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【建筑材料】最新金属材料解析-不锈钢板(扩展分析:不锈钢板质量缺陷)

 幕匠周记 2024-05-14 发布于上海
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本次结合幕友提问,梳理关于不锈钢相关知识!

不锈钢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。铬的含量越高,钢的抗腐蚀性越好。

随着钢中铬含量的增加,钢的耐蚀性提高,当含铬量达到一定比例时,钢表面会自动形成一种厚度极薄的无色透明、光滑的富铬氧化物膜,防止钢的生锈。这层膜非常稳定,即使破坏也会很快自行修复,被称为自钝化膜。

不锈钢分类

根据组织形态的不同,可以将不锈钢分为三大类:奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢。

奥氏体不锈钢含有16%-26%铬和35%以下的镍,通常具有最高的耐腐蚀性,不能通过热处理进行强化,并且无磁性;代表钢种是304、321、316,其中304是最常见的类型,又称18/8,即含有18%铬和8%镍;典型的用途包括餐厨器具和航空航天等。在正常热处理条件下,钢的基体组织为奥氏体,在不恰当热处理或不同受热状态下,在奥氏体基体中有可能存在少量的碳化物及铁素体组织。奥氏体不锈钢不能通过热处理方法改变它的力学性能,只能采用冷变形的方式进行强化。无磁性、良好的低温性能、易成型性和可焊性是这类钢种的重要特性。

产品性能

1、具有良好的耐腐蚀性和耐久性,作为钢构件可延长结构使用寿命。

2、良好的加工性能:

优良的力学性能、高强度、高硬度,并具有优异的延展性、成形型,易于加工与焊接。

3、优良的耐高温性能和低温韧性:

不锈钢在高温条件下的残余强度和刚度均优于普通碳素钢,可以应用于防火设计,在低温下的冲击韧性也优于普通碳素钢。

4、抗冲击性能好,可100%循环利用,便于可持续发展。

5、不易滋生细菌,适用于卫生条件要求较高的场所。

6、初期成本较高,但后期维护费用低。

不锈钢质量缺陷

一、表面类缺陷

1)表面类缺陷的类型

1、轧入氧化铁皮,凹坑

轧制表面上的伤痕,其形状深度和出现率各不相同。

轧入氧化铁皮是由于热轧和加工以前或加工期间氧化铁皮清除不充分造成的。

2、压痕和轧痕

压痕(凹陷)和轧痕(凸起)可按一定距离的间分布或无规则地分布在轧件的整个长度和宽度上。周期性出现的轧痕是由于轧辊或夹持棍破损造成的。压痕是由于轧辊或其它辊子上的粘贴异物造成的。

3、划伤和沟槽

表面上宽度,深度和长度不同的机械损伤,它们基本上平行或垂直于轧制方向,可能有轻微的翻卷而且很少含有氧化铁皮。

这种损伤是由于轧件和设备之间相对运动摩擦造成的.或是板材之间移动造成的。

如果是薄板的与轧制方向平行的划伤,可能是开平机在落料时推板所致辞。

可用砂皮来鉴定它的程度,根据目测划伤程度,选择1000#、800#、600#、400#、240#、150#、80#进行研磨测定。鉴定时,从高往低选择研磨纸 沿划伤方向,来回打磨划伤处,25—50次为好,来回算一次。25次换新的砂皮纸。如能打去则可以有为表面加工用。

4、重皮

在钢带表面呈不规则“舌状”或“鱼鳞片状”的翘起的薄片。是表面缺陷。重皮沿轧制方向延伸。其程度取决于变形量的大小。在某些部位它们仍然与基体金属连接。表现为细小的结疤颗粒。

重皮是由于钢锭表面的重皮以及结疤未清理干净或清理深度比不够。坯料表面不平。轧制形成。属重大类型的表面缺陷,严重影响冷轧板的使用。    

5、气泡

气泡位于紧结表皮以下,其形状和尽寸不同,而且是热轧时显现出来的。气泡是由于冶炼过程中,浇注过程中脱气不良造成的。

6、热拉裂

表面范围内可变取向的缺陷,其长度,宽度和深度可能不同,可能在优先的方向发生或分布在有限的范围内。

热拉裂出现在钢锭,初轧坯和连铸坯的加工过程中,并与钢钟,坯料的内应力或不利的成型条件有关。

7、夹杂

表面上的非金属夹杂物,其尺寸和形状不同,夹杂沿轧制方向延伸,随机分布,并且其颜色与基体明显不同。

夹杂主要由于锭坯表面粘有非金属夹杂物,轧制时未脱落。也可能是冶炼,浇注过程中带入的夹杂物,轧制后暴露出来。夹杂与划伤的区别在于钢带表面存在非金属的氧化物,而划伤主要是金属基体,扫描电镜进行区别。

8、裂纹

原因比较复杂,钢种特性、成分控制以及与热轧加热制度等主要是由于轧件在冷却过程中产生的应力造成的。。钢板表面在纵、横向上呈现的断续的不同形状的线状裂纹平行或垂直于轧制方向,且很少以网状微裂式出现。可按标准规定修磨,如果数量大,可以判废

9、结疤和疤痕

重叠的物质,形状和程度不同的表面重叠部分,不规则地分布在轧件的整个范围而且与基体金属相连结。在结疤中有较多的非金属夹杂物或氧化铁皮。

结疤可以是铸锭期间产生的,也可以是轧制过程中材料表面位移或滑动造成的。疤痕主要是由于半成品上平行轧制方向的缺陷,如火焰切割毛刺。在轧制时重叠造成的。

10、翘皮

不规则和鳞片状表面缺陷。重皮沿轧制方向延伸,仍然与基体金属连接。去除后有坑。属重大类型的表面缺陷,严重影响冷轧板的使用。

11、折印

折印分为有手感折印与无手感折印。有手感折印从面就可看出并有后感。无手感折印从正面看不出来,只有在侧面从一定角度才可看了出。折印一般为钢厂在卷制过程中产生,我公司开平机无法消除。

12、桔皮

一般为板上有特别多的细无手感细小折印,从正面,侧面均看不出来,在顶头在一定角度可看出。

14、花纹类缺陷

由于冷轧酸洗段不良,造成带钢表面呈现大面积白色或黄色云雾类花纹,或者由于带钢表面接触水气、雾气等,造成板面上出现大面积花纹。可用手(手套)触摸带钢表面,是否可擦拭去除。不可除类花纹,可判定为拉丝表面类加工板。也可利用香蕉水(或其他弱酸类溶液)清洗带钢表面,缺点是带钢表面会出现钝白色的色差,但不影响材质。

15、水锈

为钢板在保管过程中,因保管不善接触到水,水在钢板表面产生氧化形成的。用钝化镐可以去除,但会使板面同时变色。

16、铁鳞压入

残留铁鳞轧制时压入钢带表面呈条状或块状分布,在冷板上表现为黑色、或褐红色麻点。影响表面质量,造成表面抛光不净,影响使用。

与重皮的区别:重皮属金属基体,而铁鳞属氧化物,可通过宏观色泽和微观组织能谱分析。

17、侧翻

连铸坯侧面经热轧侧压翻至钢板表面,形成粗糙面,距离边部15mm左右,沿轧制方向分布,严重者有起皮现象,在正常范围内可通过切边去除,严重者切不净,易残留在钢板表面。影响表面质量,造成表面抛光不净,影响用户使用,降低成材率。   

18、纵条纹

在钢带表面沿轧向呈竖条状、颜色与钢带不一致。影响表面质量。

是目前冷轧厂降判的主要原因之一,使用户对表面修磨量大,影响产品形象。  

19、铁素体线

由于热连轧工艺问题,以及成分设计的因素等。发生在带钢上,分布无规则,在带钢表面沿轧制方向存在的短细线状分布。影响用户的再加工使用。在缺陷处通过能谱分析,基本无非金属类夹杂物。

20、焦油腐蚀点

在冷轧工序成品热处理、酸洗过程产生。由煤气中的焦油腐蚀钢板产生的黑色斑点,点状分布在钢带表面。

21、孔洞

由于钢质不纯或存在大颗粒夹杂物或者在轧制过程中划伤等,薄规格产品居多。

穿透钢带表面的孔洞。影响用户的再加工使用。成材率降低。

二、缺陷深度和影响面积的限度

1、深度

缺陷深度应该从缺陷的附近清除氧化铁皮后的产品表面进行测量

2、影响面积

对于孤立的点状缺陷,以此缺陷的外接圆大50MM为半径绕缺陷画圆不确定影响面积,如图所示

50MM

如果这种缺陷靠近板边,以画圆在板内的实际面积来确定影响面积。

在缺陷以聚集或线状出现的情况下,用距聚集或线状缺陷的外接矩形或方形50MM画矩形或方形来确定影响面积。如图

50MM

如果这种缺陷靠近板边,以画矩形在板内的实际面积来确定影响面积。

3、缺陷深度和影响面积和限度

缺陷按深度及影响面积分布为A、B、C、D、E五个等级

A级缺陷:钢板表面不允许有气泡、结疤、裂纹、拉裂、折叠、夹杂和压入氧化皮等深的、尖锐的缺陷。这些缺陷是有害于产品使用的,不考虑其深度和数量。A级缺陷均需要修整。

B级缺陷:深度不超过表1规定的生产工艺中所不可避免的缺陷,这是允许的,且不考虑其数量。除缺陷下面钢板的厚度小于相应钢板产品标准规定的最小允许厚度,影响面积的总和超过检验面积的15%的B级缺陷需要修整外其它B级缺陷不需要修整

表一:B级缺陷的深度限度MM

钢板公称厚度

缺陷最大允许深度

<7.5

            0.2

≥7.5              <25

            0.3

 ≥25              <40

            0.4

 ≥40              <80

            0.5

 ≥80

            0.6

C级缺陷:深度超过表一规定但不超过表二规定,且总的影响面积不大于检验面积5%的缺陷。除影响面积的总和超过检验面积的2%的C级缺陷需要修整外其它C级缺陷不需要修整。

D级缺陷:深度超过表1规定但不过表2规定,且总的影响面积大于检测面积5%的缺陷.D级缺陷均需要修整.

表二:D级缺陷的深度限度MM

钢板公称厚度

缺陷最大允许深度

<7.5

            0.4

≥7.5              <25

            0.5

≥25               <40

            0.6

≥40               <80

            0.8

≥80

            0.9

E级缺陷:深度超过表2规定的缺陷. E级缺陷均需要修整.

三、板形类缺陷

1、边浪(又叫波浪,分为单边波浪与双边波浪)发生在带钢边部,呈大小不同的波浪状分布主要由于冷轧轧机轧制过程压下控制不好产生、在热处理工序和平整工序中也难以恢复

测量:两个波谷之间的距离为宽度,测量最高点(波峰)为高度,如果边浪大小不一,测量具有重复性的浪高,以此为描述方式

2、中浪:指在带钢宽度中部,板面形状不平整,沿长度方向连续出现。在带钢(卷)上出现,记录中浪的名称,不测量;钢板上出现,参照边浪测量方式进行测量;

3、切边(修边)不良:指加工切边后,边部有明显翘边、锯齿或者毛刺,具有手感。允许有毛刺在1mm以下。

4、狭缝:主要发生在带钢的两边,离边部约25mm之内,连续或断续出现,程度不一。冷轧产品的反面狭缝比正面更大,离边部40mm以内,一般冷轧产品切边卷不存在该缺陷,毛边卷会夹带此类缺陷。

5、裂边

由于热连轧装备条件问题,以及各品种钢钢种特性(如含Cu钢高温热塑性较差)导致产生。目前在分析解决减少裂边的原因。在热轧卷钢带边部产生的裂纹,分为整卷裂边和局部裂边。影响综合成材率,损坏产品在市场的形象。

质量缺陷一:水锈

质量缺陷二:二头翘

质量缺陷三:折印

质量缺陷四:裂纹

质量缺陷五:翘皮

质量缺陷六:轧痕

质量缺陷七:裂纹

质量缺陷八:冷轧重皮

质量缺陷九:夹杂

质量缺陷十:侧翻

质量缺陷十一:纵条纹

质量缺陷十二;边浪

质量缺陷十三:裂边

质量缺陷十四:擦伤

质量缺陷十五:划伤

质量缺陷十六:铁素体线

质量缺陷十七:焦油腐蚀点

质量缺陷十八:孔洞

质量缺陷十九:表面裂纹

常用参数

一般市场选用的大多为304不锈钢,密度为7.93g/cm³。具有耐高温800℃,具有加工性能好、韧性高的特点,广泛使用于工业、家居装饰业和食品医疗行业。

不锈钢生产工艺

传统工艺:两步法生产工艺流程为EAF-AOD-LF-CMM,将含镍生铁、不锈钢废钢、高铬合金、电解镍等原材料以一定量的配比(根据厂商、工艺及材料间价差的不同而调整)在电弧炉(EAF)溶炼成不锈钢母液,再将母液兑入AOD进行脱碳、合金化精炼,AOD精炼钢水在LF进行成分、温度微调及夹杂物去除精炼,然后交板坯连铸浇铸。三步法生产工艺流程为DEP-KOBMS-VOD-LF,高炉铁水采用喷吹法进行脱硅、脱磷预处理,兑入KOBMS转炉进行脱碳升温、合金化后出钢,钢水在VOD深脱碳、脱氮精炼,VOD精炼钢水在LF进行成分温度微调和夹杂物去除精炼,然后至板坯连铸浇铸。

RKEF一体化生产工艺:干燥窑通过循环利用矿热炉产生的尾气作为能源对红土镍矿脱水变为含水量小于20%的干矿,并将干矿输送至回转窑焙烧至780℃左右脱去矿中的结晶水及预还原为焙砂,焙砂进入矿热炉通过电解还原出高品位的镍铁水,生产出的镍铁水红送至AOD炉炼成各种优质的不锈钢。RKEF+AOD工艺可以减少生产中间粗镍合金浇铸、中频炉重熔等环节,充分利用粗镍合金铁水热能,采用这样的工艺不但降低了电耗、生产成本,产品成材时间缩短,现场环境更加清洁环保,平均每吨铁在生产过程中的电能消耗降低了1500度,粉尘排放降低80%。

一般来说,300系冷轧不锈钢成本=镍铁成本+高碳铬铁成本+废钢成本+电解镍成本+电费+轧钢成本+酸洗成本+焦炭焦煤成本(浮动)+耐火材料成本(浮动)+其他原料成本+包装成本+材料损耗成本。

设计注意事项

1.在含有大量盐分的地区容易生锈,所以不能建造在海滨城市。

2. 不锈钢有很强的拉伸性能,通常很难达到的平整度的要求。

不锈钢抛光面

抛光面也称镜面,一般分为6K、8K、10K三种,数字越大镜面效果越好,最为常用的就是8K镜面不锈钢板,镜面不锈钢板的制作原理就是在不锈钢板原材料的基础上,采用研磨液之后通过抛光设备在钢板的表面上进行抛光技术的处理,使得不锈钢板的表面就像镜子一样的平整,且能像镜子一样的使用。 由于大城市对光污染严格控制,项目中很少大面积运用抛光面。

表面效果

不锈钢表面处理形式大致五种,分为轧制表面加工、机械表面加工、化学表面加工、网纹表面加工和彩色表面加工。其纹理效果与铝板相近。

不锈钢施工工艺

以不锈钢墙面干挂施工工艺为例,简单阐述一下不锈钢板材的施工流程。

具体施工工艺流程:

施工准备→弹线定位→固定连接件→安装龙骨→安装不锈钢板→嵌缝处理→成品保护。

不锈钢价格

价格主要跟不锈钢的厚度成正比。以304型号为例,建筑外墙常用2mm厚度,原材料价格为300元/㎡。(价格浮动较大,欢迎厂家私信、留言)

不锈钢项目案例

文章一直在更新,欢迎建筑朋友关注!后续逐渐拓展文章的类型(今年扩展关于建筑材料产品推广,欢迎建筑材料厂家前来咨询合作!),满足更多建筑朋友需求。目前小编从事幕墙设计(方案+深化),大部分时间忙自己工作,针对更新慢忘理解。也欢迎喜欢从事创作、习惯总结的朋友前来提供稿件。期待建筑朋友来到“幕匠周记”平台有所收获!

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