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钢材家族之不锈钢

发布时间:2019-01-16    浏览次数:

一、定义

不锈钢(stainless steel),以不锈、耐蚀性为主要特性,且铬含量至少为10.5%,碳含量最 大不超过1.2%的钢。

(定义来源于:《不锈钢和耐热钢牌号及化学成分(GB/T 20878-2007)》)

二、基本原理

不锈钢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。

“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢,而是表示一百多种工业不锈钢,所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途,然后再确定正确的钢种。

这种不锈钢在大气、水等弱介质中和硝 酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高,当铬含量达到一定的百分比时,钢的耐蚀性发生突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。含铬量的高低是决定不锈钢性能的根本因素。
                                                  钢材家族之不锈钢

不锈钢的耐腐蚀原理为:在钢的表面铬与氧结合生成Cr2O3钝化膜,这种钝化膜结构致密、稳定,厚度1~6nm。是金属基体的保护膜,并且随着钢中铬含量的增加,钝化膜的厚度和强度也会相应增加。因此,在大气、水等弱介质中和硝 酸等氧化性介质中,钢的耐腐蚀性随着其中铬含量的提高而加强。当铬含量≥10.5%时,钢的耐蚀性发生突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。

烟台不锈钢

一般碳钢

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保护膜薄而且致密,有效的防止外界的氧化侵蚀。

在酸,高温,反射性等比较恶劣的环境中,表面保护膜被破坏也生绣。

保护膜较厚,表面粗糙,所以很容易被氧化。

在一般的空气环境中,很容易生锈,从根本上不能防止生锈。

不锈钢的表面在受到外来物体的损伤后,Cr2O3的氧化膜会受到破坏,但是不锈钢材料会在几分钟至数小时以内在破损的表面上形成新的氧化膜(含Cr量越高,形成越快),所以不锈钢材料在使用过程中能持续地产生防腐效果。

三、不锈钢分类

不锈钢有五个基本的种类:奥氏体、铁素体、马氏体、双相不锈钢、沉淀硬化型不锈钢。

(1)奥氏体:

没有磁性,具有代表性的钢种是加入18%的铬并含有一定的镍,以增加抗腐蚀性,它们是被广泛运用的钢种。

(2)铁素体:

具有磁性,铬元素是其主要的含量,比例为17%,这种材料具有很好的抗氧化性。

(3)马氏体:

同样也具有磁性,铬的含量通常为13%,并含有适量比例的碳,它们可通过淬火和回火而被硬化。

(4)双相体:

具有铁素体和奥氏体的混合结构,铬的含量在18%到28%之间,镍的含量4.5%-8%之间,它们对抗氯化物的侵蚀有很好的效果。

(5)沉淀型:

铬的常规含量为17%,并加有一定量的镍,铜和铌,它们可通过析出和时效被硬化。

四、不锈钢材料性能

钢种别物理性能对比

常见不锈钢材料的强度

五、其它

1、不锈钢也会生锈

不锈钢是一种较耐腐蚀的钢,但不是绝 对不生锈的钢,到目前为止没有发明在任何条件下均不腐蚀的钢,因此具体的钢种是适应在一定的的使用环境中使用。

一旦有某种原因,这种薄膜受到不断的破坏,空气或液体中的氧原子就会不断地析离出来,形成疏松的氧化铁,金属表面也就受到不断的锈蚀。

不锈钢抗腐蚀能力的大小是随其钢质本身化学组成、加互状态、使用条件及环境介质类型而改变的。如304钢管,在干燥清洁的大气中,有绝 对优良的抗锈蚀能力,但将它移到海滨地区,在含有大量盐份的海雾中,很快就会生锈了;而316钢管则表现良好,海滨地区要使用316材质不锈钢,316材质能抵抗海水腐蚀。

2、拉丝不锈钢

不锈钢抛光就像镜面一样,可以反照物体。而亚光,称之为拉纱或者拉丝,就是不锈钢表层像用钢丝球拉过的一样。

不锈钢拉丝就是不锈钢表面象丝状的纹理,这只是不锈钢的一种加工工艺。拉丝工艺会在一定程度上损失不锈钢板的厚度,一般在0.1~0.2mm。表面是亚光的,仔细看上面有一丝一丝的纹理,但是摸不出来。

3、常用型号比较

目前常用的不锈钢是08Cr19Ni9(304)和08Cr17Ni12Mo2(316)。

性能316最优, 304一般;价格316约为304价格的1.5倍左右。

型号304—通用型号,GB牌号为08Cr19Ni9。

型号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。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能,所以通常用于海洋环境和侵蚀性工业大气。焊接316不锈钢具有良好的焊接性能,可采用所有标准的焊接方法进行焊接。