钨钢和不锈钢的区别

钨钢和不锈钢的区别 可能有点人听过钨钢,而不锈钢则是我们日常生活中经常见到的东西。那么钨钢跟不锈钢有着怎样的区别呢?其实钨钢通俗点是粉末冶金制品,而不锈钢是钢制品,而这两种的制作方法强度以及原上面有着很大的区别,可以说是完全不同的东西。那么接下来我们来了解下钨钢和不锈钢到底是什么吧。 钨钢是什么? 钨钢(硬质合金)具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500?的温度下也基本保持不变,在1000?时仍有很高的硬度。 钨钢,又称为硬质合金,是指至少含有一种金属碳化物组成的烧结复合材料。碳化钨,碳化钴,碳化铌、碳化钛,碳化钽是钨钢的常见组份。碳化物组份(或相)的晶粒尺寸通常在0.2-10微米之间,碳化物晶粒使用金属粘结剂结合在一起。粘结剂通常是指金属钴(Co),但对一些特别的用途,镍(Ni),铁(Fe),或其它金属及合金也可使用。对于一个待定的碳化物和粘结相的成份组合称之为“牌号”。 钨钢的分类根据ISO进行。这种分类的依据是工件的材料种别(如P,M,K,N,S,H牌号)。粘结相成份主要是利用其强度和耐蚀性。 钨钢的基体由两部分组成,一部分是硬化相;另一部分是粘结金属。粘结金属一般是铁族金属,常用的是钴、镍。因此就有了钨钴合 金、钨镍合金及钨钛钴合金。 含钨的钢材,比如高速钢和某些热作模具钢,钢材中含钨对钢材硬度和耐热性能有很显著的提高,但是韧性会急剧下降。 钨资源的主要应用也是硬质合金,也就是钨钢。硬质合金,被称为现代工业的牙齿,钨钢制品的使用程度非常广泛。 我国现状 我国硬质合金产业存在的主要问题,一是企业规模较小,产业集中度不高。据不完全统计,199家硬质合金企业平均年产能176吨,平均年产量仅86吨,年产量在1000吨以上的企业只有4家 。二是科技投入较少,缺乏高端技术人才,技术研发能力较弱。我国硬质合金工业在科技方面的投入不到销售收入的3%,科技研发水平不高,原创性核心技术成果较少。三是产品质量水平较低,产品结构有待调整。我国硬质合金产量占世界总产量的40%以上,但硬质合金销售收入不足全球的20%,主要是由于高性能超细合金、高精度高性能研磨涂层刀片、超硬工具材料、复杂大异制品、精密硬质合金数控刀具等高附加值产品产量较少、深加工配套不足以及品种不全所致。 随着中国汽车产业急速扩张,汽车零部件加工的切削工具的需求不断增大,中国钢铁、交通、建筑等领域对硬质合金的需求也愈发旺盛。在国外硬质合金跨国公司的战略图景中,中国市场已经悄然由配角变为主角。 指出,到“十二五”末期,我国硬质合金产量达到3万吨,销 售收入达到300亿元,深加工产品产量占硬质合金总量的40%以上。出口相比“十一五”将翻一番,力争超过10亿美元。硬质合金将向精深加工、工具配套方向发展;向超细、超粗及涂层复合结构等方向发展;向循环经济、节能环保方向发展;向精密化、小型化方向发展。 成分结构 烧结过程 钨钢烧结成型就是将粉末压制成坯料,再进烧结炉加热到一定温度(烧结温度),并保持一定的时间(保温时间),然后冷却下来,从而得到所需性能的钨钢材料。 钨钢烧结过程的四个基本阶段, 1、脱除成形剂及预烧阶段,在这个阶段烧结体发生如下变化, 成型剂的脱除,烧结初期随着温度的升高,成型剂逐渐分解或汽化,排除出烧结体,与此同时,成型剂或多或少给烧结体增碳,增碳量将随成型剂的种类、数量以及烧结工艺的不同而改变。 粉末表面氧化物被还原,在烧结温度下,氢可以还原钴和钨的氧化物,若在真空脱除成型剂和烧结时,碳氧反应还不强烈。粉末颗粒间的接触应力逐渐消除,粘结金属粉末开始产生回复和再结晶,表面扩散开始发生,压块强度有所提高。 2、固相烧结阶段(800?——共晶温度) 在出现液相以前的温度下,除了继续进行上一阶段所发生的过程外,固相反应和扩散加剧,塑性流动增强,烧结体出现明显的收缩。 3、液相烧结阶段(共晶温度——烧结温度) 当烧结体出现液相以后,收缩很快完成,接着产生结晶转变,形成合金的基本组织和结构。 4、冷却阶段(烧结温度——室温) 在这一阶段,钨钢的组织和相成分随冷却条件的不同而产生某些变化,可以利用这一特点,对钨钢进行热处理以提高其物理机械性能。 应用介绍 钨钢属于硬质合金,又称之为钨钛合金。硬度可以达到89~95HRA,正因如此,钨钢的产品(常见的有钨钢手表),具有不易被磨损,坚硬不怕退火,但质脆的特性。 硬质合金中主要成分为碳化钨和钴,其占所有成分的99%,1%为其他金属,所以也被称作钨钢。 常用于高精度机械加工、高精度刀具材料、车床、冲击钻钻头、玻璃刀刀头、瓷砖割刀之上,坚硬不怕退火,但质脆。属于稀有金属之列。 钨钢(硬质合金)具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能,特别是它的高硬度和耐磨性,即使在500?的温度下也基本保持不变,在1000?时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作材料,如车刀、铣刀、刨刀、钻头、镗刀等,用于切削铸铁、有色金属、塑料、化纤、石墨、玻璃、石材和普通钢材,也可以用来切削耐热钢、不锈钢、高锰钢、工具钢等难加工的材料。新型硬质合金的切削速度等于碳素钢的数百倍。 钨钢(硬质合金)还可用来制作凿岩工具、采掘工具、钻探工具、 测量量具、耐磨零件、金属磨具、汽缸衬里、精密轴承、喷嘴等。 饰品 钨钢饰品由金属合金钨碳化物组成,钨钢饰品具有硬度高、不磨损、不变形、不变色、不过敏。每个钨钢戒指都像加工钻石一样,采用金刚石工具进行切割,抛光。钨钢戒指不象 平常珠宝一样容易加工,因为它的硬度太高。莫氏硬度在8.9~9.1之间,是18K黄金的10倍,钛金的4倍。在日常生活中不会磨损。钨钢饰品产品需经过 30多道工序的高温火炼,温度高达1300?,人工研磨,抛光,使钨钢饰品表面达到镜面光泽。每个合格钨钢饰品采用激光打印,进行合格标记。保证产品的高贵典雅。 饰品种类,戒指、吊坠、手链、手镯、耳钉、手表链。其中,戒指有刻花、平板、镶嵌、镂花等款式。 硬度,碳化钨都优于传统的金属如黄金、白银、铂的硬度比.值得一提的是,这不是一个单纯的金属本身形成具有硬度,这是他们做的合金.一般所说的是碳化钨的合金,只有在特殊情况下,如金刚石可以雕刻。 低过敏,人们同样的关注是,很有些人买珠宝银会考虑:对人体是否过敏?一般来说,钨钢饰品几乎人人穿戴安全.但是,一些含有饰品碳化钨钴元素,有人敏感。 色彩,钨钢具有不同颗粒大小,产生合金以及各色.钨钢手表表盘及表带都可用钨钢做材质.黑色钨钢合金是另一种形式有不同的颜色较常用灰色.此外,关于碳化钨通常只有黑颜色。 钨钢产品应用广泛,如钨钢圆片用作电子行业的专用切削刀具,典型代表产品有切脚机刀片,钨钢V-CUT刀,光纤切割刀。 材料系列 钨钢系列材料典型代表产品有,圆棒,钨钢板材,钨钢长条等。 模具材料 钨钢级进模具、钨钢拉伸模具、钨钢拉拢模具、钨钢拉丝模具、钨钢热挤压模具、钨钢冷冲模具、钨钢成型冲裁模具、钨钢冷镦模具等 矿用产品 代表产品有;钨钢挖路齿/掘路齿、钨钢枪钻头、钨钢钎头片、钨钢钻头齿、钨钢潜孔钻头齿、钨钢牙轮钻头齿、钨钢截煤机截齿、钨钢空心钻头齿等 耐磨材料 钨钢密封环、钨钢耐磨材料、钨钢柱塞材料、钨钢导轨材料、钨钢喷嘴、钨钢磨床心轴材料等 钨钢材料 钨钢材料学术名称为钨钢型材,典型代表产品有,钨钢圆棒、钨钢长条、钨钢圆片、钨钢板材等 变形原因 影响钨钢产品变形和弯曲的原因很多,对某一产品变形和弯曲的原因要具体情况具体分析,有时是一种因素起作用,有时是多种因素起作用,不能一概而论。 钨钢产品变形和弯曲的原因可从下列几个方面进行分析, 1、碳梯度。 2、钴梯度。 3、温度梯度。 4、压制品密度梯度。 5、装舟不当。 6、收缩系数。 不锈钢是什么? 不锈钢(Stainless Steel)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;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同,普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀,而耐酸钢则一般均具有不锈性。 历史起源 不锈钢的发明和使用,要追溯到第一次世界大战时期。英国科学家亨利?布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托,研究武器的改进工作。那时,士兵用的步枪枪膛极易磨损,布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。 布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产,至此,从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球,亨利?布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”。第一次世界大战时,英国在战场上的枪支,总是因枪膛磨损不能使用而运回后方。军工生产部门命令研制高强度 耐磨合金钢的布雷尔利,专门研究解决枪膛的磨损问题。布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材,各种不同性质的合金钢,在各种不同性质的机械上进行性能实验,然后选择出较为适用的钢材制成枪枝。一天,他们实验了一种含大量铬的国产合金钢,经耐磨实验后,查明这种合金并不耐磨,说明这不能制造枪支,于是,他们下实验结果,往墙角一扔了事。几个月后的一天,一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说,“先生,这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢,您是否实验一下,看它到底有什么特殊作用!”“好!”布雷尔利看着光亮耀眼的钢材,高兴地说。 实验结果证明,它是一块不怕酸、碱、盐的不锈钢。这种不锈钢是德国的毛拉在1912年发明的,然而,毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途。 布雷尔利心里盘算道,“这种不耐磨却耐腐蚀的钢材,不能制枪枝,是否可以做餐具呢?”他说干就干,动手制作了不锈钢的水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等。 主要类型 “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。 铁素体不锈钢 含铬15%,30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢,属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。 奥氏体不锈钢 含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%,钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性、耐蚀性能和无磁或弱磁性,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来制作耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等,另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至1050,1150?,然后水冷或风冷,以获得单相奥氏体组织。 奥氏体 - 铁素体双相不锈钢 兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织 各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475?脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。 沉淀硬化不锈钢 基体为奥氏体或马氏体组织,沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化(又称时效硬化)处理使其硬(强)化的不锈钢。 马氏体不锈钢 强度高,但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等,因含碳较高,故具有较高的强度、硬度和耐磨性,但耐蚀性稍差,用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上,如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。锻造、冲压后需退火。 主要特性 焊接性 产品用途的不同对焊接性能的要求也各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求,甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,像二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。 耐腐蚀性 绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,像一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验,用NACL水溶液加温到沸腾,一段时间后倒掉溶液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意,产品抛光时,因砂布或砂纸中含有Fe的成分,会导致测试时表面出现锈斑) 抛光性能 当今社会不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序,只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能很好。影响抛光性能的因素主要有以下几点, ?原料表面缺陷。如划伤、麻点、过酸洗等。 ?原料材质问题。硬度太低,抛光时就不易抛亮(BQ性不好),而且硬度太低,在深拉伸时表面易出现桔皮现象,从而影响BQ性。硬度高的BQ性相对就好。 ?经过深拉伸的制品,变形量极大的区域表面也会出小的黑点和RIDGING,从而影响BQ性。 耐热性能 耐热性能是指高温下不锈钢仍能保持其优良的物理机械性能。 碳的影响,碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳。定奥氏体且扩大奥氏体区的元素。碳形成奥氏体的能力约为镍的30倍,碳是一种间隙元素,通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的强度。碳还可提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物(如42%MgCl2沸腾溶液)中的耐应力耐腐蚀的性能。 但是,在奥氏体不锈钢中,碳常常被视为有害元素,这主要是由于在不锈钢的耐蚀用途中的一些条件下(比如焊接或经450~850?加热),碳可与钢中的铬形成高铬的Cr23C6型碳化合物从而导致局部铬的贫化,使钢的耐蚀性特别是耐晶间腐蚀性能下降。因此。60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道随着碳含量降低,钢的晶间腐蚀敏感性降低,当碳含量低于0.02%才具有最明显的效果,一些实验珠光还指出,碳还会增大铬奥氏体不锈钢的点腐蚀分倾向。由于碳的有害作用,不仅在奥氏体不锈钢冶炼过和中应按要求控制尽量低的碳含量,而且在随后的热,冷加工和热处理等过程中也在防止不锈钢表面增碳,且免铬的碳化物析出。 耐腐蚀性 当钢中铬量原子数量不低于12.5%时,可使钢的电极电位发生突变,由负电位升到正的电极电位。阻止电化学腐蚀。 结构成分 不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,因此,大多数不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%,有些钢的ωc(含碳量)甚至低于 0.03%(如00Cr12)。不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢材有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。 制作材料 各产品由于用途的不同,其加工工艺和原料的品质要求也不同。一般来说不锈钢制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同,象二类餐具和保温杯等,厚度公差一般要求较高,为-3~5%,而一类餐具厚度公差一般要求-5%,钢管类要求-10%,宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%,经销商对厚度公差的要求一般在-4%~6%间。同时产品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较高,而内销企业对厚度公差要求相对较低(大多出于成本方面考虑),部分客户甚至要求-15%。 ?DDQ(deep drawing quality)材,是指用于深拉(冲)用途的材料,也就是大家所说的的软料,这种材料的主要特点是延伸率较高(?53%),硬度较低(?170%),内部晶粒等级在7.0~8.0之间,深冲性能极佳。许多生产保温瓶、锅类的企业,其产品的加工比(BLANKING SIZE/制品直径)一般都比较高,它们的加工比分别达3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304DDQ用材主要就是用于这些要求较高加工比的产品,当然加工比超过2.0的产品一般都需经过几道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面达不到的话,在加工深拉制品时产品极易产生裂纹、拉穿的现象,影响成品合格率,当然也就加大了厂家的成本; ?一般材,主要用于除了DDQ用途外的材料,这种材料的特点是延伸率相对较低(?45%),而硬度相对较高(?180HB),内部晶粒度等级在8.0~9.0间,与DDQ用材比较,它的深冲性能相对稍差,它主要用于不需伸拉就能得到的制品,象一类餐具的勺、匙、叉、电器用具、钢管用途等。但它与DDQ材相比有一个优点,就是BQ性相对较好,这主要是由于它的硬度稍高的缘故。 不锈钢薄板是一种价格不高的材料,但是客户对它的表面质量要求非常高。不锈薄板在生产过程中不可避免会出现各种缺陷,如划伤、麻点、沙孔、暗线、折痕、污染等,从而其表面质量,象划伤、折痕等这些缺陷是高级材不允许出现的,而麻点、沙孔这种缺陷在勺、匙、叉、制作时也是决不允许的,因为抛光时很难抛掉它。需要根据表面各种缺陷出现的程度和频率,来确定其表质量等级,从而来确定产品等级。 物理性能 与碳钢比较 1、密度 碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢,而略低于奥氏体型不锈钢; 2、电阻率 电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增; 3、线膨胀系数大小的排序也类似,奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小; 4、碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性,奥氏体型不锈钢无磁性,但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性,可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。 奥氏体型不锈钢与碳钢相比,具有下列特点, 1)高的电阻率,约为碳钢的5倍。 2)大的线膨胀系数,比碳钢大40%,并随着温度的升高,线膨胀系数的数值也相应地提高。 3)低的热导率,约为碳钢的1/3。 典型用途 大多数的使用要求是长期保持建筑物的原有外貌。在确定要 选用的不锈钢类型时,主要考虑的是所要求的审美标准、所在地大气的腐蚀性以及要采用的清理。然而,其它应用越来越多的只是寻求结构的完整性或不透水性。例如,工业建筑的屋顶和侧墙。在这些应用中,物主的建造成本可能比审美更为重要,表面不很干净也可以。在干燥的室内环境中使用304不锈钢效果相当好。 但是,在乡村和城市要想在户外保持其外观,就需经常进行清洗。在污染严重的工业区和沿海地区,表面会非常脏,甚至产生锈蚀。但要获得户外环境中的审美效果,就需采用含镍不锈钢。所以,304不锈钢广泛用于幕墙、侧墙、屋顶及其它建筑用途,但在侵蚀性严重的工业或海洋大气中,最好采用316不锈钢。有几种设计准则中包括了304和316不锈钢。 因为"双相"不锈钢2205已把良好的耐大气腐蚀性能 和高抗拉强度及弹限强度融为一体,所以,欧洲准则中也包括了这种钢。产品形状,实际上,不锈钢是以全标准的金属形状和尺寸生产制造的,而且还有许多特殊形状。最常用的产品是用薄板和带钢制成的,也用中厚板生产特殊产品,例如,生产热轧结构型钢和挤压结构型钢。而且还有圆型、椭圆型、方型、矩型和六角型焊管或无缝钢管及其它形式的产品,包括型材、棒材、线材和铸件。为了满足建筑师们美学的要求,已开发出了多种不同的商用表面加工。 [钨钢和不锈钢的区别]