不锈钢以优异的耐腐蚀性而闻名。它是现代生活不可分割的一部分用于一系列应用中,包括重工业、建筑、汽车制造、外科和牙科。
直到20世纪50年代和60年代,随着AOD(氩氧脱碳)和VOD(真空氧脱碳)的发展,不锈钢的生产过程缓慢而昂贵。然而,这两项发展彻底改变了不锈钢炼钢,显著降低了原材料成本,提高了生产率,改善了质量。这导致了炼钢从20世纪70年代至今的急剧增长。
不锈钢是如何制成的?
原材料
不锈钢是铁合金添加了铬、镍、硅、锰、氮和碳等元素。最终合金的性能可以通过改变各种元素的量来微调。
铬在制造不锈钢中的重要性
铬对不锈钢的生产至关重要;事实上没有可行的替代方案。铬是一种坚硬、耐腐蚀的过渡元素,赋予不锈钢耐腐蚀性。一般来说,铬含量越高,钢越耐腐蚀。
制造过程
融化的
原料在电弧炉中熔化在一起。在金属熔化之前,可能需要8到12个小时的高温。
碳含量的去除
下一步是去除多余的碳。这是通过在AOD(氩氧脱碳)转炉中处理熔融金属来完成的。转化器通过注入氧氩混合物来减少碳。在这一阶段,可以向AOD转炉添加镍和钼等其他合金元素。
或者,当需要非常低的碳含量时,可以使用VOD(真空氧气脱碳)转化器。
调谐
大多数不锈钢都有严格的质量要求。调谐过程允许对化学成分进行微调。调谐是指缓慢搅拌钢以去除不需要的元素并提高一致性,同时将所需的成分保持在温度范围内。
形成
现在钢水被浇铸成各种形状。这些形式可以是花朵(矩形)、钢坯(圆形物或者正方形)、板、棒或地铁。
热轧
热轧发生在高于钢的再结晶温度的温度下。精确的温度取决于所需的不锈钢等级。钢模板被加热并通过高辊。大方坯和小方坯被制成棒材和线材。板坯被制成板、带和片。
冷轧
冷轧用于要求极其精确的尺寸或有吸引力的光洁度的场合。该过程发生在钢的再结晶温度以下。冷轧是使用小直径辊和一系列支撑辊进行的。这种工艺允许生产具有改进的表面光洁度的宽板材。
热处理
退火是用来软化不锈钢、提高延展性和细化晶粒结构的过程。它也用于减轻由先前加工引起的金属内应力。在退火过程中,钢在受控条件下加热和冷却。
除锈
退火过程会在钢上形成氧化皮。这些氧化皮通常通过酸洗去除,酸洗包括用硝酸-氢氟酸浸泡钢铁。电清洗是一种使用电流去除水垢的替代方法。
切割
不锈钢现在可以切割成所需的尺寸。机械切割是最常见的方法。不锈钢可以用闸刀直接剪切,用圆刀圆形剪切,用高速刀片锯切,或者用冲头和冲模冲裁。其他方法包括火焰切割,它使用由氧气、丙烷和铁粉驱动的火焰火炬,或者等离子射流切割,它使用电离气体柱结合电弧切割金属。
结束
表面光洁度对不锈钢产品很重要,尤其是在外观很重要的应用中。虽然大多数人都熟悉消费品用不锈钢的外观,实际上有许多整理选项。
砂轮或砂带通常用于研磨或抛光钢。其他方法包括用带有磨粒的布轮抛光、使用喷砂的干法蚀刻和使用酸性溶液的湿法蚀刻。光滑的表面提供了更好的耐腐蚀性。