不锈钢是高合金钢(合金元素总量大于10%)中之一类。因其颜色同普通碳钢不同,在我国常被俗称为“白钢”。又因我国不锈钢发展历史等情况,321不锈钢的应用非常广泛和普及。以致过去时有发生将不锈钢和1Cr18Ni9Ti两者混为一谈的情况。通过第二章对主要不锈钢类的简介,说明不锈钢的范围是如此广阔和种类繁多。牌号品种不同,特性用途各异。如果不分牌号,必然容易混号乱用,往往造成人为事故和巨大浪费。
钢铁产品或钢种的牌号(也可简称为钢号),是表征每一个具体钢种的代表符号。不锈钢的类别并非牌号,只是把具有某些共同特性或特征的钢种划分或归并在同一类。这种共性不能完全或确切地代表或代替每一钢种的具体个性特征。众所周知,所谓“不锈”和“耐蚀”,都不是绝对的,而是相对于具体牌号的钢种和实际腐蚀介质等具体条件而言。例如奥氏体不锈钢中的18-8型钢的范围也很大,各具体钢号的某些性能差别不小,不能一概而论。
钢号的表示方法和钢种、产品的技术标准等,因每个国家、部门或协会团体、公司厂家等各自制订的标准不同而异。同一钢种,可能钢号截然不同。因此,为了准确地识别钢种和钢号,应在钢号之头前注明与之相应的标准代号或编号。我国国家标准代号为GB,冶金工业部标准代号为YB。
同一标准和钢种,因标准总是不断修订和完善,其相应技术标准(如化学成分区间等)和具体各项规定内容也会有变化,甚至连钢号也改变。如GB1220-84标准中的00Cr19Ni11,即相当GB1220-75中的00Cr18Ni10钢(304L不锈钢)。随着钢种一代又一代的向前发展,有的在钢号上能反映出来,如稳定化和超低碳等,有的则不能。同一钢种的产品不同,其相应的标准亦不同。有的钢号可以反映,如铸钢等,有的也不能反映。有的因用途不同,标准也不同(如1Cr18Ni9Ti钢也属不锈耐热钢),等等。总之,钢号并非万能,它必须同与之相应的有关标准联系(或结合)起来才能全面反映其确切含义和特征。
一、中国牌号表示方法标准的制定过程
1952年7月,原重工业部在北京召开全国钢铁标准规格会议,正式通过了23种部颁钢铁标准。这是我国第一套部颁钢铁标准(重标),规定当时国产钢种采用一套注音符号的钢种牌号表示方法。1959年7月,冶金部修订了1952年颁布的合金钢标准(重-52)。颁布了一套以汉字和汉语拼音字母并用的《钢铁产品牌号表示方法》(YB),来代替原重标的表示方法。1963年4月,国家科学技术委员会在北京召开全国标准、计量工作会议。发布了
有关《钢铁产品牌号表示方法》的第一个国家标准GB221-63。1979年3月,国家标准总局在北京召开了全国标准化工作会议。颁布了新的《钢铁产品牌号表示方法》国家标准GB221-79(附录1-10)1980年8月1日实施(代替GB221-63)。
二、中国不锈钢牌号表示方法
根据GB221-79的规定,钢铁产品牌号的命名,采用汉语拼音字母、化学元素符号及阿拉伯数字相结合的方法表示:
(1)产品名称、用途、特性和工艺方法采用汉语拼音字母表示。如铸钢,在钢号头部加符号“ZG”;焊丝,在钢号头部加符号“H”等。
(2)钢号中的化学元素,采用化学符号表示。如Cr(铬)、Ni(镍)、Mo(钼)、Si(硅)、Mn(锰)、Cu(铜)、Ti(钛)、Nb(铌)、N(氮)、Se(硒)等。
(3)不锈钢合金元素含量表示方法:
钢中主要合金元素的平均合金含量,以百分之几表示。如为1.50~2.49%、2.50~3.49%、22.50~23.49%、时,依次相应地写2、3、23、·。
平均合金含量小于1.50%时,钢号中仅标明元素,一般不标明含量(但在特殊情况下易混淆时,在元素符号后亦可标出数字“1”)。
对有意加入的微量合金化元素,如钛、铌、氮等,含量虽低,仍应在牌号中标出。
(4)不锈钢中的碳含量,一般在牌号的头部用阿拉伯数字表示(以千分之几计)。在不锈钢中平均碳含量如≤0.08%C,在牌号头部用一个“0”表示;≤0.03%C时,在牌号头部用“00”表示超低碳。举例见表1-3-1。
三、存在问题
1. 高纯不锈钢牌号表示方法
近些年来,高纯不锈钢发展很快,但有关定义和牌号表示方法,目前仍无统一标准,故存在某些混乱,但名称上已趋一致,称为高纯不锈钢,即高纯度或高纯级之意。原先有称为“超超低碳”、“超纯”的提法,均欠合理,因为高纯不锈钢中不只限于碳一种元素的高纯化,甚至少数情形,例如日本抗应力腐蚀高纯奥氏体不锈钢SCR1的碳含量反而较高(≤0.12%C)[36)。不仅没有超过超低碳、连低碳水平也未达到。因此,不能完全靠碳含量来判断是否属于高纯级,或用目前一般国家标准中牌号头部只反映碳含量的表示方法来反映高纯度。所谓高纯不锈钢,是指将有害杂质元素降低到一般不锈钢正常水平以下,达到相当低的程度(或界限值)时,能显著改善不锈钢耐腐蚀等性能的一类特殊不锈钢。具体控制
那些元素及其范围界限,随不锈钢类型(如奥氏体型、铁素体型等)、钢种、用途和目的与要求以及生产工艺水平等不同而有很大变化。根据国内已经形成的习惯和发展趋势,在本手册中高纯不锈钢牌号暂按如下方式表示:
a. 奥氏体型不锈钢
超低碳改良型。虽然碳含量一般或多数均不大于0.02%,仍按GB国家标准超低碳的表示方法,在牌号头部加“00”表示。若同普通超低碳钢牌号类似或易于混淆、或需要强调时,宜在牌号前加以注明“硝酸级”、“尿素级”等。严格来说,超低碳改良型仍属超低碳型,不宜称作高纯不锈钢。
高纯奥氏体不锈钢,一般碳含量均不大于0.01%,在牌号头部加“000”表示之或写明高纯(级)。如牌号000Cr19Ni15 高纯奥氏体不锈钢(习惯简称为C18)。尿素级00Cr25Ni22Mo2N(简称U2钢)为超低碳奥氏体不锈钢,要求控制有害杂质达到高纯度级时,可称高纯(级)U2钢(即000Cr25Ni22Mo2N),以示区别。
b. 铁素体型不锈钢
根据钢中C+N的总含量,一般大体可分为三个纯度等级:
(1)C+N≤0.035~0.045%,称为低碳氮铁素体不锈钢;
(2)C+N≤0.030%,称为超低碳氮铁素体不锈钢;
(3)C+N≤0.015%,称为高纯(级)铁素体不锈钢。
其牌号表示方法一般仍应按照GB标准的规定。如GB1220-84国家标准中的00Cr27Mo(≤0.010%C、≤0.015%N)钢,属超低碳氮铁素体不锈钢。考虑到GB标准221-79牌号表示方法并不包括高纯类特殊不锈钢的情况,应在牌号头前注明其碳、氮纯度等级名称,如超低碳氮00Cr27Mo等。高纯级牌号头部也可用“000”表示之,如高纯铁素体不锈钢000Cr18Mo2Ti等。
2. 钢号的简称和非标代号
我国GB标准钢号表示方法,最大优点是对具体钢种的主要化学成分及其大约含量,可以通过钢号一目了然。但缺点是钢号太长和繁杂,对书写、标号打号和日常工作、交流十分不便。国外还有一种用固定位数的阿位伯数字(或中间与前缀加有一个字母)的方法来表示钢类、系列和钢号,如美国等(其优缺点正好同GB相反)。长期以来,我国逐渐出现了一些钢种的代号或简称,特别受到使用部门的欢迎。这些代号多是科研和生产厂家在钢种研制过程中,原先的编号或曾用名称或技术鉴定文件中在标准牌号后正式注明的简称,有的还形成了系列。这些多是专用的不锈耐酸钢和耐蚀合金的钢号简称和代号对GB标准牌号表示方法的不足,也是个自然的补充,这种表示方法对标准牌号难以区分的钢种,如不同纯度等级的钢则更为有利。
值得注意的是,还有一类。将外国钢号来称呼国产相应钢号。如将GB00Cr19Ni11钢称为304L等。因为各国标准不同。在国际间钢材的进出口、推广使用和技术交流过程中,为查对相应钢种方便,经常列出各种标准钢号对照表(主要根据化学成分)。然而这种对照只是反映彼此相当或近似的关系,并非完全等同。有的区别较大,有些仿制钢种,各自相应技术标准等也并非毫无区别。在查阅本篇各国不锈钢号对照表时请特别注意。在任何场合谈到钢号时,应注明其标准代号或编号。
四、中国国家标准不锈钢牌号
我国第一个不锈钢国家标准为GB1220-75。纳入标准的牌号共45种(见附录1-1)。其后逐渐系统化(见附录1-2~1-6)。在具有代表性的现行GB1220-84中,标准不锈钢牌号共有55种。其中奥氏体型29种、奥氏体-铁素体型3种、铁素体型7种、马氏体型13种和沉淀硬化型3种。
五、中国不锈钢焊接材料
1. 中国国家标准不锈钢焊接材料
按国家标准规定,焊接用钢及合金,其表示方法为在合金牌号头部加“H”,如H00Cr19Ni9;不锈钢焊条用字母“E”表示,熔敷金属含碳量用“E”后的一位或二位数字表示,具体含意为:““00”(≤0.04%C)、“0”(≤0.10%C)、“1”(≤0.15%C)、“2”(≤0.20%C)、“3”(≤0.45%%C)。这同不锈钢(母材)牌号碳含量表示方法含义并不完全相同。我国焊接用不锈钢盘条、钢丝和焊条国家标准详见附录1-7~1-9。
2. 典型不锈钢焊条
部分典型不锈钢焊条(包括符合国标或未列入国家标准的不锈钢焊条)的基本数据见附录1-11(其中部分内容摘自冶金部钢铁研究总院金属焊接研究室编《焊接材料说明书》)。