地标明2、3.....13...。
专门用途的不锈钢，在牌号头部加上代表该钢用途的代号。
举例：0Cr18Ni9、Y1Cr17（易切钢）。

b. 美国（ASTM）不锈钢牌号表示方法：
美国钢铁牌号表示方法较多，不锈钢普遍采用AISI牌号表示方法。目前，ASTM不锈钢标准主要采用UNS（Unifid 　Numbering System for Metals and Alloys金属与合金统一编号系统）和AISI两种牌号表示方法，在标准中对照列出，今后将逐步过渡为UNS牌号系列。
AISI：采用三位阿拉伯数字表示。第一位数字表示类别，第二、三位数字表示顺序号。
第一位数字类别：??? 2：Cr-Ni-Mn系；? 3：Cr-Ni系；　4：Cr系；　　5：低Cr系；　（6：沉淀硬化系）
举例：201、304、403、504。
UNS：由一个前缀字母和5个阿拉伯数字组合表示。不锈钢前缀字母为S，第一位数字表示类别，后四位数字表示顺序号。并且除表示类别的数字1以外，前三位数字代表基本上采用了AISI的牌号表示方法。
第一位数字类别：　 　1：沉淀硬化系；　　2：Ct-Ni-Mn系；　　3：Cr-Ni系；　　4：Cr系；　　5：低Cr系。
后两位数字一般为“00”，“03”表示超低碳，其他数字则用来表示主要化学成分相同而个别成分稍有差异，或含有其他特殊合金元素。
举例：S20100、S30400、S30403、530451。

c. 日本（JIS）不锈钢牌号表示方法：
日本JIS不锈钢材标准的牌号表示方法为SUS+数字编号。
其中，S：钢，U：用途，S：不锈；数字编号基本采用美国AISI的牌号表示方法。
根据AISI的牌号表示方法，即　　2：Cr-Ni-Mn系；　　3：Cr-Ni系；　　4：C系　　（6：沉淀硬化系）
日本独特的牌号，采用相类似的AISI牌号在其后加JI、J2来表示。
举例：SUS 201、SUS 304、SUS304J1.
按照钢材的形状、用途和制造方法等，当需要用代号表示时，在牌号后面加上相应的代号，如下：
B：棒材；CB：冷加工棒材；HP：热轧钢板；CP:冷轧钢板；HS：热轧钢带；CS：冷轧钢带；CSP：弹簧用钢带；WR：线材；Y：焊接用线材； W：钢丝；WP：弹簧用钢丝；WS：冷镦用钢丝；HA：热轧角钢；CA：冷轧角钢；TB：锅炉及热交换器用钢管；TPY：配管用电焊大口径钢管；TP：配 管用钢管；TPD：一般配管用钢管。
举例：SUS304-B、SUS304-WR、SUS304-HP。

d. 德国（DIN）不锈钢牌号表示方法：
德国不锈钢牌号表示方法有字母和符号两种方法    

中国

 

日本

     美国

德国

GB

JIS

AISI/SATM

UNS代号

   DIN17006

DIN17007

0Cr18Ni9
(0Cr19Ni9)

SUS 304

304

S30400         

X5CrNi18-10

1.4301

0Cr19Ni10
(00Cr18Ni10)

SUS 304L     

304L

S30403

X2CrNi19-11

1.4306

0Cr25Ni20

SUS 304S

304S

S31008

X12CrNi25-21

1.4845

0Cr17Ni12Mo2

SUS 316

316

S31600

X5CrNiMo17-12-2     
X5CrNiMo17-13-3

1.4401
1.4436

00Cr17Ni14Mo2

SUS 304L

304L

S31603

X2CrNiMo18-14-3

1.4435

0Cr19Ni13Mo3

SUS 317

317

S31700

X2CrNiMo17-13-3

1.4439

00Cr19Ni13Mo3
(00Cr17Ni14Mo3)

SUS 317L

317L

S3703

X2CrNiMo18-16-4

1.4438

(1Cr18Ni9Ti)

 

 

 

X12CrNi18-9

1.4878

0Cr18Ni10Ti

SUS 321

321

S32100

X6CrNiTi18-10

1.4541

0Cr18Ni11Nb

SUS 347

347

S34700

X6CrNiNb18-10

1.4550

      

英国的不锈钢（包括耐热钢、阀门钢）表示法：（共四部分组成）

第1部分表示类别号；第2部分表示分组顺序号；第3部分表示钢符号；第4部分表示区别号

　　1　类别号：3-奥氏体不锈钢；

　　           4-马氏体和铁素体不锈钢；

　　2　分组顺序号：多数常用牌号与AISI数字体系相同，如05；

　　3　钢符号：一律冠以S；

　　4　区别号：01-表示每种钢的基本成分，范围规定较宽；

　　　　　　　 11～99-表示在基本成分基础上，增加一种元素，调整含碳量，或对某元素含量范围要求较严及有特殊要求的特定钢。

美国的不锈钢和耐热钢牌号表示法：

主要采用AISI标准的编号系统，牌号由三位阿拉伯数字组成，第一位数表示钢的类别。第二、三位数表示顺序号。

钢的类别号：1—沉淀硬化不锈钢，2—Cr-Mn-Ni-N 奥氏体钢，3—CrNi 奥氏体钢，4—高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢，5—低碳马氏体钢。

日本的不锈钢和耐热钢牌号表示法：S+钢种符号+数字顺序号，例：SUS301。     

如何区分不锈钢材质的 好坏？

不锈钢具有不锈、耐酸、耐高温、耐磨和奥氏体一般无磁性等特点。不锈钢是我们常见的一种高级合金钢，如我们日常生活中的不锈钢刀具、不锈钢餐厨具、不锈钢建筑材料等。
我们日常所见的不锈钢，大多是302、304等钢号基本相同的镍铬不锈钢和1-4 Cr13的铬不锈钢（老百姓所说“不锈铁”）。在我国，不锈钢的品种（钢号）在100种以上，而且钢号中的元素不同和含量不同，其性能和价值也大不相同。因此，对不锈钢的鉴别，必须认真研究，弄清钢号印记，用综合试验等方法才能正确识别。
当前，我们对不锈钢的鉴别主要有以下几种方法：
不锈钢整材，其来源一般是钢厂订货或向国外进口以及社会超储积压的处理商品等。不锈钢材的来源不同，其鉴别的方法也有所不同。
1．鉴别进口或钢厂订购的不锈钢材，一般只需根据进口或钢厂的质量证明书，核对钢材或包装上的标志即可。
质量证明书是供方对该批产品检验结果的确认和保证。所以质量证明书不仅说明材料的名称、规格、交货件数、重量和交货状态等，而且还必须说明规定的保证项目的全部检验结果。
同样，为了便于管理，避免混乱和防止因混乱而造成使用事故，生产厂在材料或包装上标出牌号、批号、状态、规格、数量和生产厂代号等标志。其标出的标志与质量证明书的内容应是一致的。常用的标志方法主要有下列三种：涂色（在材料规定部位涂上表明其牌号的颜色）、打印（在材料规定部位打钢印或喷印，以说明材料的牌号、规格、炉罐号等，常用于厚钢板或大、中型型钢上）、挂牌（在成捆或成箱的材料上，悬挂标明牌号、批号、规格、数量等的标牌）。
不锈钢材的标志，一般采用打印和挂牌两种。
2．社会超储积压不锈钢材。根据超储积压时间的长短和保管的好坏，一般有两种情况：
一是超储积压时间不长，保管又好，处理单位不仅保存有原始质量证明书或抄件，而且钢材或包装上的标志俱全和清晰。对于这种不锈钢材的鉴别，同样只要根据质量证明书核对钢材或包装上的标志即可。
另一种是积压时间较长，保管又不完善，既无质量证明书，钢材或包装上的标志已不明显或脱落。对于这类不锈钢材的鉴别，主要是要进行深入的调查研究，向处理单位查阅原始单据。一般来说，发票等原始单据上都标注有钢号等。如无钢号记载，还须查阅当地当时的价格资料，以价格来判明钢号。这是比较有效的确定钢号的方法，但往往容易张冠李戴。因此，必须掌握对实物的鉴别方法。
实物鉴别，就是要在不明钢种（号）的情况下，根据商品（包括整材、余料、废料等实物）固有的物理、化学性质，借助简单的器具，用感官来确定它是不是不锈钢和属哪一类不锈钢的具体方法。
应当指出，感官鉴别不能分清具体钢（种）号，只能基本上区别铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢三个大类，其鉴别办法如下：
色泽的鉴别
经过酸洗的不锈钢，表面色泽银白光洁：铬镍不锈钢色银白呈玉色；铬不锈钢色白稍灰光泽弱；铬锰氮不锈钢的色泽与铬镍不锈钢相似稍淡。未经酸洗的不锈钢的表面色泽：铬镍钢呈棕白色，铬钢呈棕黑色，铬锰氮呈黑色（这三种色泽是指氧化较重的色泽）。冷轧未经退火的铬镍不锈钢，表面银白有反光。
用吸铁石鉴别
磁石能基本区别两类不锈钢。因为铬不锈钢在任何状态下均能被磁石吸引；铬镍不锈钢在退火状态下一般是无磁性的，在冷加工后，有的会有磁性的。但含锰较高的高锰钢是无磁性的；铬镍氮不锈钢的磁性情况更为复杂：有的无磁性，有的有磁性，有的纵面无磁性而横面有磁性。因此说，磁石虽能基本区别铬不锈钢和铬镍不锈钢，但不能正确区分一些特殊性质的钢种，更不能区分具体的钢号。
用硫酸铜鉴别
将钢材上的氧化层除去，放上一滴水，用硫酸铜擦，擦后如不变色，一般为不锈钢；如变紫红色，无磁性的为高锰钢，有磁性的一般为普通钢或低合金钢。
对于特殊性质的钢种，我们还需采取以下三种办法进行鉴别。
磨花鉴别
磨花鉴别是把不锈钢在砂轮机上磨，观其火花。如火花呈流线形，并有较多较密的节花，即为含锰较高的高锰钢或锰氮钢；如无节花即为铬钢或铬镍不锈钢。
退火法鉴别
冷加工的铬镍不锈钢，如有磁性，可取小块在火中烧红让其自然冷却或放入水中（退火），一般来说，经退火后磁性会显著减弱或完全消失。但有些铬镍不锈钢，如Cr18Ni11Si4AlTi钢和Cr21Ni5Ti钢，因钢中含有较多的铁素体元素，其内在组织有相当部分是铁素体。因此，即使在热加工的状态下也有磁性的。
化学定性法鉴别
化学定性法是鉴别有磁性的不锈钢中是否含镍的一种鉴别办法。其方法是，将小块不锈钢溶解于王水中，用净水将酸液冲淡，加入氨水中和后，再轻轻注入镍试剂。如在液面上浮有红色绒状物质，即表明不锈钢中含有镍；如没有红色绒状物质，即证明不锈钢中无镍（但由于不锈钢中含镍量低，一般只有百分之几，镍的含量不易显露或确定多少，一般须用标准样品实验多次后才能掌握）。
以上几种鉴别办法说明，用感管鉴别不锈钢，不仅要用几种方法综合试验，而且其试验结果只能确定某种类型的不锈钢，不能确定钢中含有哪几种合金元素和具体含量。因此说，感官鉴别的方法，目前是极不完善的，有的可能是错误的，还有许多的物理现象，还只知其然而不知其所以然，有待于进一步探讨。
要正确区别不锈钢钢种的最好办法，是深入调查研究，请有关检测单位进行检测判定。这是正确分清不锈钢钢种和质量的根本方法。

最简单的方法是用不锈钢药水！