“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢,而是表示一百多种工业不锈钢,所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途,然后再确定正确的钢种。和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。它们都含有17~22%的铬,较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性,特别是耐含氯化物大气的腐蚀。
不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。
用铝或硅作还原剂进行金属氧化物的还原。由于反应激烈、集中,释放出大量热能,产生高温,在一定条件下还原反应可自动进行,使金属和炉渣全部熔化,炼得铁合金产品。
铝热法 用铝作还原剂,反应一般都能自动进行,用不加热的反应器冶炼,所以又称炉外法。常用于钛铁、钼铁、高钒铁、硼铁和金属铬等的生产。铝热法冶炼设备是简单的铁制圆筒形熔炼反应器,由两个半筒或几部分组成。便于拆卸更换。反应器(也称炉筒)可安放在预先做好的砂窝上,或放在可移动的、铺有耐火材料的小车上。反应器和砂窝都要预先干燥,以防爆炸。冶炼设备要有排烟装置。铝热法的冶炼操作有两种方式:①上部点火,如用于冶炼钼铁。②下部点火,如用于冶炼钒铁。
铁合金的精炼
电炉精炼 高碳的锰、铬铁合金在电炉内进行氧化脱碳精炼,因碳化物比较稳定,难于得到低碳产品,所以生产中通常采用脱硅精炼法,以低碳含硅合金(如硅铬、锰硅)配加石灰、矿石在电炉内进行脱硅精炼。
热兑法 通过液态金属冲兑入液态熔渣进行脱硅精炼的方法,按发明人姓氏(R.Perrin)又称为佩兰法。主要用于铬铁的精炼,近年也用于锰铁的精炼。采用两个盛桶逆流冲兑,由于热兑时形成充分搅拌,反应激烈而脱硅效果好。
吹氧法 向熔融金属吹入工业纯氧,使粗炼合金中的碳、硅等元素氧化而获得中、低碳产品。此法现用于生产中、低碳铬铁和中、低碳锰铁。
真空固态脱碳法 (Simplex法) 含碳高的铁合金在真空固态条件下进行脱碳反应,制得微碳产品的方法,主要用于制取含碳特低的微碳铬铁。
合金钢的主要合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、铌、锆、钴、铝、铜、硼、稀土等。
其中钒、钛、铌、锆等在钢中是强碳化物形成元素,只要有足够的碳,在适当条件下,就能形成各自的碳化物,当缺碳或在高温条件下,则以原子状态进入固溶体中;锰、铬、钨、钼为碳化物形成元素,其中一部分以原子状态进入固溶体中,另一部分形成置换式合金渗碳体;铝、铜、镍、钴、硅等是不形成碳化物元素,一般以原子状态存在于固溶体中。