从钢铁厂到工厂,不锈钢是如何制造的

我们生产钢铁已有一千年的历史,但不锈钢是相对较新的产品。它是1913年由英国冶金学家哈里·布雷尔利发明的。从那时起,化学家、工程师和材料科学家一直在进行实验。作为一种防锈合金,它可以提供与钢一样的材料性能,具有铝等合金的防锈性能,但成本更低。起初,不锈钢主要用于小型应用,如水表或水泵的部件,以及优良的餐具。如今,它还被大量用作建筑结构材料。
制造不锈钢制品有两种方法:一种产品可以用未经加工的钢材,经过锤打、轧制和连接。或者,它也可能是将钢水倒入与最终产品形状相似的模具中制成的。哪个是更有效的不锈钢生产方法取决于产品是什么和它可能被用于什么。
不锈钢生产过程
不锈钢生产是一个多步骤的过程:钢废料熔化,铸造成固体形状,热处理,清洗和抛光。
熔化和铸造
钢材和合金金属装入电弧炉中。一旦在炉中,金属被加热到高于其熔点的特定温度,通常超过2800°F。由于极端的温度,精度和所需的大量,所以融化阶段一般需要8-12小时。在整个过程中,钢铁技术人员定期检查镀液温度和化学成分。
当钢合金完全熔化后,混合物被精炼。氩气和氧气被泵入熔炉,在那里,它们将杂质转化为气体,并使其他杂质形成炉渣,便于清除。在大多数应用中,精炼钢被铸造成各种形式,包括坯体、方坯、板坯、棒和圆管。这些材料将被用作锻制产品的原材料。铸造厂可以通过创建一个模具来将不锈钢铸造成它的最终预期形状。这种形状可能经过一些加工,作为一个精加工步骤而不是制造步骤。
成型
大多数铸钢通过热轧形成 - 板坯,绽放或坯料被加热并通过大型辊,将钢拉出到更长的较薄的形状中。热轧发生在钢的再结晶温度以上。每块板坯被制成薄板、板或带材,而花坯和钢坯则被制成线材和棒材。

当需要更精确的尺寸或更高的表面光泽时,使用冷轧。它发生在钢的再结晶温度以下。冷轧使用小直径的车轮与一系列的支撑车轮,以创造光滑,宽不锈钢板,以接近公差。
热处理
热处理通过再结晶使变形组织增强轧制不锈钢。大多数不锈钢经过退火热处理。不锈钢被加热到超过其结晶温度的精确温度,并在受控条件下缓慢冷却。这一过程消除了内应力,使不锈钢软化。退火温度、时间和冷却速度都影响整钢的性能。
脱落
一块轧制的不锈钢块获取一层氧化的“磨削量”,需要洗掉,以恢复闪亮的表面光洁度。通常通过电清洁和酸洗等化学方法除去磨削尺度。在酸洗中,不锈钢浸没在氢氟酸浴中。电清洗使用阴极和磷酸来通过电流在不锈钢表面上。通过高压水冲洗,脱垢金属结束,留下光明,光泽。
工作硬化
工作硬化是通过变形加强材料的过程。不锈钢整体迅速硬化,精确的速率由特定等级确定。奥氏体钢更容易比其他等级更加容易。
切割或加工
不锈钢切割成特定形状和尺寸。不锈钢可以用圆形刀片剪切,用高速刀片锯,或用冲头撞击。有时使用替代方法,例如火焰,等离子体和水射流切割。
对于在铸造中的物品铸造到已经接近最终形式的物体,这种切割/加工阶段可以是清洁加入线,为精确的公差带来测量,或产生表面光洁度。
精加工
可以使用各种表面饰面制造不锈钢钢。所选择的表面光洁度不纯粹是美学。某些饰面使不锈钢更耐腐蚀,更容易清洁,或者更容易用于制造。完成的类型由预期的应用确定。
表面饰面是制造工艺和整理方法的组合结果。热轧,退火和去缩放产生暗淡的饰面。热轧,然后在抛光辊上进行冷轧,产生亮光的亮点。用细表面的冷轧,退火和抛光的组合产生反射表面。磨削,抛光,抛光和喷砂设备阵列用于整理不锈钢表面。

质量控制和检查
虽然在整个制造和制造不锈钢的过程中存在的过程控制,但它们通常不足以满足国际质量标准。在发货之前,每批不锈钢必须经过化学和机械测试,以确保其符合所需的规格。
机械测试
机械测试测量不锈钢承受载荷,应力和冲击的物理能力。机械测试包括上述机械性能中描述的拉伸,Brinell和韧性试验。
化学试验
化学试验在证明不锈钢之前检查样品的精确化学物质钢的等级。化学试验通常通过非破坏性分布分析进行。耐腐蚀性对不锈钢钢特别重要。钢厂试验和测量耐盐性喷雾试验 - 钢在暴露于盐雾后通过腐蚀的耐腐蚀越长,耐腐蚀性越高。
全球生产不锈钢
在发明不锈钢之后,工程师和发明人迅速找到了应用。在布雷利意识到他的铬钢的五年里,餐具在生产中是防锈的。到1926年,当不锈钢是十三时,它开始用于外科植入物。1935年,第一个不锈钢包层。战争努力有助于提高不锈钢的制造能力。
2005年至2018年间,不锈钢生产加倍,以全球产量为5070万公吨。中国是世界上最大的金属生产国。
作为建筑用品的相对新人,不锈钢是一种仍有更多可能性的材料。像双面不锈钢这样的创新仍然发生。随着探索新化学事件,可以继续发现新的不锈钢等级,对于我们尚未想象的应用。