一、不銹鋼簡介

　　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(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。

 

二、不銹鋼歷史

　　畢業(yè)于英國謝菲爾德大學的著名冶金科學家享利·布雷爾利（Harry Brearley）于20世紀初期發(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。英國科學家布享利·雷爾利受英國政府軍部兵工廠 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年取得英國專利權并開始大量生產，至此，從垃圾堆中偶然發(fā)現(xiàn)的不銹鋼便風靡全球，亨利·布雷爾利也被譽為“不銹鋼之父”。

 

三、不銹鋼作用

　　不銹鋼不會產生腐蝕、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，所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。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，可滿足建筑師和結構設計人員的需要 。

 

四、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，用于成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好?？鼓バ院推趶姸葍?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。 　　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用的鋼種，主要用于食品工業(yè)、制藥行業(yè)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用級別。[1] 型號 321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風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）。 　　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銹鋼。也用于外科手術刀具，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，經過適當?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。 　　 630—最常用的沉淀硬化不銹鋼型號，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。

 

五、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，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。

 

六、不銹鋼的類型

　　"不銹鋼"一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。有關不銹鋼的進一步詳細情況可參見由NiDI編制的"不銹鋼指南"軟盤。 　　幸而和建筑構造應用領域有關的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22％的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕 。

 

七、不銹鋼的優(yōu)點--耐大氣腐蝕

　　經驗表明，大氣的腐蝕程度因地域而異。為便于說明，建議把地域分成四類，即：鄉(xiāng)村，城市，工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)。 　　鄉(xiāng)村是基本上無污染的區(qū)域。該區(qū)人口密度低，只有無污染的工業(yè)。 　　城市為典型的居住、商業(yè)和輕工業(yè)區(qū)，該區(qū)內有輕度污染，例如交通污染。 　　工業(yè)區(qū)為重工業(yè)造成大氣污染的區(qū)域。污染可能是由于燃油所形成的氣體，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(qū)通常指的是距海邊一英里以內的區(qū)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，所以整個國家都屬于沿海區(qū)域。如果風中夾雜著海洋霧氣，特別是由于蒸發(fā)造成鹽沉積集聚，再加上雨水少，不經常被雨水沖刷，沿海區(qū)域的條件就更加不利。如果還有工業(yè)污染的話，腐蝕性就更大。 　　美國、英國、法國、意大利、瑞典和澳大利亞所進行的研究工作已經確定了這些區(qū)域對各種不銹鋼耐大氣腐蝕的影響。有關內容在NiIDI出版的《建筑師便覽》中作了簡單介紹，該書中的表可以幫助設計人員為各種區(qū)域選擇成本效益最好的不銹鋼。 　　在進行選擇時，重要的是確定是否還有當?shù)氐囊蛩赜绊懯褂矛F(xiàn)場環(huán)境。例如，不銹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。

 

八、維修及清理

　　和其它曝露于大氣中的材料一樣，不銹鋼也會臟。今后的講座將分析影響維修及清理成本的設計因素。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系。 　　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(fā)現(xiàn)，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表面情況有良好的作用。而且還發(fā)現(xiàn)，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。雖然許多不銹鋼幕墻僅僅是在擦玻璃時才進行沖洗，但是，一般來講，用于外部的不銹鋼每年洗刷兩次。

 

九、典型用途

　　大多數(shù)的使用要求是長期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時，主要考慮的是所要求的審美標準、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。 　　然而，其它應用越來越多的只是尋求結構的完整性或不透水性。例如，工業(yè)建筑的屋頂和側墻。在這些應用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很干凈也可以。 　　在干燥的室內環(huán)境中使用304不銹鋼效果相當好。但是，在鄉(xiāng)村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經常進行清洗。在污染嚴重的工業(yè)區(qū)和沿海地區(qū)，表面會非常臟，甚至產生銹蝕。但要獲得戶外環(huán)境中的審美效果，就需采用含鎳不銹鋼。所以，304不銹鋼廣泛用于幕墻、側墻、屋頂及其它建筑用途，但在侵蝕性嚴重的工業(yè)或海洋大氣中，最好采用316不銹鋼。 現(xiàn)在，人們已充分認識到了在結構應用中使用不銹鋼的優(yōu)越性。有幾種設計準則中包括了304和316不銹鋼。因為"雙相"不銹鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體，所以，歐洲準則中也包括了這種鋼。 　　產品形狀 　　實際上，不銹鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產制造的，而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼制成的，也用中厚板生產特殊產品，例如，生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產品，包括型材、棒材、線材和鑄件。

 

十、表面狀態(tài)

　　正如后面將談到的，為了滿足建筑師們美學的要求，已開發(fā)出了多種不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者無光澤的；可以是光面的、拋光的或壓花的；可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不銹鋼表面蝕刻有圖案，也可進行拉絲等，以滿足設計人員對外觀的各種要求。 　　保持表面狀態(tài)是容易的。只需偶爾進行沖洗就能去除灰塵。由于耐腐蝕性良好，也可以容易地去除表面的涂寫污染或類似的其它表面污染。

 

十一、未來展望

　　由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說是獨一無二的，而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應用中性能更好，一直在改進現(xiàn)有的類型，而且，為了滿足高級建筑應用的嚴格要求，正在開發(fā)新的不銹鋼。由于生產效率不斷提高，質量不斷改進，不銹鋼已成為建筑師們選擇的最具有成本效益的材料之一。 　　不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身，所以不銹鋼仍將是世界上最佳的建筑材料之一。

 

十二、不銹鋼的標識方法

　　鋼的編號和表示方法 　?、儆脟H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(shù)數(shù)字來表示鋼類系列或數(shù)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。 　　我國的編號規(guī)則 　　①采用元素符號 　?、谟猛?、漢語拼音，平爐鋼：P、 沸騰鋼：F、 鎮(zhèn)靜鋼：B、甲類鋼：A、T8：特8、 　　GCr15：滾珠 　　◆合金鋼、彈簧鋼，如：20CrMnTi 60SiMn、（用萬分之幾表示C含量） 　　◆不銹鋼、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00Cr17Ni13Mo 　　國際不銹鋼標示方法 　　美國鋼鐵學會是用三位數(shù)字來標示各種標準級的可鍛不銹鋼的。其中： 　?、?font color="#136ec2">奧氏體型不銹鋼用200和300系列的數(shù)字標示，例如，某些較普通的奧氏體不銹鋼 　　是以201、 304、 316以及310為標記。 ②鐵素體和馬氏體型不銹鋼用400系列的數(shù)字表示。 　?、坭F素體不銹鋼是以430和446為標記，馬氏體不銹鋼 是以410、420以及440C為標 　　記，雙相（奧氏體－鐵素體）， 　?、懿讳P鋼、沉淀硬化不銹鋼以及含鐵量低于50%的高合金通常是采用專利名稱或商標命名。 　　4)．標準的分類和分級 　　4-1分級分類： 　?、賴覙藴蔊B ②行業(yè)標準YB ③地方標準 ④企業(yè)標準Q/CB 　　4-2 分類： 　?、佼a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）

 

十三、不銹鋼

　　不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼，它是由不銹鋼和耐酸鋼兩大部分組成的，簡言之，能抵抗大氣腐蝕的鋼叫不銹鋼，而能抵抗化學介質腐蝕的鋼叫耐酸鋼。一般說來，含硌量Wcr大于12%的鋼就具有了不銹鋼的特點 不銹鋼按熱處理后的顯微組織又可分為五大類：即鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼及沉淀碳化不銹鋼文字 　　不銹鋼設備制作過程中會出現(xiàn)表現(xiàn)損傷，缺陷以及一些影響表面的物質，如：粉塵、浮鐵粉或嵌入的鐵，熱回火色和其它氧化層、銹斑、研磨毛刺、焊接引弧斑痕、焊接飛濺、焊劑、焊接缺陷、油和油脂、殘余粘合劑和油漆、粉筆和標記筆印等。絕大多數(shù)都是因為忽略了它們的有害影響而不重視或做得不好。但是，它們對氧化保護膜有著潛在的危害。保護膜一旦被損壞，被減薄或用其它方法使之改變，下面的不銹鋼就會開始腐蝕。腐蝕一般不是遍及整個表面，而是在缺陷處或其周圍。這種局總腐蝕通常會為點蝕或縫隙腐蝕，這兩種腐蝕會向深度和廣度發(fā)展，而大部分表面不受侵蝕。下面談一下造成這些問題的各種原因。

 

十四、不銹鋼表面損傷和夾帶外來物的清洗

　　1、粉塵 　　制作經常是在有粉塵的場地進行，空氣中常帶有許多粉塵，它們不斷地落在設備表面。它們可以用水或堿性溶液去除掉。不過，有附著力的塵垢需要高壓水或蒸氣進行清理。 　　2、浮鐵粉或嵌入的鐵 　　在任何表面上，游離鐵都會生銹并使不銹鋼產生腐蝕。因此，必須清除。浮粉一般可隨粉塵一起清除掉。有些粘著力很強，必須按嵌入的鐵處理。除粉塵外，表面鐵的來源很多，其中包括用普通碳鋼鋼絲刷清理和用以前在普碳鋼，低合金鋼或鑄鐵件上使用過的砂子、玻璃珠或其它磨料進行噴丸處理，或在不銹鋼部件及設備附近對前面提到的非不銹鋼制品進行修磨。在下料或吊過過程中如果不對不銹鋼采取保護措施，鋼絲繩、吊具和工作臺面上的鐵很容易嵌入或玷污表面。 　　訂貨要求和制作后檢查可以防止并發(fā)現(xiàn)游離鐵的存在，ASTM標準A380[3]規(guī)定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼微粒的鐵銹試驗法。當要求絕對不能有鐵存在的時候，應該使用這種檢驗方法。如果結果令人滿意，應用干凈的純水或硝酸對表面進行洗滌，直到深藍色完全消失。 　　正如標準A380[3]指出的如果鐵銹試驗溶液不能全部清除干凈，不推薦在設備的工藝表面，即用來生產人類消費品的直接接觸表面采用這種試驗方法。比較簡單的試驗方法是在水中暴露12~24小時，檢查是否有銹斑。這種試驗靈敏性差，而且耗時。這些都是檢測試驗，不是清理方法。如果發(fā)現(xiàn)有鐵存在，必須用后面介紹的化學和電化學的方法進行清理。 　　3、劃痕 　　為了防止工藝潤滑劑或生成物和/或污物積留，必須對劃痕和其它粗糙表面進行機械清理(如干噴砂,磨料用玻璃珠)。 　　4、熱回火色和其它氧化層 　　如果在焊接或修磨過程中不銹鋼在空氣中被加熱到一定的高溫，焊縫兩側、焊縫的下表面和底部都會出現(xiàn)鉻氧化物熱回火色。 熱回火色比氧化保護膜薄，而且明顯可見。顏色決定于厚度,可呈見彩虹色、藍色、紫色到淡黃色和棕色。較厚的氧化物一般為黑色。它是由于在高溫或長時間在較高度下停留所致。當出現(xiàn)任何一種這類氧化層時，金屬表面的鉻含量都會降低，造成這些區(qū)域的耐腐蝕性降低。在這種情況下，不僅要消除熱回火色和其它氧化層，還應對它們下面的貧鉻金屬層進行清理。 　　5、銹斑 　　制作前或制作過程中有時會看到不銹鋼產品或設備上生銹，這說明表面受到嚴重污染。設備投入使用前必須把銹清除掉，徹底清理過的表面應通過鐵試驗和/或水試驗進行檢驗。 　　6、粗糙的研磨和機加工 　　研磨和機加工都會造成表面粗糙，留有凹槽，重疊和毛刺等缺陷。每種缺陷也可能使金屬表面損傷到一定深度，以至于受損傷的金屬表面無法通過酸洗，電拋光或噴丸(如干噴砂,磨料用玻璃珠)等方法清理掉。粗糙表面能夠成為發(fā)生腐蝕和沉積生成物的發(fā)源地，重焊前清理焊縫缺陷或清除多余的焊縫加強高都不能用粗磨進行研磨。對后一種情況，應再用細磨料研磨。 　　7、焊接引弧斑痕 　　焊工在金屬表面引弧時，會造成表面粗糙缺陷。保護膜受損，留下潛在的腐蝕源。焊工應在已經焊好的焊道上或在焊縫接頭的側邊引弧。然后將引弧痕跡熔入焊縫中。 　　8、焊接飛濺 　　焊接飛濺與焊接工藝有很大關系。例如：GTAM(氣體保護鎢極電弧焊)或TIG(惰性氣體保護鎢極焊)沒有飛濺。但是，采用GMAW(氣體保護金屬電弧焊)和FCAW(帶焊劑芯的電弧焊)兩種焊接工藝時如果焊接參數(shù)使用不當會造成大量飛濺。出現(xiàn)這種情況時，必須調整參數(shù)。如果要解決焊接飛濺的問題，焊接前應在接頭的每一邊涂上防濺劑，這樣可以消除飛濺物的附著力。焊完后可以很容易地將這種防濺劑及各種飛濺物清理掉，可不損傷表面或帶來輕微損傷。 　　9、焊劑 　　利用焊劑進行焊接的工藝有手工焊，帶焊劑芯電弧焊和埋弧焊，這些焊接工藝都會在表面留下細小的焊劑顆粒，普通的清理方法無法將它們清除掉。這此顆粒將是縫隙腐蝕的腐蝕源，必須采用機械清理方法去除這些殘留焊劑。 　　10、焊接缺陷 　　焊接缺陷如：咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋不僅降低接頭的牢固性，而且還會成為縫隙腐蝕的腐蝕源。改善這種結果進行清理操作時，它們還會夾帶固體顆粒。這些缺陷可通過重新焊接或修磨后重焊進行修補。 　　11、油和油脂 　　有機物質如：油，油脂甚至指印都會成為局部腐蝕的腐蝕源。由于這些物質能起屏障作用，它們會影響化學和電化學清理效果，因而必須徹底清理掉。ASTM A380有一種簡單的斷水(WATERBREAK)試驗檢測有機污染物。試驗時，從垂直表面的頂部澆下水，在向下流的過程中水會沿著有機物質的周圍分開。熔劑和/或酸性化學清洗劑可清除油跡和油脂。 　　12、殘余粘合劑 　　撕掉膠帶和保護紙時，粘合劑總有一部分殘留在不銹鋼表面。如果粘全劑還沒硬，可以用有機熔劑去除。但是，當曝露在光和/或空氣中時，粘全劑變硬，形成縫隙腐蝕的腐蝕源。然后需要用細磨料進行機械清理。 　　13、油漆、粉筆和標記筆印 　　這些污染物的影響與油和油脂的影響相似。建議用干凈的刷子和干凈的水或堿性清洗劑進行洗滌，也可以使用高壓水或蒸汽沖洗。 在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱系數(shù)大，膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優(yōu)良等特點，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限制了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。

 

十五、不銹鋼和碳鋼的物理性能數(shù)據(jù)對比

　　碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼，而略低于奧氏體型不銹鋼；電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增；線膨脹系數(shù)大小的排序也類似，奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最小；碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性，奧氏體型不銹鋼無磁性，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。 　　奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，具有下列特點： 　　1）高的電阻率，約為碳鋼的5倍。 　　2）大的線膨脹系數(shù)，比碳鋼大40％，并隨著溫度的升高，線膨脹系數(shù)的數(shù)值也相應地提高。 　　3）低的熱導率，約為碳鋼的1/3。

 

十六、不銹鋼的力學性

　　不論不銹鋼板還是耐熱鋼板，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，這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數(shù)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＆#176;C范圍內增長是較為均勻的。更重要的是：隨著溫度的降低，其沖擊韌度減少緩慢，并不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。 　　不銹鋼的耐熱性能 　　耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩(wěn)定性，同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。 　　碳的影響:碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體區(qū)的元素.碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍,碳是一種間隙元素,通過固溶強化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強度.碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應力腐蝕的性能. 　　但是,在奧氏體不銹鋼中,碳常常被視為有害元素,這主要是由于在不銹鋼和耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經450~850℃加熱),碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導致局部鉻的貧化,使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下降.因此,60年代以來新發(fā)展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道隨著碳含量降低,鋼的晶間腐蝕敏感性降低,當碳含量低于0.02%才具有最明顯的效果,一些實驗珠光還指出,碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點腐蝕分傾向.由于碳的有害作用,不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過和中應按要求控制盡量低的碳含量,而且在隨后的熱,冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳,且免鉻的碳化物析出. 　　鉻的影響:鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質作用下,鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩(wěn)定鈍態(tài)的結果.○1鉻對組織的影響:在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成并穩(wěn)定鐵體的元素,縮小奧氏體區(qū),隨著鋼中含量增加,奧氏體不銹鋼中可出現(xiàn)鐵素體(δ)組織,研究表明,在鉻鎳奧氏體不銹鋼中,當碳含量為0.1%,鉻含量為18%時,為獲得穩(wěn)定的單一奧氏體組織,所需鎳含量最低,約為8%,就這一點而言,常用的18Cr—8Ni型鉻鎳奧氏體不銹鋼是含鉻,鎳量配比最為適宜的一種. 　　有奧氏體不銹鋼中,隨著鉻含量的增加,一些金屬間相(比如δ相)的形成傾向增大,當鋼中含有鉬時,鉻含含量會增加還會χ相等的形成,如前所述,σ, χ相的析出不僅顯著降低鋼的塑性和韌性,而且在一些條件下還降低鋼的耐蝕性,奧氏體不銹鋼中鉻含量的提高可使馬氏體轉烴溫度(Ms)下降,從而提高奧氏體基體的穩(wěn)定性.因此高鉻(比如超過20%)奧氏體不銹鋼即使經過冷加工和低溫處理也很難獲得馬氏體組織.. 　　鉻是強碳化物形成元素,在奧氏體不銹鋼中也不例外,奧氏體不銹鋼中常見的鉻碳化物有Cr23C6;當鋼中含有鉬或鉻時,還可見到期Cr6C等碳化物,它們的形成在某些條件下對鋼的性能會產生重要影響.○2鉻對性能的影響:一般來主,只要奧氏體不銹鋼保持完全奧氏體組織而沒有δ鐵素體等的形成,僅提高鋼中鉻含量不會對力學性能有顯著影響,鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是耐蝕性,主要表現(xiàn)為:鉻提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的性能;在鎳以及鉬和銅復合作用下,鉻提高鋼耐一些還原性介質,有機酸,尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐局部腐蝕,比如晶間腐蝕.點腐蝕,縫隙腐蝕以及某此條件下應力體育館的性能..對奧氏體不銹鋼晶間體育館敏感性影響最大的因素是鋼中碳含量,其他元素對晶間體育館的作用主要視其對碳化物的溶解和沉淀行為的影響而定,在奧氏體不銹鋼中,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益,鉻非常有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕性能,當鋼中同時有鉬或鉬及氮存在時,鉻的這種有效性大加強,雖然根據(jù)研究鉬的耐點體育館及縫隙腐蝕的能力為鉻的話倍左右,氮為鉻的30倍,但是大量研究,奧氏體不銹鋼中如果沒有鉻或者鉻含量較低,鉬及氮的耐點腐蝕與縫隙腐蝕作用便會喪失或不夠顯著. 　　鉻對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能的作用,隨實驗介質條件及實際使用環(huán)境而異,在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用一般是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質,高溫高壓水以及點腐蝕為起源的應力腐蝕條件下,提高鋼中鉻含量則對耐應力腐蝕有利,同時,鉻還可防止奧氏體不銹鋼及合金中由于鎳含量提高而容易出現(xiàn)的晶間型應力腐蝕的傾向,對開苛性(NqOH)應力腐蝕,鉻的作用也是有益的 　　鉻除對負數(shù)氏體不銹鋼耐蝕性有重要影響外,還能顯著提高該類鋼的抗氧化,抗硫化和抗融鹽腐蝕等性能. 　　鎳是奧氏體不銹鋼中的主要合金元素,其主要作用是一百萬并穩(wěn)定奧氏體,使鋼獲得完全奧氏體組織,從而使鋼具有良好的強度和塑性,韌性的配合,并具有優(yōu)良的冷,熱加工性和冷形成性以及焊接,低溫與無磁等性能,同時提高奧氏體不銹鋼的熱力學穩(wěn)定性,使之不僅比相同鉻,鉬含量的鐵素體,馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,而且于表面膜穩(wěn)定性的提高,從而使鋼還具有更加優(yōu)異的耐一些還原性介質的性能. 　　1鎳對組織的影響 　　鎳是強烈一百萬并穩(wěn)定奧氏體且擴大奧氏體相區(qū)的元素,為了獲得單一的奧氏體組織,當鋼中含有0.1%碳和18%鉻時所需的最低鎳含量約為8%,這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本分,奧氏體不銹鋼中,隨著鎳含量的增加,殘余的鐵素體可完全消除,并顯著降低σ相形成的傾向;同時馬氏體轉烴溫度降低,甚至可不出現(xiàn)λ→M相變,但是鎳含量的增加會降低碳在奧氏體不銹鋼中的溶解度,從而使碳化物析出傾向增強. 　　2鎳對性能的影響 　　鎳對奧氏體不銹鋼特別是對鉻鎳負數(shù)氏體不銹鋼力學性能的影響主要是由鎳對奧氏體穩(wěn)定性的影響來決定,在鋼中可能發(fā)生馬氏體轉變的鎳含量范圍內,隨著鎳含量的增加,鋼的強度降低頁塑性提高,具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻鎳奧氏體不銹鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優(yōu)良,因而可作為低溫鋼使用,這是眾所周知的,對于具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼,鎳的加入可進一步改善其韌性.鎳還可顯著降低奧氏體不銹鋼的冷加工硬化傾向,這主要是由于奧氏體穩(wěn)定性增大,減少以至消除了冷加工過程中的馬氏體轉變,同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯,不銹鋼冷加工硬化傾向的影響,鎳降低奧氏體不銹鋼冷加工硬化速率,與降低鋼的室溫及低溫強度,提高塑性的作用,決定了鎳含量的提高有利于奧氏體不銹的冷加工成形性能,提高鎳含量還可減少以至消除18-8和17-14-2型鉻鎳9鉗)奧氏體不銹鋼中的δ鐵素體,從而提高其熱加工性能,但是,δ鐵素體的減少對這些鋼種的可焊接性不利會增大焊接熱裂紋絲傾向,此外,鎳還可顯著提高鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼的熱加工性能,從而顯著提高鋼的成材率 　　在奧氏體不銹鋼中,鎳的加入以及隨著鎳含量的提高,導致鋼的熱力學穩(wěn)定性增加,因此奧氏體不銹鋼具有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,且隨著鎳含量增加,耐還原性介質的性能進一步得到改善.值得指出,鎳還是提高奧氏體不銹耐許多介質穿晶型應力腐蝕的唯一重要元素. 　　在各種酸介質中鎳對奧氏體不銹鋼耐蝕性能的影響,需要指出,在高溫高壓水中的一些條件下,鎳含量的提高導致鋼和合金的晶間型應力腐蝕敏感性增加,但是這種不利作用會由于鋼及合金中鉻含量的提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高,其產生晶間腐蝕的臨界碳含量降低,即鋼的晶間腐蝕敏感性增加,至于對奧氏體不銹鋼耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能,鎳的作用并不顯著,此外,鎳還提高奧氏體不銹鋼的高溫抗氧化性能,這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分,結構和性能降低,并且鎳含量越高越有害,這主要是由于鋼中晶界處一百萬低熔點硫化鎳所致. 　　一般來說,簡單的鉻鎳(及鉻錳氮)奧氏體不銹鋼僅用于要求不銹性和耐氧化性介質(比如硝酸等)的使用條件下,鉬作為奧氏體不銹鋼中的重要合金元素加入到鋼中使其使用范圍進一步擴大,鉬的作用主要是提高鋼在還原性介質(比H2SO4,H3PO4,以及一些有機酸和尿素環(huán)境)的耐蝕性,并提高鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕等性能. 　　1鉬對組織的影響 　　鉬和鉻都是形成和穩(wěn)定鐵素體并擴大鐵素體相區(qū)的元素,鉬形成鐵素體的能力與鉻相當.鉬還促進奧氏體不銹鋼中金屬間相,比如σ相,,κ相,和Laves相等的沉淀,對鋼的耐蝕性和力學性能都會產生不利影響,告別是導致塑性,韌性下降,為使奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織,隨著鋼中鉬含量的增加,奧氏體形成元素(鎳,氮及錳等)的含量也要相應提高,以保持鋼中鐵素體與奧氏體形成元素之間的平衡. 　　2鉬對性能的影響 　　鉬對奧氏體不銹鋼的氧化作用不顯著,因此當鉻鎳奧氏體不銹鋼保持單一的奧氏體組織且無金屬間析出時,鉬的加入對其室溫力學性能影響不大,但是,隨著鉬含量的增加,鋼的高溫強度提高,比如持久,蠕變等性能均獲較大改善,因此含鉬不銹鋼也常在高溫下應用,然而,鉬的加入使鋼的高溫變形抗力增大,加之鋼中常常存在少量δ鐵素體因而含鉬不銹鋼的熱衷加工性比不含鉬鋼為差,而且鉬含量越高,熱加工性能越壞,另外,含鉬奧氏體不銹鋼中容易一百萬κ(σ)相沉淀,這將顯著惡化鋼的塑性和韌性,因此在含鉬奧氏體不銹鋼的生產,設備制造和應用過程中,要注意防止鋼中金屬間相的形成. 　　鉬在奧氏體不銹鋼中的主要作用是提高鋼的耐還原性介質的腐蝕性能和耐點腐蝕,耐縫隙腐蝕等的性能.分別為鉬對鉻鎳奧氏體不銹鋼在硝酸,硫酸,醋酸,磷酸和尿素等介質中耐蝕性的影響,可以看出,除在氧化性介質HNO3中處,鉬的作用都是有益的,因此含鉬的奧氏體不銹鋼一般不用天耐硝酸的腐蝕,除非硝酸中含F(xiàn)-,Cl-等離子, 　　雖然鉬作用為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質,面點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實驗已指出,鉬的耐蝕作用僅相當鋼中含有較高量的鉻時才有效,鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時,鉬形成酸鹽后的緩蝕作用也已為實驗所證實. 　　在耐高濃氯化物溶液的應力腐蝕方面,雖然鉬作為合金元素對奧氏體不銹鋼耐還原性介質,耐點腐蝕及縫隙腐蝕的原因尚不完全清楚,但大量實驗已指出,鉬的作用僅當鋼中含有較高量的鉻時才有效,鉬主要是強化鋼中鉻的耐蝕作用,與此同時,鉬形成鉬酸鹽后的緩沖作用也已為實驗所證實. 　　在耐高濃氯化物沉淪的應力腐蝕方面,雖然一此實驗指同.3#以下的鉬對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能有害,,但是由于常見鉻鎳奧氏體不銹鋼多在含有微量氯化物及飽和氧的水介質中使用,其應力腐蝕又以點腐蝕為起源,因此含鉬的鉻鎳鉬奧氏體不銹鋼由于耐點腐蝕性能較高,所以在實際應用中常常比不含鉬鋼具有更好的耐氯化物應力腐蝕性能.

 

十七、不銹鋼的特性和用途

　　序號 類別 牌號 特性和用途 　　1 奧氏體形 1Cr17Mn6Ni5N 節(jié)鎳鋼種，代替牌號1Cr17Ni7，冷加工后具有磁性。鐵道車輛用。 　　2 1Cr18Mn8Ni5N 節(jié)鎳鋼種，代替牌號1Cr18Ni9 　　3 1Cr17Ni7 經冷加工有高的強度。鐵道車輛，傳送帶，螺栓螺母 　　4 1Cr18Ni9 經冷加工有高的強度，但伸長率比1Cr17Ni7稍差。建筑用裝飾部件。 　　5 Y1Cr18Ni9 提高切削、耐燒蝕性。最適用于自動車床。螺栓螺母 　　6 Y1Cr18Ni9Se 提高切削、耐燒蝕性。最適用于自動車床。鉚釘、螺釘 　　7 0Cr19Ni9 作為不銹耐熱鋼使用最廣泛，食品用設備，一般化工設備，原子能工業(yè)用 　　8 00Cr19Ni11 比0Cr19Ni9碳含量更低的鋼，耐晶間腐蝕性優(yōu)越，為焊接后不進行熱處理部件類 　　9 0Cr19Ni9N 在牌號0Cr19Ni9上加N，強度提高，塑性不降低。使材料的厚度減少。作為結構用強度部件 　　10 0Cr19Ni10NbN 在牌號0Cr19Ni9上加N和Nb，具有與0Cr19Ni9N相同的特性和用途 11 00Cr18Ni10N 在牌號00Cr19Ni11上加N，具有以上牌號同樣特性，用途與0Cr19Ni9N相同，但耐晶間腐蝕性更好 　　12 1Cr18Ni12 與0Cr19Ni9相比，加工硬化性。旋壓加工，特殊拉撥，冷鐓用 　　13 0Cr23Ni13 耐腐蝕性，耐熱性均比0Cr19Ni9好 　　14 0Cr25Ni20 搞氧化性比0Cr23Ni13好。實際上多作為耐熱鋼使用 　　15 0Cr17Ni12Mo2 在海水和其他各種介質中，耐腐蝕性比0Cr19Ni9好。主要作耐點蝕材料 　　16 0Cr18Ni12Mo2Ti 用于抗硫酸、磷酸、蟻酸、醋酸的設備，有良好耐晶間腐蝕性 　　17 00Cr17Ni14Mo2 為0Cr17Ni12Mo2的超低碳鋼，比0Cr17Ni12Mo2耐晶間腐蝕性好 　　18 0Cr17Ni12Mo2N 在牌號0Cr17Ni12Mo2中加入N，提高強度，不降低塑性，使材料厚度減薄。作耐腐蝕性較好的強度較高的部件 　　19 00Cr17Ni13Mo2N 在牌號00Cr17Ni14Mo2中加入N，具有以上牌號同樣特性，用途與0Cr17Ni12Mo2相同，但耐晶腐蝕性更好 　　20 0Cr18Ni12Mo2Cu2 耐腐蝕性、耐點腐蝕性比0Cr17Ni12Mo2好。用于耐硫酸材料 　　21 00Cr18Ni14Mo2Cu2 為0Cr18Ni12Mo2Cu2的超低碳鋼，比0Cr18Ni12Mo2Cu2耐晶間腐蝕性好 　　22 0C19Ni13Mo3 耐點腐蝕性比0Cr17Ni12Mo2好。作染色設備材料等 　　23 00Cr19Ni13Mo3 為0Cr19Ni13Mo3的超低碳鋼，比0Cr19Ni13Mo3耐晶間腐蝕性好 　　24 0Cr18Ni16Mo5 吸取含氯離子溶液的熱交換器，醋酸設備，磷酸設備，漂白裝置等，在00Cr17Ni14Mo2和00Cr17Ni13Mo3不能適用的環(huán)境中使用 　　25 1Cr18Ni9Ti 作焊芯，抗磁儀表、醫(yī)療器械、耐酸容器及設備襯里輸送管道等設備和零件 　　26 0Cr18Ni11Ti 添加Ti提高耐晶間腐蝕性，不推薦作裝飾部件 　　27 0Cr18Ni11Nb 含Nb提高耐晶間腐蝕性 　　28 奧氏體不銹鋼 0Cr18Ni9 　　在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹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于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應用。 　　29 0Cr18Ni13Si4 　　在牌號0Crl 9Ni9中增加Ni，添加Si，提高耐應力腐蝕斷裂性。用子含氯 離子環(huán)境 　　30 奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼 0Cr26Ni5Mo2 　　是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數(shù)高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。 　　31 1Cr18Ni11Si4A1Ti 　　制作抗高溫濃硝酸介質的零件和設備 　　32 00Cr18Ni5Mo3Si2 　　具有鐵素體一鼻氏體形雙相組織，耐應力腐蝕破裂性能好，耐點蝕性能 與00Crl7Nil3M02相當，具有較高的強度適于含氯離子的環(huán)境，用于煉油、化肥、造紙、石油、化工等工業(yè)熱 交換器和冷凝器等 　　33 鐵素體型 　　0Cr13A1 　　從高溫下冷卻不產生顯著硬化，汽輪機材料，淬火用部件，復合鋼材 　　34 00Cr12 　　比0Crl3含碳量低，焊接部位彎曲性能、加工性能、耐高溫氧化性能好。 作汽車排氣處理裝置，鍋爐燃燒室、噴咀 　　35 鐵素體不銹鋼 1Cr17 　　在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱系數(shù)大，膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優(yōu)良等特點，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限制了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。多用于建筑內裝飾用，重油燃燒器部件，家庭用具，家用電器部件！ 　　36 Y1Cr17 　　比lCrl7提高切削性能。自動車床用，螺栓、螺母等 　　37 1Cr17Mo 　　為1Crl7的改良鋼種，比lCrl7抗鹽溶液性強，作為汽車外裝材料使用 　　38 00Cr30Mo2 　　高O—Mo系，C、N降至極低。耐蝕性很好。作與乙酸、乳酸等有機酸有關 的設備，制造苛性堿設備。耐鹵離子應力腐蝕破裂、耐點腐蝕 　　39 00Cr27Mo2 　　要求性能，用途、耐蝕性和軟磁性與00Cr30M02類似 　　40 馬氏體型 1Cr12 　　作為汽輪機葉片及高應力部件之良好的不銹耐熱鋼 　　41 馬氏體不銹鋼 1Cr13 　　通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼，通俗地說，是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為1Cr13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，主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據(jù)化學成分的差異，馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據(jù)組織和強化機理的不同，還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體（或半馬氏體）沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。 　　42 1Cr13Mo 　　為比1Crl3耐蝕性高的高強度鋼鋼種。汽輪機葉片，高溫用部件 　　43 Y1Cr13 　　不銹鋼中切削性能最好的鋼種。自動車床用 　　44 2Cr13 　　淬火狀態(tài)下硬度高．耐蝕性良好。作汽輪機葉片 　　45 3Cr13 　　比2Cr13淬火后的硬度高，作刀刃具、噴咀。閥座，閥門等 　　46 3Cr13Mo 　　作較高硬度及高耐磨性的熱油泵軸、閥片、閥門軸承，醫(yī)療器樁彈簧等 零件 　　47 Y3Cr13 　　改善3Crl瑚削性能的鋼種 　　48 1Cr17Ni12 　　具有較高強度的耐硝酸及有機酸腐蝕的零件。窖器和設備 　　49 7Cr17 　　具有較高強度的耐硝酸及有機酸腐蝕的零件。窖器和設備 　　50 8Cr17 　　硬化狀態(tài)下，比7Crl7硬，而比11Crl7韌性高。作刀具，閥門 　　51 11Cr7 　　在所有不銹鋼、耐熱鋼中，硬度量高。作噴咀，軸承 　　52 Y11Cr17 　　在11Crl7提高7切削性的鋼種。自動車床用 　　53 沉淀硬 0Cr17Ni4Cu4Nb 　　添加銅的沉淀硬化型鋼種。軸類、汽輪機部件

 

十八、不銹鋼的腐蝕

　　不銹鋼為什么也生銹?當不銹鋼管表面出現(xiàn)褐色銹斑（點）的時候，人們大感驚奇就不是不銹鋼了，可能是鋼質出現(xiàn)了問題”。 其實，這是對不銹鋼缺乏了解的一 種片面的錯誤看法。不銹鋼在一定的條件下也會生銹的。不銹鋼具有有在含酸、堿、鹽的介質中耐腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質本身化學組成、加互狀態(tài)、使用條件及干燥清潔的大氣中，有絕對優(yōu)良的抗銹蝕能力，但將它移到海濱地區(qū)，在含有大量鹽份的海霧中，鋼管則表現(xiàn)良好。因此，不是任何一種不銹鋼在任何環(huán)境下都能耐腐蝕不生銹的。 　　不銹鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的的繼續(xù)滲入、繼續(xù)氧化，而獲得抗銹蝕的能力。一旦有某種原因，這種薄膜遭到了不斷地破壞，空氣或液體就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來，形成疏松的氧斷地銹蝕。 　　一種不銹鋼可在許多介質中具有良好的耐蝕性，但在另外某種介質中，卻可能因化學穩(wěn)定性低而發(fā)生腐蝕。所以說，一種不銹鋼不可能對所有介質都耐蝕。 　　金屬的腐蝕，按機理可分為物理腐蝕、化學腐蝕與電化學腐蝕 工程實際中的金屬腐蝕，絕大多數(shù)都屬于電化學腐蝕。 　　不銹鋼的主要腐蝕形式有均勻腐蝕（表面腐蝕）、點腐蝕、縫隙 腐蝕和應力腐蝕等。 　　均勻腐蝕 　　均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質的金屬表面全部產生腐蝕的現(xiàn)象。根據(jù)不同的使 出不同的指標要求，一般可分為兩大類： 　　1. 不銹鋼 指在大氣及弱腐蝕介質中耐蝕的鋼。腐蝕速率小于0.01mm 是"完全耐蝕"；腐蝕速率小于0.1mm/年的，認為是"耐蝕"的。 　　2. 耐蝕鋼 指在各種強烈腐蝕介質中能耐蝕的鋼。 　　點腐蝕 　　點腐蝕是指在金屬材料表面大部分不腐蝕或腐蝕輕微而分散發(fā)生高度的局部腐蝕，常見蝕點的尺寸小于1.00mm，深度往往大于表面孔徑，輕者有較淺的蝕坑，嚴重的甚至形成穿孔。 　　縫隙腐蝕 　　縫隙腐蝕是指在金屬構件縫隙處發(fā)生斑點狀 觀蝕坑，這是局部腐蝕的一種。 　　晶間腐蝕 　　晶間腐蝕是一種有選擇性的腐蝕破壞，它與一 同之處在于，腐蝕的局部性是顯微尺度的，而宏觀上不一定是局部的。 　　全面腐蝕 　　全面腐蝕是用來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象的術語。當發(fā)生全面腐蝕時，村料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強酸和強堿中可能呈現(xiàn)全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔心，因為，這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。 　　應力腐蝕開裂（SCC） 　　應力腐蝕開裂是指承受應力的合金在腐蝕性環(huán)境中由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用術語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發(fā)生于韌性高的材料中。發(fā)生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力（不論是殘余應力還是外加應力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質存在。型紋的形成和擴展大致與拉應力方向垂直。這個導致應力腐蝕開裂的應力值，要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上，穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋，而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋，當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時（此處，承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力），則材料就按正常的裂紋（在韌性材料中，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由于應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面，將包含有應力腐蝕開裂的特征區(qū)域以及與已微缺陷的聚合相聯(lián)系的“韌窩”區(qū)域。

 

十九、不銹鋼和碳鋼的物理性能數(shù)據(jù)對比

　　碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼，而略低于奧氏體型不銹鋼；電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增；線膨脹系數(shù)大小的排序也類似，奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最??；碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性，奧氏體型不銹鋼無磁性，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。 　　奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，具有下列特點： 　　1）高的電阻率，約為碳鋼的5倍。 　　2）大的線膨脹系數(shù)，比碳鋼大40％，并隨著溫度的升高，線膨脹系數(shù)的數(shù)值也相應地提高。 　　3）低的熱導率，約為碳鋼的1/3。 　　不論不銹鋼板還是耐熱鋼板，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，這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數(shù)的其它金屬材料相似，其抗拉 韌度減少緩慢，并不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。 　　所謂雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半，一般最少相的含量也許要達到30%。 　　由于兩相組織的特點，通過正確控制化學成分和熱處理工藝，使DSS兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點。 　　與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下： 　?。?）屈服強度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利于降低成本。 　?。?）具有優(yōu)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銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中。應力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。 　　（3）在許多介質中應用最普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的 316L奧氏體不銹鋼，而超級雙相不銹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銹鋼，乃至耐蝕合金。 　?。?）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。 　?。?）比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產復合板或襯里等。 　?。?）不論在動載或靜載條件下，比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力，這對結構件應付突發(fā)事故如沖撞，爆炸等，雙相不銹鋼優(yōu)勢明顯，有實際應用價值。 　　與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢如下： 　　（1）應用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼，例如其使用溫度必須控制在250攝氏度以下。 　?。?）其塑韌性較奧氏體不銹鋼低，冷，熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹鋼。 　?。?）存在中溫脆性區(qū)，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(xiàn)，損害性能。 　　與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下： 　　（1）綜合力學性能比鐵素體不銹鋼好，尤其是塑韌性，不象鐵素體不銹鋼那樣對脆性敏感。 　?。?）除耐應力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。 　　（3）冷加工工藝性能和冷成型性能遠優(yōu)于鐵素體不銹鋼。 　?。?）焊接性能也遠優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預熱，焊后不需熱處理。 　?。?）應用范圍較鐵素體不銹鋼寬。 　　與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢如下： 　　合金元素含量高，價格相對高，一般鐵素體不含鎳。 　　綜上所述，可以概括地看出DSS的使用性能和工藝性能的概貌，它以其優(yōu)越的力學與耐腐蝕綜合性能贏得了使用者的青睞，已成為既節(jié)省重量又節(jié)省投資的優(yōu)良的耐蝕工程材料。 　?。?）屈服強度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少30-50%，有利于降低成本。 　?。?）具有優(yōu)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銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中。應力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。 　?。?）在許多介質中應用最普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的 316L奧氏體不銹鋼，而超級雙相不銹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銹鋼，乃至耐蝕合金。 　?。?）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。 　?。?）比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具有重要的工程意義，如生產復合板或襯里等。 　?。?）不論在動載或靜載條件下，比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力，這對結構件應付突發(fā)事故如沖撞，爆炸等，雙相不銹鋼優(yōu)勢明顯，有實際應用價值 　　不銹鋼在各領域的應用 　　1 ． 1960 年—— 1999 年約 40 年間，西方國家的不銹鋼產量從 215 萬噸猛增到 1728 萬噸，增加了約 8 倍，平均年增長率約為 5 ． 5% 。不銹鋼主要用于 廚房、家電、運輸、建筑、土木各領域。在廚房器具方面主要有水洗槽和電氣、煤氣熱水器，家電產品主要有全自動洗衣機的滾筒。從節(jié)能和再循環(huán)等環(huán)保的觀點看，不銹鋼的需求有望進一步擴大。 　　在運輸領域主要有鐵道車輛和汽車的排氣系統(tǒng)，用于排氣系統(tǒng)的不銹鋼在每輛車中約為 20 -30kg ，全世界的年需求約 100 萬噸，這是不銹鋼最大的應用領域。 　　在建筑領域，最近的需求急劇增長，如：新加坡地鐵車站的防護裝置，使用了約 5000 噸的不銹鋼外裝飾材。再如日本 1980 年以后，用于建筑業(yè)的不銹鋼增長了約 4 倍，主要用作屋頂、大樓內外裝飾和結構材。 80 年代，在日本沿海地區(qū)使用 304 型無涂漆材作為屋頂材料，從防銹考慮，逐步轉變?yōu)槭褂猛科岵讳P鋼。進入 90 年代，開發(fā)了具有高耐蝕性的 20% 以上高 Cr 鐵素體系不銹鋼，被用作屋頂材料，同時為了美觀性，開發(fā)了各種表面精加工技術。 　　在土木領域，日本的水壩吸水塔使用不銹鋼。歐美的寒冷地區(qū)，為防止高速公路和橋梁的凍結需撒鹽，這就加速了鋼筋的腐蝕，所以使用不銹鋼鋼筋。在北美的道路中，近 3 年間約有 40 處采用了不銹鋼鋼筋，每處的使用量為 200-1000 噸，今后不銹鋼在該領域的市場將有所作為。 　　2 ．今后擴大不銹鋼應用的關鍵是環(huán)保、長壽命和 IT 的普及。 　　關于環(huán)保方面，首先從大氣環(huán)保的觀點看，用于抑制二惡英發(fā)生的高溫垃圾焚燒裝置、 LNG 發(fā)電裝置和使用煤的高效發(fā)電裝置的耐熱、耐高溫腐蝕不銹鋼的需求將擴大。還有估計在 21 世紀初將投入實際應用的燃料電池汽車的電池殼也將使用不銹鋼。從水質環(huán)保的觀點看，在給水、排水處理裝置中，具有優(yōu)異耐蝕性的不銹鋼也將擴大需求。 　　關于長壽命，在歐洲已有的橋梁、高速公路、隧道等設施中，不銹鋼的應用在增加，預計這種潮流將遍及全世界。還有日本一般住宅建筑的壽命特別短為 20-30 年，廢材處理成為一大問題。最近以壽命達到 100 年為目標的建筑物開始出現(xiàn)，這樣具有優(yōu)異耐久性的材料需求將增長。從地球環(huán)保的觀點看，長壽命在減少土木、建筑廢材的同時，有必要從引入新概念的設計階段探討如何降低維修成本。 　　關于 IT 的普及，在 IT 的發(fā)展和普及過程中，功能材料在設備硬件方面起很大的作用，對高精密度、高功能材料的要求非常大。如：在手機和微機部件中，靈活應用了不銹鋼的高強度、彈性和非磁性等特性，使得不銹鋼的應用擴大。還有在半導體和各種基板的制造設備中，具有良好清潔度和耐久性的不銹鋼發(fā)揮了重要作用。 　　不銹鋼具有多種其它金屬沒有的優(yōu)異性能，是一種具有優(yōu)異耐久性和再循環(huán)性的材料，今后對應時代的變化，不銹鋼將廣泛應用于各種領域。 　　碳是工業(yè)用鋼的主要元素之一，鋼的性能與組織在很大程度上決定于碳在鋼中的含量及其分布的形式，在不銹鋼中碳的影響尤為顯著。碳在不銹鋼中對組織的影響主要表現(xiàn)在兩方面，一方面碳是穩(wěn)定奧氏體的元素，并且作用的程度很大（約為鎳的30倍），另一方面由于碳和鉻的親和力很大，與鉻形成—系列復雜的碳化物。所以，從強度與耐腐燭性能兩方面來看，碳在不銹鋼中的作用是互相矛盾的。

二十、不銹鋼網帶

　　

  

不銹鋼門碰珠

按叫法：不銹鋼網帶，輸送帶，金屬輸送帶，不銹鋼輸送帶，金屬網帶，金屬傳送帶，不銹鋼傳動帶，金屬傳動網帶。 　　按用途：廣泛用于玻璃制品行業(yè)的退火爐網帶、烤花爐網帶等。食品加工行業(yè)、脫水蔬菜、速凍食品單凍機前處理網帶、鏈網。粉末冶金、金屬熱處理、淬火、燒結、釬焊、焙燒、光亮、發(fā)黑、軸承、滲碳高溫爐網帶、擋板式網帶、涂裝烘干線輸送網帶、泡沫鎳還原生產線網帶，清洗機、提升機、干燥機、烘干機、固化爐網帶。各輸送工藝鏈網、網帶。 　　按材質：1cr13網帶，201網帶，304網帶，316網帶。 　　按形狀：人字形網帶 ，乙字形網帶，菱形網帶，馬蹄式網帶，鏈條式輸送帶,眼鏡形網帶，鏈板式網帶，球型網帶 　　不銹鋼產品的擴展：不銹鋼網帶，網帶，輸送網帶，金屬網帶，高溫網帶，長城網帶，乙型網帶，擴展中所有產品均由不銹鋼鋼絲、不銹鋼鋼板制造