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不锈钢期货基础知识:走进不锈钢

  前言

  为进一步提升期货市场服务实体经济的能力,提高不锈钢行业相关企业风险管理水平,促进形成公开、公平的定价机制,增强我国在全球不锈钢市场的定价影响力,期货交易所拟上市不锈钢期货,构建钢铁期货全品种链。

  不锈钢期货上市在即,期货研究中心有色研究团队深入调研不锈钢产业链各个环节,获取一线真实数据资料,整理编写不锈钢产业链科普读物,将陆续推出与各位投资者分享。

  No.1

  不锈钢定义

  不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在冶金学和材料科学领域中,依据钢的主要性能特征,将含铬量大于12%,且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢。  狭义的不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢,广义的不锈钢指在特定条件下的酸、碱、盐中耐蚀的钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于钢的表面上富铬氧化膜(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量的提高而增加,当铬含量≥10%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。

  除此之外,为了使不锈钢具有耐腐蚀性能同时兼具良好的力学和物理等其他性能,根据不同要求,钢种除添加较高含量的铬之外,还匹配添加镍、钼、锰、氮等其他合金元素,使钢材还能获得足够的强度、塑性和韧性,以及良好的工艺性能,如可焊接性、加工成型性等。

  No.2

  主要合金元素对不锈钢的作用

  1、镍(Ni)

  镍是奥氏体不锈钢中的主要合金元素,其主要作用是形成并稳定奥氏体组织,从而使钢具有良好的强度、塑性及韧性,并具有优良的冷冲压成形性及冷、热加工性能。

  镍是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体相区的元素,可显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向,因此镍含量的提高有利于奥氏体不锈钢的冷加工成形。

  奥氏体不锈钢中镍含量的提高,可有效防止拉深类冲压加工时制件上缘的硬化开裂及时效开裂现象,提高拉深加工的冲压比(即降低拉深系数)。

  一般情况下,304钢种当镍含量为8.0%时,其冲压比在2.2左右;当镍含量为8.5%时,其冲压比为2.5左右;当镍含量为9%时,冲压比可达2.9,甚至更高。

  2、铬(Cr)

  铬是不锈钢中最主要的合金元素,主要作用是促进不锈钢的钝化并使不锈钢保持稳定的钝态效果,从而使不锈钢具有良好的耐腐蚀性能。一般情况下,不锈钢中的含量应在12%以上。

  铬是强铁素体形成及稳定元素,在奥氏体不锈钢中随着铬含量的增加,可出现铁素体组织。奥氏体不锈钢中的铁素体组织可降低材料塑性,是材料显示各向异性的主要原因之一,不利于冲压加工。  因此,奥氏体钢种为获得稳定的奥氏体组织,当铬含量增加时,应相应地提高Ni或C、N等奥氏体形成元素来形成并稳定奥氏体组织。  另一方面,铬含量的增加可降低Md(30/50)值,提高材料的流动性,有利于拉深加工。

  3、硅(Si)

  硅是强铁素体形成元素,不锈钢中的含量一般在1%以下。在奥氏体不锈钢中,随着硅含量提高,铁素含量将增加,使材料呈现各向异性、材质硬化、降低冲击值,因此,不利于冷加工成形。

  4、锰(Mn)

  锰和镍具有很多相似的地方,在一些不锈钢中锰主要用来替镍,增强奥氏体组织的稳定性。但锰有很多自己的特点,如价格相对便宜,提高材料的机械强度和中温性能。此外还有增加N的在金相中的溶解度作用。作用:替代镍元素,增加强度,但耐腐蚀性降低。

  5、钼(Mo)

  钼能使不锈钢的基体强化,并提高钢的高温强度和蠕变性能。钼的加入使不锈钢的钝化膜稳定,能提高耐腐蚀性。特别在氯化物溶液中钼能改善耐点腐蚀的性能,并有效地抑制缝隙腐蚀。作用:增强耐点腐蚀及晶间腐蚀能力、增强高温下性能。

  6、碳(C)

  碳是工业用钢的主要元素之一 ,钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式,在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面,一方面碳是稳定奥氏体的元素,并且作用的程度很大(约为镍的30倍);另一方面由于碳和铬的亲和力很大,与铬形成—系列复杂的碳化物。碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的,即会增加硬度,降低耐腐蚀性,降低可塑性和韧性。

  7、磷(P)

  磷在不锈钢中一般被视为有害杂质,因此其含量要求控制在0.045%以下。磷具有固溶强化作用,其细小析出物可提高材料的强度。

  8、硫(S)

  硫在不锈钢中一般被视为有害杂质,因此其含量要求控制在0.045%以下。

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