D由于其优异的耐腐蚀性能,高强度和美观的外观,不锈钢在工业和消费市场都有广泛的用途。

但不锈钢是如何从一堆废铁或精炼矿石变成最终的形状和用途的呢?

大多数不锈钢在进入加工之前,都以类似的方式开始使用寿命。这种加工过程——以及钢合金的确切成分——决定了它的许多特性。

因此,要了解不锈钢是如何生产的,我们必须先深入了解它的成分。

什么是不锈钢?

不锈钢是一种铁铬合金。

虽然不锈钢必须含有至少10.5%的铬,但确切的成分和比例将根据要求的等级和钢的预期用途而变化。

其他常见的添加剂包括:

合金的确切成分在整个合金化过程中都要经过严格的测量和评估,以确保钢具有所需的质量。

在不锈钢合金中加入其他金属和气体的常见原因包括:

  • 提高耐蚀性
  • 耐高温
  • 低温阻力
  • 提高强度
  • 改进的可焊性
  • 改善成型性能
  • 控制磁性

然而,不锈钢的成分并不是决定其独特特性的唯一因素……

它是如何进一步改变钢铁的财产。

不锈钢是如何制造的

不同等级的不锈钢在后期的加工过程中会有所不同。一个等级的钢是如何成型、加工和完成的,在决定它的外观和性能方面起着重要作用。

在你能创造一个可交付的钢铁产品之前,你必须首先创造熔化的合金。

因此,大多数钢的起始步骤都是相同的。

步骤1:融化

制造不锈钢首先要在电弧炉(EAF)中熔化废金属和添加剂。EAF使用大功率电极,对金属进行数小时的加热,以产生熔融的流体混合物。

由于不锈钢是100%可回收的,许多不锈钢订单中含有多达60%的再生钢材。这不仅有助于控制成本,还有助于减少对环境的影响。

确切的温度会根据所制造的钢的等级而变化。

步骤2:去除碳含量

碳有助于增加铁的硬度和强度。然而,太多的碳会产生问题,如碳化物沉淀在焊接过程中。

在浇铸不锈钢液之前,必须校正并将含碳量降低到适当的水平。

铸造厂控制含碳量有两种方法。

一是通过氩氧脱碳(AOD)。向钢水中注入氩气混合物可以降低碳含量,同时减少其他基本元素的损失。

另一种方法是真空氧脱碳(VOD)。在这种方法中,钢水被转移到另一个腔室,当加热时氧气被注入钢水。然后真空将排出的气体从室中除去,进一步降低碳含量。

这两种方法都提供了精确的碳含量控制,以确保适当的混合物和最终不锈钢产品的准确特性。

第三步:调优

在还原碳之后,温度和化学反应发生了最终的平衡和均质。这确保了金属满足其预期等级的要求,并确保钢的成分在整个批次中是一致的。

对样品进行测试和分析。然后进行调整,直到混合物达到要求的标准。

步骤4:成型或铸造

随着钢水的形成,铸造厂现在必须创造出用于冷却和加工钢水的原始形状。确切的形状和尺寸将取决于最终产品。

常见的形状包括:

  • 花朵
  • 坯料

然后用标识符标记表单,以便通过要遵循的各种流程跟踪批处理。

从这里开始,步骤将根据预期的等级和最终产品或功能而不同。厚板变成了板、条状和薄片。花柱和钢坯变成棒材和线材。

根据等级或格式的顺序,钢可能要经历这些步骤中的一些多次,以创建所需的外观或特征。

以下步骤是最常见的。

热轧
在高于钢再结晶温度的温度下进行,这一步有助于设定钢的粗略物理尺寸。在整个过程中精确的温度控制使钢足够柔软,在不改变结构的情况下工作。

这个过程使用重复的通道来缓慢地调整钢的尺寸。在大多数情况下,这需要经过多台轧机的连续轧制才能达到所需的厚度。

冷轧
通常在要求精度时使用,冷轧发生在钢的再结晶温度以下。多个支撑辊用于塑造钢材。这个过程创造了一个更吸引人的,均匀的表面。

然而,它也可以使钢的结构变形,并且通常需要热处理以将钢重结晶以将钢重结晶到其原始的微观结构上。

退火
轧制后,大多数钢都要经过退火过程。这包括受控的加热和冷却循环。这些循环有助于软化钢和减轻内部应力。

具体的温度和时间取决于钢材的等级,加热和冷却的速度都会影响最终产品。

除锈、酸洗
钢经过各种工序加工时,往往在表面积聚水垢。

这种积累不仅仅是没有吸引力。它还会影响钢材的耐污性、耐久性和可焊性。去除这些水垢是创造氧化层的关键,氧化层使不锈钢具有耐腐蚀和抗污的特性。

除垢或酸洗可以使用酸浴(称为酸洗)或在无氧环境中通过受控的加热和冷却去除水垢。

根据最终产品的不同,金属可能会重新滚压或挤压进行进一步加工。接下来是重复的退火阶段,直到达到所需的性能。

切割
一旦钢被加工并准备好,批量就会被切割以适应订单的要求。

最常见的方法是机械方法,如断头台刀切割,圆刀,高速刀片或冲模。

然而,对于复杂形状,火焰切割或等离子射流切割也可以使用。

最佳选择将取决于所要求的钢的等级和所要求的交付产品的形状。

精加工
不锈钢有从哑光到镜面的各种表面处理。精加工是制造过程中涉及的最后步骤之一。常用的工艺包括酸蚀或砂蚀、喷砂、砂带磨削、砂带抛光和砂带抛光。

在这一点上,钢被收集在它的最终形式,并准备运输给客户。卷和线圈是存储和运输大量不锈钢用于其他制造过程的常用方法。然而,最终的形式将取决于所需的钢材类型和其他特定于订单的因素。

最终的想法

了解适合特定用途和环境的不锈钢牌号和类型是确保持久效果和优化成本的关键部分。无论您是在寻找适合海洋环境的坚固且耐腐蚀的材料,还是适合餐馆使用的令人惊叹且易于清洁的材料,都有一种不锈钢合金可以满足您的需求。

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