不銹鋼(Stainless Steel)指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼,又稱不銹耐酸鋼。實際應(yīng)用中,常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼,而將耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學(xué)成分上的差異,前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。
不銹鋼簡介
所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應(yīng),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(xù)進行氧化,使銹蝕不斷擴大,最終形成孔洞??梢岳糜推峄蚰脱趸慕饘伲ɡ?,鋅,鎳和鉻)進行電鍍來保護碳鋼表面,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,下面的鋼便開始銹蝕 鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素,當(dāng)鋼中含鉻量達到12%左右時,鉻與腐蝕介質(zhì)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銹鋼組織和性能的要求。 不銹鋼通常按基體組織分為: 1、鐵素體不銹鋼。含鉻12%~30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高 , 耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼。 2、奧氏體不銹鋼。含鉻大于18%,還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好,可耐多種介質(zhì)腐蝕。 3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼。兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點,并具有超塑性。 4、馬氏體不銹鋼。強度高,但塑性和可焊性較差。
不銹鋼歷史
畢業(yè)于英國謝菲爾德大學(xué)的著名冶金科學(xué)家亨利·布雷爾利(Harry Brearley)于20世紀(jì)初期發(fā)明了不銹鋼。 不銹鋼的發(fā)明和使用,要追溯到第一次世界大戰(zhàn)時期。英國科學(xué)家布享利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠 不銹鋼旗桿
委托,研究武器的改進工作。那時,士兵用的步槍槍膛極易磨損,布雷爾利想發(fā)明一種不易磨損的合金鋼。布雷爾利發(fā)明的不銹鋼于1916年取得英國專利權(quán)并開始大量生產(chǎn),至此,從垃圾堆中偶然發(fā)現(xiàn)的不銹鋼便風(fēng)靡全球,亨利·布雷爾利也被譽為“不銹鋼之父”。
不銹鋼作用
不銹鋼不會產(chǎn)生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性,所以它能使結(jié)構(gòu)部件永久地保持工程設(shè)計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可滿足建筑師和結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的需要 不銹鋼餐盤
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不銹鋼牌號分組
沉淀硬化型不銹鋼。具有很好的成形性能和良好的焊接性,可作為超高強度的材料在核工業(yè)、航空和航天工業(yè)中應(yīng)用。 按成分可分為Cr系(400系列)、Cr-Ni系(300系列)、Cr-Mn-Ni(200系列)及析出硬化系(600系列)。 200 系列—鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼 300 系列—鉻-鎳 奧氏體不銹鋼 301—延展性好,用于成型產(chǎn)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(yōu)于304不銹鋼。 302—耐腐蝕性同304,由于含碳相對要高因而強度更好?! ?SPAN lang=EN-US>303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。 304— 即18/8不銹鋼。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(yīng)用的鋼種,主要用于食品工業(yè)、制藥行業(yè)和外科手術(shù)器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。由于較之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則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應(yīng)用級別。[1] 不銹鋼水桶
型號 321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風(fēng)險之外其他性能類似304。 400 系列—鐵素體和馬氏體不銹鋼。 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,屬鐵素體不銹鋼(鉻鋼)?! ?SPAN lang=EN-US>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?! ?SPAN lang=EN-US>420—“刃具級”馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不銹鋼。也用于外科手術(shù)刀具,可以做的非常光亮。 430—鐵素體不銹鋼,裝飾用,例如用于汽車飾品。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(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚磲峥梢垣@得較高屈服強度,硬度可以達到58HRC,屬于最硬的不銹鋼之列。最常見的應(yīng)用例子就是“剃須刀片”。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—馬氏體沉淀硬化不銹鋼。 不銹鋼
630—最常用的沉淀硬化不銹鋼型號,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。
不銹鋼為什么耐腐蝕?
所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應(yīng),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(xù)進行氧化,使銹蝕不斷擴大,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,下面的鋼便開始銹蝕。 不銹鋼廚具
不銹鋼的耐腐蝕性取決于鉻,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11.7%以上時,鋼的耐大氣腐蝕性能顯著增加,但鉻含量更高時,盡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于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,使不銹鋼具有獨特的表面。而且,如果損壞了表層,所暴露出的鋼表面會和大氣反應(yīng)進行自我修理,重新形成這種氧化物"鈍化膜",繼續(xù)起保護作用。 因此,所有的不銹鋼元素都具有一種共同的特性,即鉻含量均在10.5%以上
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