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不銹鋼的特性與用途
作者： 發(fā)布時間：2018-12-21 瀏覽量：2546
一種不銹鋼可在許多介質(zhì)中具有良好的耐蝕性，但在另外某種介質(zhì)中，卻可能因化學(xué)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(zhì)都耐蝕。
金屬的腐蝕，按機理可分為特理腐蝕、化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕三種。生活實際、工程實際中的金屬腐蝕，絕大多數(shù)都屬于電化學(xué)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、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕等。
均勻腐蝕
均勻腐蝕是指接觸腐蝕介質(zhì)的金屬表面全部產(chǎn)生腐蝕的現(xiàn)象。根據(jù)不同的使用情況對耐蝕提出不同的指標(biāo)要求，一般可分為兩大類：
1、不銹鋼指在大氣及弱腐蝕介質(zhì)中耐蝕的鋼。腐蝕速率小于0.01mm/年的，認為是"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(zhì)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(yán)重的甚至形成穿孔。
縫隙腐蝕
縫隙腐蝕是指在金屬構(gòu)件縫隙處發(fā)生斑點狀或潰瘍形的宏觀蝕坑，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，它與一般選擇性腐蝕不同之處在于，腐蝕的局部性是顯微尺度的，而宏觀上不是局部的。
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，奧氏體型不銹鋼高而碳鋼??；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(chǎn)生磁性，可用熱處理方法來******這種馬氏體組織而恢復(fù)其無磁性。
奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，具有下列特點：
1）高的電陰率，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(yīng)地提高。
3）低的熱導(dǎo)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好，既有足夠的強度，又有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℃范圍內(nèi)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(zhuǎn)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(xué)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：
（1）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。
（2）具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量低的雙相不銹鋼也有比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中。應(yīng)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(zhì)中應(yīng)用普遍的2205雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧氏體不銹鋼，而雙相不銹鋼具有高的耐腐蝕性，再一些介質(zhì)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。
（4）具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當(dāng)?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。
（5）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(chǎn)復(fù)合板或襯里等。
（6）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(jié)構(gòu)件應(yīng)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(yīng)用價值。
與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的弱勢如下：
（1）應(yīng)用的普遍性與多面性不如奧氏體不銹鋼，例如其使用溫度須控制在250攝氏度以下。
（2）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。
（3）存在中溫脆性區(qū)，需要嚴(yán)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(xué)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。
（2）除耐應(yīng)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。
（4）焊接性能也遠優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理。
（5）應(yīng)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(xué)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。
不銹鋼表面有耐腐蝕涂層。不會輕易跟醋等酸性物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)。煮湯什么的當(dāng)然也不會影響。但是使用完畢好及時清潔。而且注意盡量不要使用鋼絲球以免損壞涂層。
不銹鋼不容易生銹與不銹鋼的成分有很大的關(guān)系。不銹鋼的成分中除了鐵外，還有鉻、鎳、鋁、硅等。一般的不銹鋼含鉻量一般不低于12％，高的甚至達到18％。鋼中加入鉻等元素后，就能改變鋼的性能，如例鋼的分子結(jié)構(gòu)更均勻，在鋼的表面更易生成一層致密的氧化物保護膜等，從而大大提高不銹鋼耐腐蝕的能力。所以不銹鋼能抵抗火、水、酸、堿和各種溶液對它的腐蝕，不生銹?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)越均勻，各種組成成分就聯(lián)系得越緊密，腐蝕物入侵就越困難，再加上表面又附著一層氧化物保護膜，就像給鋼鐵穿上盔甲一樣，自然就不容易生銹了。
不銹鋼為什么也生銹?當(dāng)不銹鋼管表面出現(xiàn)褐色銹斑（點）的時候，人們大感驚奇：認為“不銹鋼是不生銹的，生銹就不是不銹鋼了，可能是鋼質(zhì)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。不銹鋼在的條件下也會生銹的。
不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不銹性，同時也具有在含酸、堿、鹽的介質(zhì)中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質(zhì)本身化學(xué)組成、加互狀態(tài)、使用條件及環(huán)境介質(zhì)類型而改變的。如304鋼管，在干燥清潔的大氣中，有優(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，很快就會生銹了；而316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薄而堅固細密的穩(wěn)定的富鉻氧化膜（防護膜），防止氧原子的繼續(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，空氣或液體中氧原子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來，形成疏松的氧化鐵，金屬表面也就受到不斷地銹蝕。這種表面膜受到破壞的形式很多，日常生活中多見的有如下幾種：
1、不銹鋼表面存積著含有其他金屬元素的粉塵或異類金屬顆粒的附著物，在潮濕的空氣中，附著物與不銹鋼間的冷凝水，將二者連成一個微電池，引發(fā)了電化學(xué)反應(yīng)，保護膜受到破壞，稱之謂電化學(xué)腐蝕。
2、不銹鋼表面粘附有機物汁液（如瓜菜、面湯、痰等），在有水氧情況下，構(gòu)成有機酸，長時間則有機酸對金屬表面的腐蝕。
3、不銹鋼表面粘附含有酸、堿、鹽類物質(zhì)（如裝修墻壁的堿水、石灰水噴濺），引起局部腐蝕。
4、在有污染的空氣中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大氣），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液點，引起化學(xué)腐蝕。
| 各種牌號不銹鋼的性能及用途 | ||
| 序號 | 牌號 | 特性和用途 |
| 1 | 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(jīng)冷加工有高的強度，鐵道車輛，傳送帶，螺栓螺母 |
| 4 | 1Cr18Ni9 | 經(jīng)冷加工有高的強度，但伸長率比1Cr17Ni7稍差，建筑用裝飾部件 |
| 5 | 1Cr18Ni9 | 提高切削、耐燒蝕性，適用于自動車床，螺栓螺母 |
| 6 | Y1Cr18Ni9Se | 提高切削、耐燒蝕性。適用于自動車床。鉚釘、螺釘 |
| 7 | 0Cr19Ni9 | 作為不銹耐熱鋼使用廣泛，食品用設(shè)備，一般化工設(shè)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(jié)構(gòu)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(zhì)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(shè)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(shè)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(shè)備，磷酸設(shè)備，漂白裝置等，在00Cr17Ni14Mo2和00Cr17Ni13Mo3不能適用的環(huán)境中使用 |
| 25 | 1Cr18Ni9Ti | 作焊苡，抗磁儀表、醫(yī)療器械、耐酸容器及設(shè)備襯里輸送管道等設(shè)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 | 0Cr18Ni9 | 在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni8%~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18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)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(zhì)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******的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。 |
| 29 | 0Cr18Ni13Si4 | 在牌號0Crl9Ni9中增加Ni，添加Si，提高耐應(yīng)力腐蝕斷裂性。用子含氯離子環(huán)境 |
| 30 | 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(dǎo)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(yīng)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(zhì)的零件和設(shè)備 |
| 32 | 00Cr18Ni5Mo3Si2 | 具有鐵素體一鼻氏體形雙相組織，耐應(yīng)力腐蝕破裂性能好，耐點蝕性能與00Crl7Nil3M02相當(dāng)，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 | 0Cr13A1 | 從高溫下冷卻不產(chǎn)生顯著硬化，汽輪機材料，淬火用部件，復(fù)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 | 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(jié)構(gòu)。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(dǎo)熱系數(shù)大，膨脹系數(shù)小、抗應(yīng)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(yīng)用。爐外精煉技術(shù)（AOD或VOD）的應(yīng)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(yīng)用。多用于建筑內(nèi)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。耐蝕性很好。作與乙酸、乳酸等有機酸有關(guān)的設(shè)備，制造苛性堿設(shè)備。耐鹵離子應(yīng)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 | 1Cr12 | 作為汽輪機葉片及高應(yīng)力部件之良好的不銹耐熱鋼 |
| 41 | 1Cr13 | 通過熱處理可以調(diào)整其力學(xué)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(shù)器械。根據(jù)化學(xué)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(shè)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(shè)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 | 0Cr17Ni4Cu4Nb | 添加銅的沉淀硬化型鋼種。軸類、汽輪機部件 |
| 54 | 0Cr17Ni7AI | 添加鋁的沉淀硬化形鋼種。作彈簧、墊圈、計器部件 |
| 55 | 0Cr15Ni7Mo2AI | 用于有耐腐蝕要求的高強度容器、零件及結(jié)構(gòu)件 |
