什么是不銹鋼,它為什么不生銹
不銹鋼是指在空氣、水、蒸汽等弱腐蝕介質(zhì)中不生銹和在酸、堿、鹽溶液等強腐蝕介質(zhì)中耐腐蝕的鋼。其中一些在弱腐蝕介質(zhì)中不生銹的鋼,不一定在強腐蝕介質(zhì)中耐腐蝕,而在強腐蝕介質(zhì)中耐腐蝕的鋼,一般都具有良好的不銹性。
不銹鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上添加一定含量的鉻元素冶煉制成。它為什么不生銹耐腐蝕呢?主要原因就在于鋼中含有鉻。由于鉻的影響,在腐蝕介質(zhì)的作用下,鋼件表面生成一層堅固致密的氧化物膜,稱作“鈍化膜”。這層膜極薄而透明,肉眼幾乎看不到,看到的依然是銀亮光澤的金屬表面。這層膜使金屬與外界的介質(zhì)隔離,阻止金屬被進一步腐蝕;并且還具有自我修復(fù)的能力,如果一旦遭到破壞,鋼中的鉻會與介質(zhì)中的氧重新生成鈍化膜,繼續(xù)起保護作用。
碳素鋼與這就不一樣。在腐蝕介質(zhì)的作用下,碳素鋼表面會很快生成松散的氧化鐵層,就是常說的銹,它不能阻止金屬與介質(zhì)隔離,外界的氧原子不斷往內(nèi)擴散而使鋼件繼續(xù)生銹、腐蝕,以致wq破壞。
不銹鋼能夠不生銹、耐腐蝕,所需要的{zd1}鉻含量是多少呢?美國、歐洲標準中規(guī)定為不小于10.5%(質(zhì)量分數(shù),后同),日本工業(yè)標準規(guī)定一般不小于約11%,我國一般認為不小于12%。實際上,不銹鋼的耐腐蝕性能,對鉻元素的含量要求,取決于腐蝕介質(zhì)的種類、濃度、溫度、壓力、流動速度,以及鋼中除鉻以外的其它合金元素等許多因素。
為了使不銹鋼既具有良好的耐腐蝕性能,又具有良好的力學(xué)和物理等其它性能,根據(jù)不同要求,鋼中除添加較高含量的合金元素鉻以外,還匹配添加鎳、鉬、錳、氮等其它合金元素。這樣,不僅可以改變鈍化膜的化學(xué)組成,強化它在苛刻介質(zhì)中的耐腐蝕能力,而且使鋼材還能獲得足夠的強度、塑性和韌性,以及良好的工藝性能,如可焊接性、加工成型性等。在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好,不必經(jīng)過鍍色等表面處理,而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-鉻鎳鋼等高合金鋼。
從金相學(xué)角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。
為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
不銹鋼種類:
不銹鋼可以按用途、化學(xué)成分及金相組織來大體分類。
以奧氏體系類的鋼由18%鉻-8%鎳為基本組成,各元素的加入量變化的不同,而開發(fā)各種用途的鋼種。
①. 奧氏體不銹鋼
②. 鐵素體不銹鋼
③. 馬氏體不銹鋼
④. 雙相不銹鋼
⑤. 沉淀硬化不銹鋼
不銹鋼的定義是在空氣中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼,不銹鋼是具有美觀的表面和良好的耐腐蝕性能,不必經(jīng)過鍍色等表面處理,而發(fā)揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種,通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼,18-鉻鎳鋼等高合金鋼。
從金相學(xué)角度分析,因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜,這個膜隔離開與鋼內(nèi)侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。
為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性,鋼必須含有12%以上的鉻。
特性和用途:
一般特性
◆ 表面美觀以及使用可能性多樣化
◆ 耐腐蝕性能好,比普通鋼長久耐用
◆ 強度高,因而薄板使用的可能性大
◆ 耐高溫氧化及強度高,因此能夠抗火災(zāi)
◆ 常溫加工,即容易塑性加工
◆ 因為不必表面處理,所以簡便、維護簡單
◆ 清潔,光潔度高
◆ 焊接性能好
各種不銹鋼的特性和用途
鋼號
特性 用途
與304鋼相比,Cr、Ni含量少,冷加工時抗拉強度和硬度增高,無磁性,但冷加工后有磁性。 列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、螺母、彈簧、篩網(wǎng) 字串8
奧 301
17Cr-7Ni-低碳
是在301鋼基礎(chǔ)上,降低C含量,改善焊口的抗晶界腐蝕性;通過添加N元素來彌補含C量降低引起的強度不足,保證鋼的強度。 鐵道車輛構(gòu)架及外部裝飾材料
氏
301L
17Cr-7Ni-0.1N-低碳
體 作為一種用途廣泛的鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性,低溫強度和機械特性;沖壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現(xiàn)象(無磁性,使用溫度-196℃~800℃)。 家庭用品(1、2類餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸),汽車配件(風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品),醫(yī)療器具,建材,化學(xué),食品工業(yè),農(nóng)業(yè),船舶部件
304
鋼 18Cr-8Ni
作為低C的304鋼,在一般狀態(tài)下,其耐蝕性與304剛相似,但在焊接后或者xc應(yīng)力后,其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀;在未進行熱處理的情況下,亦能保持良好的耐蝕性,使用溫度-196℃~800℃。 應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機器,建材耐熱零件及熱處理有困難的零件
304L
18Cr-8Ni-低碳
因添加Cu其成型性,特別是拔絲性和抗時效裂紋性好,故可進行復(fù)雜形狀的產(chǎn)品成形;其耐腐蝕性與304相同。 保溫瓶、廚房洗滌槽、鍋、壺、保溫飯盒、門把手、紡織加工機器。
字串9
304Cu
13Cr-7.7Ni-2Cu
在304鋼的基礎(chǔ)上,減少了S、Mn含量,添加N元素,防止塑性降低,提高強度,減少鋼材厚度。 構(gòu)件、路燈、貯水罐、水管
304N1
18Cr-8Ni-N
與304相比,添加了N、Nb,為結(jié)構(gòu)件用的高強度鋼。 構(gòu)件、路燈、貯水罐
304N2
18Cr-8Ni-N
因添加Mo,故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好,可在苛酷的條件下使用;加工硬化性優(yōu)(無磁性)。 海水里用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備;照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施、繩索、CD桿、螺栓、螺母
316
18Cr-12Ni-2.5Mo
作為316鋼種的低C系列,除與316鋼有相同的特性外,其抗晶界腐蝕性優(yōu)。 316鋼的用途中,對抗晶界腐蝕性有特別要求的產(chǎn)品。
316L
18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳
在304鋼中添加Ti元素來防止晶界腐蝕;適合于在430℃-900℃溫度下使用。 航空器、排氣管、鍋爐汽包
321
18Cr-9Ni-Ti
因添加了Ti元素,故其高溫耐蝕性及高溫強度較好。 汽車排氣管、熱交換機、集裝箱等在焊接后不熱處理的產(chǎn)品。
鐵 409L
11.3Cr-0.17Ti-低C、N素
字串6
體 在410鋼的基礎(chǔ)上,降低了含C量,其加工性,抗焊接變形,耐高溫氧化性優(yōu)秀。 機械構(gòu)造用件,發(fā)動機排氣管,鍋爐燃燒室,燃燒器。
410L
鋼 13Cr-低C
作為鐵素體鋼的代表鋼種,熱膨脹率抵,成形性及耐氧化性優(yōu)。 耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、2類餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、CD桿、篩網(wǎng)
430
16Cr
在430鋼中,添加了Cu、Nb等元素;其耐蝕性、成形性、焊接性及耐高溫氧化性良好。 建筑外部裝飾材料,汽車零件,冷熱水供給設(shè)備。
430J1L
18-Cr0.5Cu-Nb-低C.N
耐熱性、耐磨蝕性良好,因含有Nb、Zr元素,故其加工性,焊接性優(yōu)秀。 洗衣機、汽車排氣管、電子產(chǎn)品、3層底的鍋。
436L
18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N
作為馬氏體鋼的代表鋼,雖然強度高,但不適合于苛酷的腐蝕環(huán)境下使用;其加工性好,依熱處理面硬化(有磁性)。 刀刃、機械零件、石油精練裝置、螺栓、螺母、泵桿、1類餐具(刀叉)。
馬 410
13Cr-低碳
氏 體
淬火后硬度高,耐蝕性好(有磁性)。 餐具(刀)、渦輪機葉片。
鋼
420J1
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