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不鏽鋼是不銹耐酸鋼的簡稱。具體是指在大氣、水蒸汽、淡水等弱腐蝕介質中耐腐蝕或具有不銹性的鋼種稱為不鏽鋼;而將耐化學介質腐蝕(酸、鹼、鹽等化學浸蝕)的鋼種稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不鏽鋼一般不耐化學介質腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有不銹性。

1 不鏽鋼 -基本概念

不鏽鋼不鏽鋼

不鏽鋼是不銹耐酸鋼的簡稱。具體是指在大氣、水蒸汽、淡水等弱腐蝕介質中耐腐蝕或具有不銹性的鋼種稱為不鏽鋼;而將耐化學介質腐蝕(酸、鹼、鹽等化學浸蝕)的鋼種稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不鏽鋼一般不耐化學介質腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有不銹性。通俗地說,不鏽鋼就是不容易生鏽的鋼,實際上一部分不鏽鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。不鏽鋼的不銹性和耐蝕性是由於其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。

不鏽鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。鉻是使不鏽鋼獲得耐蝕性的基本元素,當鋼中含鉻量達到 12%左右時,鉻與腐蝕介質中的氧作用,在鋼表面形成一層很薄的氧化膜(自鈍化膜),可阻止鋼的基體進一步腐蝕。除鉻外,常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等,以滿足各種用途對不鏽鋼組織和性能的要求。

2 不鏽鋼 -作用


  自本世紀初發明不鏽鋼以來,不鏽鋼就把現代材料的形象和建築應用中的卓越聲譽集於一身,使其競爭對手羨慕不已。不鏽鋼不會產生腐蝕、點蝕、鏽蝕或磨損。不鏽鋼還是建築用金屬材料中強度最高的材料之一。由於不鏽鋼具有良好的耐腐蝕性,所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不鏽鋼還集機械強度和高延伸性於一身,易於部件的加工製造,可滿足建築師和結構設計人員的需要。 

3 不鏽鋼 -分類方法

不鏽鋼鋼種很多,性能又各異,常見的分類方法有:

① 按鋼的組織結構分類,如馬氏體不鏽鋼、鐵素體不鏽鋼、奧氏體不鏽鋼和雙相不鏽鋼等。

② 按鋼中的主要化學成分或鋼中一些特徵元素來分類,如鉻不鏽鋼、鉻鎳不鏽鋼、鉻鎳鉬不鏽鋼以及超低碳不鏽鋼、高鉬不鏽鋼、高純不鏽鋼等。

③ 按鋼的性能特點和用途來分類,如耐硝酸(硝酸級)不鏽鋼、耐硫酸不鏽鋼、耐點蝕不鏽鋼、耐應力腐蝕不鏽鋼、高強度不鏽鋼等。

④ 按鋼的功能特點分類,如低溫不鏽鋼,無磁不鏽鋼,易切削不鏽鋼,超塑性不鏽鋼等。

4 不鏽鋼 -分類介紹

不銹耐酸鋼
不鏽鋼不鏽鋼

鉻含量不少於12%的耐腐蝕鋼,是不銹耐酸鋼的簡稱。鋼中的鉻與腐蝕介質中的氧作用,在鋼的表面形成一層很薄的氧化膜,稱為自鈍化膜,使鋼在空氣、水和酸、鹼、鹽中很耐腐蝕。鋼中除鉻以外,還可加入鎳、鉬、銅、鈦等合金元素,使其具有更好的耐蝕性、工藝性或機械性能等。鉻不鏽鋼 含鉻量在12~30%之間。最早於1912年由英國的H.布里爾利製成。按室溫下的組織結構,鉻不鏽鋼又分為鐵素體不鏽鋼和馬氏體不鏽鋼兩類。鐵素體不鏽鋼含碳量較低,不能熱處理強化,強度低,可焊性差,如0Cr13、0Cr17Ni等,主要用於製作硝酸工業、人造纖維和食品工業的設備。碳、氮總含量在0.02%以下的超純鐵素體不鏽鋼,如00Cr27Mo鋼等有更好的耐蝕性和工藝性能。馬氏體不鏽鋼含碳量較高,經淬火熱處理后能獲得很高的強度和硬度,但耐蝕性較差,如1Cr13、4Cr13、9Cr18MoV鋼等,多用於製造承受高載荷的汽輪機葉片、螺栓以及要求高硬度的閥片、刀具和軸承等。

鉻鎳不鏽鋼

含鉻12~30%、鎳6~12%和少量其他元素。這種鋼的含碳量極低,室溫時呈奧氏體或奧氏體加鐵素體組織。它比鉻不鏽鋼具有更好的耐蝕性、可焊性和成型性。最早的鉻鎳不鏽鋼於1912年由德國的B.施特勞斯和E.茅雷爾製成。現代最常用的是含鉻18%、鎳8%的18-8型不鏽鋼。這種不鏽鋼屈服強度低,不能熱處理強化。但加工強化傾向大,通過冷加工可獲得高強度的線材和帶材。常用鋼種如0Cr18Ni9、0Cr17Ni13Mo2等,多用於製作化工容器、設備襯裡、輸送管道、醫療器械和儀錶等。加入銅和鉬的不鏽鋼,如0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti等在稀硫酸、磷酸等非氧化性介質中有較好的耐蝕性。含碳量在0.03%以下的超低碳鎳鉻奧氏體不鏽鋼如00Cr18Ni10、00Cr17Ni13Mo2,含鈦的鉻鎳奧氏體不鏽鋼如0Cr18Ni9Ti等有較好的抗晶間腐蝕能力。含錳、氮的鉻鎳奧氏體不鏽鋼,如1Cr18Mn8Ni5N和0Cr18Ni9N等,有較高的屈服強度。

奧氏體系不鏽鋼
不鏽鋼不鏽鋼

據華誠金屬在線了解,在常溫下具有奧氏體組織的不鏽鋼。鋼中含Cr約18%、Ni8%~10%、C約0.1%時,具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不鏽鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量並加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素髮展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不鏽鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強度較低,不可能通過相變使之強化,僅能通過冷加工進行強化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低於0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不鏽鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由於奧氏體不鏽鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業中獲得了廣泛的應用。

奧氏體系不鏽鋼是面心立方結構,代表鋼種是304、321、316。主要特點是: 
1、 在正常熱處理條件下,鋼的基體組織為奧氏體,在不恰當熱處理或不同受熱狀態下,在奧氏體基體中有可能存在少量的碳化物及鐵素體組織。 
2、奧氏體不鏽鋼不能通過熱處理方法改變它的力學性能,只能採用冷變形的方式進行強化。
3、可以通過加入鉬、銅、硅等合金化元素的方法得到適用於各種使用條件的不同鋼種,如316L、304Cu等。 
4、無磁性、良好的低溫性能、易成型性和可焊性是這類鋼種的重要特性。

鐵素體系不鏽鋼

鐵素體系不鏽鋼是體心立方結構,代表鋼種是409、430,其耐蝕性不如奧氏體不鏽鋼。主要特點是:
1、抵抗應力腐蝕開裂能力優越於奧氏體系不鏽鋼;
2、常溫下帶強磁性;
3、熱處理不能硬化,具有優秀的冷加工性。

馬氏體系不鏽鋼
通過熱處理可以調整其力學性能的不鏽鋼,通俗地說,是一類可硬化的不鏽鋼。典型牌號為Cr13型,如2Cr13,3Cr13,4Cr13等。粹火后硬度較高,不同回火溫度具有不同強韌性組合,主要用於蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異,馬氏體不鏽鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同,還可分為馬氏體不鏽鋼、馬氏體和半奧氏體(或半馬氏體)沉澱硬化不鏽鋼以及馬氏體時效不鏽鋼等。

馬氏體系不鏽鋼常溫下具有馬氏體組織,代表鋼種有410、420。主要特點是:
1、馬氏體系不鏽鋼常溫下具有強磁性,一般來講其耐蝕性不突出,但強度高,使用於高強度結構用鋼。
2、高溫下具有穩定的奧氏體組織,空冷或油冷下轉變成馬氏體相,常溫下具有完全的馬氏體組織。

雙相不鏽鋼

 成分中高Cr高N,常溫下具有奧氏體和鐵素體混合相,代表鋼種是2304、2205、2507。主要特點是: 
1、 在高溫下基本為鐵素體組織,在冷卻至室溫時具有30-50%鐵素體+奧氏體雙相組織。
2、屈服強度高、超強的耐點蝕、耐應力腐蝕能力,易於成型和焊接。

沉澱硬化系不鏽鋼

 沉澱硬化不鏽鋼按其組織可分成馬氏體沉澱硬化不鏽鋼(以0Crl7Ni4Cu4Nb為代表),半奧氏體沉澱硬化不鏽鋼(以0Crl7Ni7Al 和0Crl5Ni25Ti2MoVB為代表)和奧氏體加鐵素體沉澱硬化不鏽鋼(以PH55A、B、C為代表)。這類材料是利用熱處理后時效析出Cu、Al、Ti、Nb等的金屬化合物來提高材料的強度。主要特點是:
1、這種類型的不鏽鋼可藉助於熱處理工藝調整其性能,使其在鋼的成型、設備製造過程中處於易加工和易成型的組織狀態。半奧氏體沉澱硬化不鏽鋼通過馬氏體相變和沉澱硬化,奧氏體、馬氏體沉澱硬化不鏽鋼通過沉澱硬化處理使其具有高的強度和良好的韌性。
2、鉻含量在17%左右,加之含有鎳、鉬等元素,因此,除具有足夠的不銹性外,其耐蝕性接近於18-8型奧氏體不鏽鋼。

5 不鏽鋼 -腐蝕條件

不鏽鋼滑梯不鏽鋼滑梯

所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應,在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續進行氧化,使鏽蝕不斷擴大,最終形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金屬(例如,鋅,鎳和鉻)進行電鍍來保證碳鋼表面,但是,正如人們所知道的那樣,這種保護僅是一種薄膜。如果保護層被破壞,下面的鋼便開始鏽蝕。

不鏽鋼的耐腐蝕性取決於鉻,但是因為鉻是鋼的組成部分之一,所以保護方法不盡相同。

在鉻的添加量達到10.5%時,鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加,但鉻含量更高時,儘管仍可提高耐腐蝕性,但不明顯。原因是用鉻對鋼進行合金化處理時,把表面氧化物的類型改變成了類似於純鉻金屬上形成的表面氧化物。這種緊密粘附的富鉻氧化物保護表面,防止進一步地氧化。這種氧化層極薄,透過它可以看到鋼表面的自然光澤,使不鏽鋼具有獨特的表面。而且,如果損壞了表層,所暴露出的鋼表面會和大氣反應進行自我修理,重新形成這種"鈍化膜",繼續起保護作用。因此,所有的不鏽鋼都具有一種共同的特性,即鉻含量均在10.5%以上。

經驗表明,大氣的腐蝕程度因地域而異。為便於說明,建議把地域分成四類,即:鄉村,城市,工業區和沿海地區。
鄉村是基本上無污染的區域。該區人口密度低,只有無污染的工業。
城市為典型的居住、商業和輕工業區,該區內有輕度污染,例如交通污染。
工業區為重工業造成大氣污染的區域。污染可能是由於燃油所形成的氣體,例如硫和氮的氧化物,或者是化工廠或加工廠釋放的其它氣體。空氣中懸游的顆粒,像鋼鐵生產過程中產生的灰塵或氧化鐵的沉積也會使腐蝕增加。
沿海地區通常指的是距海邊一英里以內的區域。但是,海洋大氣可以向內陸縱深蔓延,在海島上更是如此,盛行風來自海洋,而且氣候惡劣。例如,英國氣候條件就是如此,所以整個國家都屬於沿海區域。如果風中夾雜著海洋霧氣,特別是由於蒸發造成鹽沉積集聚,再加上雨水少,不經常被雨水沖刷,沿海區域的條件就更加不利。如果還有工業污染的話,腐蝕性就更大。

美國、英國、法國、義大利、瑞典和澳大利亞所進行的研究工作已經確定了這些區域對各種不鏽鋼耐大氣腐蝕的影響。有關內容在NiIDI出版的《建築師便覽》中作了簡單介紹,該書中的表可以幫助設計人員為各種區域選擇成本效益最好的不鏽鋼。

在進行選擇時,重要的是確定是否還有當地的因素影響使用現場環境。例如,不鏽鋼用在工廠煙囪的下方,用在空調排氣擋板附近或廢鋼場附近,會存在非一般的條件。

6 不鏽鋼 -牌號分組

不鏽鋼不鏽鋼焊絲

200系列—鉻-鎳-錳奧氏體不鏽鋼
300系列—鉻-鎳奧氏體不鏽鋼
301—延展性好,用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於304不鏽鋼。
302—耐腐蝕性同304,由於含碳相對要高因而強度更好。
303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。
304—通用型號;即18/8不鏽鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。
309—較之304有更好的耐溫性。
316—繼304之後,第二個得到最廣泛應用的鋼種,主要用於食品工業和外科手術器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作「船用鋼」來使用。SS316則通常用於核燃料回收裝置。18/10級不鏽鋼通常也符合這個應用級別。型號321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫鏽蝕的風險之外其他性能類似304。
400系列—鐵素體和馬氏體不鏽鋼
408—耐熱性好,弱抗腐蝕性,11%的Cr,8%的Ni。
409—最廉價的型號(英美),通常用作汽車 排氣管,屬鐵素體不鏽鋼(鉻鋼)。
410—馬氏體(高強度鉻鋼),耐磨性好,抗腐蝕性較差。
416—添加了硫改善了材料的加工性能。
420—「刃具級」馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不鏽鋼。也用於外科手術刀具,可以做的非常光亮。
430—鐵素體不鏽鋼,裝飾用,例如用於汽車飾品。良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性要差。
440—高強度刃具鋼,含碳稍高,經過適當的熱處理後可以獲得較高屈服強度,硬度可以達到58HRC,屬於最硬的不鏽鋼之列。最常見的應用例子就是「剃鬚刀片」。常用型號有三種:440A、440B、440C,另外還有440F(易加工型)。
500系列—耐熱鉻合金鋼。
600系列—馬氏體沉澱硬化不鏽鋼。
630—最常用的沉澱硬化不鏽鋼型號,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。

7 不鏽鋼 -維修清理

和其它曝露於大氣中的材料一樣,不鏽鋼也會臟。但是,在雨水沖刷,人工沖洗和已臟表面之間還存在著一種相互關係。

通過把相同的板條直接放在大氣中和放在有棚的地方確定了雨水沖刷的效果。人工沖洗的效果是通過人工用海綿沾上肥皂水每隔六個月擦洗每塊板條的右邊來確定的。結果發現,與放在有棚的地方和不被沖洗的地方的板條相比,通過雨水沖刷和人工擦洗去除表面的灰塵和淤積對錶面情況有良好的作用。而且還發現,表面加工的狀況也有影響,表面平滑的板條比表面粗糙的板條效果要好。

因此洗刷的間隔時間受多種因素影響,主要的影響因素是所要求的審美標準。雖然許多不鏽鋼幕牆僅僅是在擦玻璃時才進行沖洗,但是,一般來講,用於外部的不鏽鋼每年洗刷兩次。

8 不鏽鋼 -標識方法

不鏽鋼不鏽鋼

鋼的編號和表示方法
①用國際化學元素符號和本國的符號來表示化學成份,用阿拉伯字母來表示成份含量:如:中國、俄國12CrNi3A
②用固定位數數字來表示鋼類系列或數字;如:美國、日本、300系、400系、200系;
③用拉丁字母和順序組成序號,只表示用途。
中國的編號規則
①採用元素符號
②用途、漢語拼音,平爐鋼:P、沸騰鋼:F、鎮靜鋼:B、甲類鋼:A、T8:特8、
GCr15:滾珠
◆合結鋼、彈簧鋼,如:20CrMnTi60SiMn、(用萬分之幾表示C含量)
◆不鏽鋼、合金工具鋼(用千分之幾表示C含量),如:1Cr18Ni9千分之一(即0.1%C),不銹C≤0.08%如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03%如0Cr17Ni13Mo
國際不鏽鋼標示方法
美國鋼鐵學會是用三位數字來標示各種標準級的可鍛不鏽鋼的。其中:
①奧氏體型不鏽鋼用200和300系列的數字標示,
②鐵素體和馬氏體型不鏽鋼用400系列的數字錶示。例如,某些較普通的奧氏體不鏽鋼是以201、304、316以及310為標記,
③鐵素體不鏽鋼是以430和446為標記,馬氏體不鏽鋼是以410、420以及440C為標記,雙相(奧氏體-鐵素體),
④不鏽鋼、沉澱硬化不鏽鋼以及含鐵量低於50%的高合金通常是採用專利名稱或商標命名。
4).標準的分類和分級
4-1分級:
①國家標準GB②行業標準YB③地方標準④企業標準Q/CB
4-2分類:
①產品標準②包裝標準③方法標準④基礎標準
4-3標準水平(分三級):
Y級:國際先進水平I級:國際一般水平H級:國內先進水平
4-4國標
GB1220-84不銹棒材(I級)GB4241-84不銹焊接盤園(H級)
GB4356-84不銹焊接盤園(I級)GB1270-80不銹管材(I級)
GB12771-91不銹焊管(Y級)GB3280-84不銹冷板(I級)
GB4237-84不銹熱板(I級)GB4239-91不銹冷帶(I級)

9 不鏽鋼 -應用行業

汽車工業
不鏽鋼汽車排氣管不鏽鋼汽車排氣管

從不鏽鋼應用行業分析,汽車工業是當前發展最快的不鏽鋼應用領域。近十年來,日本汽車用不鏽鋼的消費量已從平均10公斤增至30公斤,美國已超過40公斤。大客車、地鐵、高速鐵路用車等公共交通運輸工具也廣泛採用了不鏽鋼。中國家電行業是不鏽鋼應用潛在的大市場。另外,不鏽鋼在水工業、建築與結構業、環保工業、工業設施中的需求也將逐年上升。具體來看: 車輛/汽車工業:這是當前發展最快的不鏽鋼應用領域。採用高強度不鏽鋼製造車體結構可大大降低車輛自重,增強車體結構的強度,用不鏽鋼做車輛的面板與裝飾部件可減少維護成本。此外,不鏽鋼還因具有抗氯離子腐蝕和耐熱的優點而被由於汽車的排氣系統。現在,日本、美國、瑞典等國已大量使用不鏽鋼車輛。日本從80年代開始推廣,目前其不鏽鋼火車車輛已達60%。轎車工業是不鏽鋼應用的開發重點。

水工業
不鏽鋼工業管不鏽鋼工業管

水在其儲運過程中遭受污染的問題已為人們日益重視。大量實踐證明,不鏽鋼是水的準備、貯存、輸送、凈化、再生、海水淡化等水工業最佳選材。其優點是:耐腐蝕、抗地震、節水、衛生(無鐵鏽及銅綠色)、重量輕(減輕1/3)、少維修、壽命長(可使用40年)、壽命周期成本(LCC)低、屬可回收再利用的綠色環保材料。據介紹,目前,日本東京地區管道不鏽鋼化已達76%,管道漏水率由原來的14.7%降至目前的7.5%。日本大阪遭受大地震後,不鏽鋼儲水罐完好無損。最近,日本開發出波紋管接頭,使不鏽鋼輸水管路的施工成本降低20%,總成本降低3%,維修成本降低3/4。

各種不同類型的不鏽鋼正在日益廣泛和成功地用於各種不同的海洋環境中。必需指出,在海水中不鏽鋼要長期免於腐蝕需要複雜的防腐工程技術和大量投資。奧氏體和馬氏體不鏽鋼很久以來就用於航海動力裝置上的過熱器管道以及透平機葉片。在這些裝置中要保持低氯化物含量是很不容易的,因為航海動力裝置的應用技術與一般發電裝置的基本原理並無差別。不鏽鋼也正在用於遠洋商船上的大容量化學容器,其使用情況在某些方面與陸地化工廠的使用條件截然不同。

大多數不鏽鋼牌號在海洋條件下應用都能得到滿意的結果,但不同牌號則對應力腐蝕開裂表現敏感。以410型為代表的馬氏體鋼和430型為代表的鐵素體鋼,在海洋條件下,數月內便會生鏽。這種均勻鏽蝕可通過機械打磨加以去除。比較受歡迎的不鏽鋼是奧氏體不鏽鋼,因為它的抗鏽蝕能力較強(但由於應力腐蝕開裂則例外)。隨著時間遷移,奧氏體不鏽鋼也會發黑。如果由於美觀或其它方面的原因,這種發黑也可以通過打磨去除。不鏽鋼在海水中很少會產生均勻銹燭,所以在實際使用中可不必擔心。

推進器海洋上的拖輪和其它船隻上的推進器可由鑄造不鏽鋼CF-8(相當干304型不鏽鋼)製成。當船隻不航行時,從推進器主軸通過軸承到船體,構成一個導電的金屬迴路。相當於成分為410型不鏽鋼的鑄造推進器也經常披選用,並在其它方面得到廣泛應用如用於破冰船等。

散裝容器不鏽鋼一直被用來作為貨運中的散袋容器,用以裝載液化天然氣體(LNG),化學藥品、飲料等。貨運中盛LNG的容器習慣採用304L型不鏽鋼,其目的不是為了耐腐蝕而是考慮到在低溫狀態下的機械性能。 對於海運化學製品的容器,採用不鏽鋼的目的主要是考慮到它的耐腐蝕性,這與陸地化學製品的儲運是不同的。如果船隻屬於一般不定期貨輪,則運載化學製品的容器也可以運輸任何物品,從醋酸、糟漿到二甲苯。一般都用316L型不鏽鋼作閥門、貨運泵、管遭、加熱盤管以及容器本身。容器可以由整體不鏽鋼組成或用碳鋼包復上一層0.06~0.08in(1.5—2.0mm)的不鏽鋼板製成。在使用之前,必須進行細緻的檢查板材是否有缺陷並進行徹底的清潔處理和鈍化處理。

建築業
不鏽鋼不鏽鋼
不鏽鋼燃氣灶不鏽鋼燃氣灶

它是不鏽鋼應用最早的領域之一。在建築裝飾方面,目前,不鏽鋼主要用在高層建築的外牆、室內及外柱的包覆,扶手、地板、電梯壁板、門窗、幕牆等內外裝飾及構件。經表面處理、著色、鍍層的不鏽鋼板,解決了觸摸后易出現手印等問題,使不鏽鋼的應用範圍進一步擴大。日本開發了多種不鏽鋼屋面材料,如耐腐蝕性能更好的高、中鉻鐵素體和各種鍍層板。瑞典研製的super-clean刷光表面不鏽鋼板、法國Ugine開發的UGITOP表面板,為建築業提供了新的選擇。

家電業

在家電業,不鏽鋼用量大的是自動洗衣機內筒、熱水器內膽、微波爐內外殼體、冰箱內襯,且多採用鐵素體不鏽鋼。西歐家用電不鏽鋼的比例較大,亞洲除日本接近歐洲水平外一般用得較少。1999年,日本家電業鐵素體、馬氏體類不鏽鋼的消費量達到28%,奧氏體的佔到12%。中國生產的微波爐、冰箱、空調、電視等已是世界上具有競爭力的出口產品,國內家電行業是不鏽鋼應用的潛在大市場。據估計,今後5-10年,中國家電行業不鏽鋼需求將達到10萬-15萬噸。

環保工業

工業廢氣、垃圾和污水處理裝置需採用不鏽鋼製造。在煙氣脫硫過程中,為抵禦二氧化硫及氯離子、鐵離子的腐蝕,在吸收塔、冷卻器、泵、閥門、煙道等處需要採用雙相不鏽鋼及高牌號奧氏體不鏽鋼。垃圾焚燒爐、廢水處理等設施都需要採用高性能不鏽鋼材料製作。

工業設施

發達國家工業設施採用的不鏽鋼比例一般可到15%-20%,目前國內的應用比例還很小。這一方面是因成套引進的工業設備,不鏽鋼材料並未統計,另一方面是因國內材料尚未採用。化工、石化、化纖、造紙、食品、醫藥、能源(核電、火電、燃料電池)等領域都需要不鏽鋼。此外,現有進口設備已進入檢修期。隨著國產不鏽鋼產品質量的提高及特殊牌號產品的開發,今後國內工業設施方面不鏽鋼的應用將會逐年增加。

10 不鏽鋼 -種類對比

不鏽鋼不鏽鋼

碳鋼的密度略高於鐵素體和馬氏體型不鏽鋼,而略低於奧氏體型不鏽鋼;電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不鏽鋼排序遞增;線膨脹係數大小的排序也類似,奧氏體型不鏽鋼最高而碳鋼最小;碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不鏽鋼有磁性,奧氏體型不鏽鋼無磁性,但其冷加工硬化生成成氏體相變時將會產生磁性,可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復其無磁性。
奧氏體型不鏽鋼與碳鋼相比,具有下列特點:
1)高的電陰率,約為碳鋼的5倍。
2)大的線膨脹係數,比碳鋼大40%,並隨著溫度的升高,線膨脹係數的數值也相應地提高。
3)低的熱導率,約為碳鋼的1/3。

不論不鏽鋼板還是耐熱鋼板,奧氏體型的鋼板的綜合性能最好,既有足夠的強度,又有極好的塑性同時硬度也不高,這也是它們被廣泛採用的原因之一。奧氏體型不鏽鋼同絕大多數的其它金屬材料相似,其抗拉強度、屈服強度和硬度,隨著溫度的降低而提高;塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80°C範圍內增長是較為均勻的。更重要的是:隨著溫度的降低,其衝擊韌度減少緩慢,並不存在脆性轉變溫度。所以不鏽鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。
所謂雙相不鏽鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各佔一半,一般最少相的含量也許要達到30%。
由於兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,使DSS兼有鐵素體不鏽鋼和奧氏體不鏽鋼的優點。

與奧氏體不鏽鋼相比,雙相不鏽鋼的優勢如下:
(1)屈服強度比普通奧氏體不鏽鋼高一倍多,且具有成型需要的足夠的塑韌性。採用雙相不鏽鋼製造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%,有利於降低成本。
(2)具有優異的耐應力腐蝕破裂的能力,即使是含合金量最低的雙相不鏽鋼也有比奧氏體不鏽鋼更高的耐應力腐蝕破裂的能力,尤其在含氯離子的環境中。應力腐蝕是普通奧氏體不鏽鋼難以解決的突出問題。
(3)在許多介質中應用最普遍的2205雙相不鏽鋼的耐腐蝕性優於普通的316L奧氏體不鏽鋼,而超級雙相不鏽鋼具有極高的耐腐蝕性,再一些介質中,如醋酸,甲酸等甚至可以取代高合金奧氏體不鏽鋼,乃至耐蝕合金。
(4)具有良好的耐局部腐蝕性能,與合金含量相當的奧氏體不鏽鋼相比,它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優於奧氏體不鏽鋼。
(5)比奧氏體不鏽鋼的線膨脹係數低,和碳鋼接近,適合與碳鋼連接,具有重要的工程意義,如生產複合板或襯裡等。
(6)不論在動載或靜載條件下,比奧氏體不鏽鋼具有更高的能量吸收能力,這對結構件應付突發事故如衝撞,爆炸等,雙相不鏽鋼優勢明顯,有實際應用價值。

與奧氏體不鏽鋼相比,雙相不鏽鋼的弱勢如下:
(1)應用的普遍性與多面性不如奧氏體不鏽鋼,例如其使用溫度必須控制在250攝氏度以下。
(2)其塑韌性較奧氏體不鏽鋼低,冷,熱加工工藝和成型性能(3)存在中溫脆性區,需要嚴格控制熱處理和焊接的工藝制度,以避免有害相的出現,損害性能。

與鐵素體不鏽鋼相比,雙相不鏽鋼的優勢如下:
(1)綜合力學性能比鐵素體不鏽鋼好,尤其是塑韌性,不象鐵素體不鏽鋼那樣對脆性敏感。
(2)除耐應力腐蝕性能外,其他耐局部腐蝕性能都優於鐵素體不鏽鋼。
(3)冷加工工藝性能和冷成型性能遠優於鐵素體不鏽鋼。
(4)焊接性能也遠優於鐵素體不鏽鋼,一般焊前不需預熱,焊后不需熱處理。
(5)應用範圍較鐵素體不鏽鋼寬。

與鐵素體不鏽鋼相比,雙相不鏽鋼的弱勢如下:
合金元素含量高,價格相對高,一般鐵素體不含鎳。

11 不鏽鋼 -與人體健康

不鏽鋼電鍋不鏽鋼電鍋

不鏽鋼是由鐵鉻合金再摻入其他一些微量元素而製成的。由於其金屬性能良好,並且比其他金屬耐鏽蝕,製成的器皿美觀耐用。因此,越來越多的被用來製造廚具,並逐漸進入廣大家庭。

但是,如果使用者缺乏有關方面的使用知識,使用不當,不鏽鋼中的微量金屬元素同樣會在人體中慢慢累積,當達到某一限度時,就會危害人體健康。所以使用不鏽鋼廚具、餐具時必須注意以下幾點:

1、不可長時間盛放鹽、醬油、菜湯等,因為這些食品中含有許多電解質,如果長時間盛放,不鏽鋼同樣會像其他金屬一樣,與這些電解質起電化學反應,使有毒金屬元素被溶解出來。

2、不能用不鏽鋼器皿煎熬中藥,因為中藥中含有很多生物鹼,有機酸等成分,特別是在加熱條件下,很難避免不與之發生化學反應,而使藥物失效,甚至生成某些毒性更大的化合物。

3、切勿用強鹼性或強氧化性的化學藥劑如蘇打、漂白粉、次氯酸鈉等進行洗滌。因為這些物質都是將電解質,同樣會與不鏽鋼起化學反應。

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