不锈钢知识，产品结构设计师需知的不锈钢材料常识

不锈钢知识，产品结构设计师需知的不锈钢材料常识

作为设计师，我们需要时刻不断学习，不仅仅是技术相关，还有更多辅助相关常识需要了解。产品设计是综合性比较高的行业，不仅仅需要展现创意，而且想要量产上市的话还得涉及到工艺以及材料等相关技术。对于产品结构设计师来说，除了要学会PROE软件以及结构设计以外，还需要了解产品的材料，性能，以及表面处理工艺，只有了解了这些，对于后续结构设计才会如鱼得水，游刃有余。

什么是不锈钢？

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

那么简单归纳一下，我们生活中常见的餐具（比如不锈钢碗筷），家里装修用的不锈钢护栏（造假的除外），电梯装饰面板等，这些属于耐酸钢，属于高端钢种。而建筑材料所用的钢管，模具用的钢材，螺丝钉，弹簧等这类一般会用普通不锈钢，会生锈，所以表面都需要做处理，属于不耐化学介质腐蚀钢，属于普通钢种。

不锈钢的种类有那些？

不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢Cr系、铁素体钢Cr系、奥氏体钢Cr－Mn－Ni系/ Cr－Ni系、奥氏体-铁素体（双相）Cr－Ni系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

美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。

按成分可分为Cr系（400系列）、Cr－Ni系（300系列）、Cr－Mn－Ni（200系列）、耐热铬合金钢（500系列）及析出硬化系（600系列）。

那么简单归纳一下

200系属于普通不锈钢类（200系也有特殊的高端钢种）

300系与400系属于高端钢种。

500系与600系属于高端中的战斗机，特殊钢种。

不锈钢的型号有那些

200系列：铬-锰-镍

201,202等：以锰代镍，耐腐蚀性比较差，国内广泛用作300系列的廉价替代品

300系列：铬-镍 奥氏体不锈钢

301：延展性好，用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。

302：耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。

303：通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。

304：通用型号；即18/8不锈钢。产品如：耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。标准成分是 18 % 铬加 8 % 镍。为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。GB牌号为10Cr18Ni9Ti。

304 L：与 304 相同特性，但低碳故更耐蚀、易热处理，但机械性较差 适用焊接及不易热处理之产品。

304 N：与 304 相同特性，是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。

309：较之304有更好的耐温性，耐温高达980℃。

309 S：具多量铬、镍，故耐热、抗氧化性佳，产品如：热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。

310：高温耐氧化性能优秀，最高使用温度1200℃。

316：继304之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。

316 L：低碳故更耐蚀、易热处理，产品如：化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。

321：除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外，其他性能类似304。

347：添加安定化元素铌，适于焊接 航空器具零件及化学设备。

400系列：铁素体和马氏体不锈钢，无锰，一定程度上可替代304不锈钢

408：耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。

409：最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。

410：马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。

416：添加了硫改善了材料的加工性能。

420：“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。

430：铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。

440：高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有 三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。

500系列：耐热铬合金钢。

600系列：马氏体沉淀硬化不锈钢。

下面我们再归纳一下这几种材料的性能。

201

以锰代镍，耐腐蚀性比较差，不具备耐酸碱，易生锈。

常用于结构件，比如加强固定件，弹片，弹簧，螺丝钉，铆钉等。

301

延展性好，用于成型产品，301要比304稍微硬一些，比较难做拉伸等加工。焊接性好，抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。耐腐蚀性能比304差，有磁性，易生锈。

常用于结构件，比如加强固定件（早前智能手机里，前壳用模内注塑的钢片基本是用这个型号），弹片，弹簧，螺丝钉，铆钉等。

304

一种通用性的不锈钢材料，耐高温方面也比较好，一般使用温度极限小于650℃。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能，无磁性。

常用于手机外壳，电子产品外观件，工业用耐蚀容器、食品用餐具、家俱、栏杆、医疗器材等

316

因添加Mo钼元素，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。

常用于手机外壳，电子产品外观件，食品工业、钟表饰品、制药行业和外科手术器材等（316要比304外观光泽度更高，更亮。很多高端不锈钢手机，电子产品，都是采用的316不锈钢）

防锈性能 ：316>304>301>201

不锈钢原材料表面加工等级

原面：NO.1 热轧后施以热处理及酸洗处理的表面。一般用于冷轧材料，工业用槽罐、化学工业装置等，厚度较厚由2.0MM-8.0MM。

钝面：NO.2D 冷轧后经热处理、酸洗者，其材质柔软，表面呈银白色光泽，用于深冲压加工，如汽车构件、水管等。

雾面：NO.2B 冷轧后经热处理、酸洗，再以精轧加工使表面为适度之光亮者。由于表面光滑，易于再研磨，使表面更加光亮，用途广泛，如餐具、建材等。采用改善机械性能的表面处理后，几乎满足所有用途。

粗砂面：NO.3 用100-120号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹。用于建筑内外装饰材料、电器产品及厨房设备等。

细砂面：NO.4 用粒度150-180号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹比NO.3细。用于浴池、建筑内外的装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等。

#320喷砂面： 用320号研磨带研磨出来的产品。具有较佳的光泽度，具有不连续的粗纹，条纹比NO.4细。用于浴池、建筑内外装饰材料、电器产品、厨房设备及食品设备等

。

拉丝面HAIRLINE：HLNO.4经适当粒度抛光砂带的连续研磨生成研磨花纹的产品（细分150-320号）。主要用于建筑装饰，电梯，建筑物的门、面板等。

亮面：BA 经冷轧后施以光亮退火，并经过平整得到的产品。表面光泽度极好，有很高的反射率。如同镜面的表面。用于家电产品、镜子、厨房设备、装饰材料等。

以上归纳的还算清晰，但是还是会有同学搞不懂，我们电子产品设计的时候用的什么那种原料面板，那么根据上面的归纳简单解释一下：

1，原面与钝面属于工业用料，上面解释的很清晰了，比较好理解，这里就不解释了。

2，雾面2B型，常规面型，板料或卷料来料面型，也就是不锈钢面板原有表面效果

3，细砂面，粗砂面，#320（砂号）喷砂面，拉丝面。这4种属于在雾面的基础上加工出来的材料面型，属于定制面型料（比如，我做的产品表面效果是拉丝面，而且还折弯了好几道弯，我都需要拉丝的效果，这个时候就需要先把原料面板先拉丝好，然后再成型，也就是属于定制面型料）

4，亮面BA型，也是属于常规面型，也就是不锈钢面板原有表面效果

不锈钢硬度对冲要求有那些？

材料的硬度也与材料的厚度有所关联，越厚越硬，那么在设计的时候要根据厚度再选择硬度。

常用材料厚度从0.05mm到2.0mm之间，根据设计要求做选择。

下面是硬度对成型的要求：

软料:拉伸和成型性能良好,形状可冲成碗形，弧形，拉伸面较高的产品

1/2硬：成型性能良好，拉伸性能稍差，形状可折弯做成弹片，屏蔽罩，等，对拉伸面要求不高对硬度高的产品

3/4硬：位伸和成型极差，一般适用于冲切，只能做折弯产品，比如槽钢等

H全硬：位伸和成型极差，一般适用于冲切，只能做折弯产品，比如槽钢或者平面面板等

常用不锈钢材料性能及密度

这里对于我们设计来说，只需要注意密度就好，这个在PROE里输入密度就能计算出来产品重量的。

201

抗拉强度:520MPa;屈服强度:275MPa;伸长率 :55 to 60%;弹性模量:29,000,000 psi 折合为:203000MPa;硬度要求(布氏硬度)HRB<183N/mm2(MPa)。密度 :280lbs/cubic inch(201不锈钢的密度7.93g/cm3);201不锈钢管密度7.98 g/cm3

301

屈服强度(N/mm2)≥205；抗拉强度 ≥520 延伸率(%)≥40；硬度HB ≤187 HRB≤90 HV ≤200；301不锈钢的密度7.93g/cm3；比热c(20℃)0.502 J·(g·C)-1；热导率λ/W(m·℃)-1 (在下列温度/℃)20 100 500 12.1 16.3 21.4；线胀系数α/(10-6/℃) (在下列温度间/℃) 20~10020~200 20~300 20~400 16.0 16.8 17.5 18.1；电阻率0.73 Ω·mm2·m-1；熔点 1398~1420℃；抗拉强度σb (MPa):≥520；条件屈服强度 σ0.2 (MPa):≥205；伸长率 δ5(%):≥40；断面收缩率ψ (%):≥60；硬度 :≤187HB;≤90HRB;≤200HV

304

抗拉强度 σb (MPa)≥520; 条件屈服强度 σ0.2 (MPa)≥205; 伸长率 δ5(%)≥40;断面收缩率 ψ (%)≥60;硬度:≤187HB;≤90HRB;≤200HV; 304不锈钢的密度(20℃，7.93g/cm3); 熔点(℃):1398~1454; 比热容(0~100℃，KJ•kgK):0.50; 热导率(W•m•K):(100℃)16.3，(500℃)21.5; 线胀系数(10•K):(0~100℃)17.2，(0~500℃)18.4; 电阻率(20℃，10Ω•m):0.73; 纵向弹性模量(20℃，KN/mm):193

316

拉强度(Mpa) 620 MIN; 屈服强度(Mpa) 310MIN; 伸长率(%) 30 MIN; 面积缩减(%) 40MIN; 316不锈钢的密度(20℃，7.98g/cm3); 316含铬量(%) 16--18 .410;耐腐蚀性能优于304不锈钢；耐热性:在871°C以下的间断使用和在927C°以上的连续使用中，具有好的耐氧化性能。在427°C-857°C的范围内，最好不要连续使用316不锈钢，但在该温度范围以外连续使用316不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。316L不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好，可用上述温度范围。热处理:在1850-2050°F的温度范围内进行退火，然后迅速退火，然后迅速冷却。316不锈钢不能通过热处理进行硬化。焊接:316不锈钢具有良好的焊接性能。

不锈钢外观有那些效果及流程

1，表面加工效果

可分为，拉丝效果，喷砂效果，粗细由砂带决定，大体等级可分为120/150/180/220等，另外还有高光镜面效果，腐蚀雾面效果，镭雕雾面效果，机加工CD纹效果。

2，表面电镀效果

如果用304或316不锈钢，外观效果做高光镜片，可不做电镀，直接做原色也可达到理想效果，如果要求要，那就要去做电镀，电镀着色可着成五颜六色，根据色号而定。

3，产品处理流程

原料→冲压→抛光→（拉丝或者喷砂或者其他）→清洗→电镀→字符镭雕或字符丝印→包装完成

4，外观效果检测要求可根据自行定制要求去检测。