通俗地說(shuō)，不銹鋼就是不容易生銹的鋼。這種定義其實(shí)并不十分準(zhǔn)確。
不銹鋼是指能耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕性介質(zhì)腐蝕的一類合金鋼，又稱不銹耐酸鋼。
實(shí)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”。常說(shuō)的不銹鋼大都指前者。
不銹鋼是合金元素超過(guò)10%的高合金鋼，鐵是主要成分元素，鉻（gè）是第一主要的合金元素。鋼中的鉻容易與大氣中的氧起反應(yīng)，形成一層致密的氧化鉻保護(hù)膜，覆蓋在不銹鋼的表面上，隔絕基體與外在環(huán)境的接觸，起到保護(hù)作用。
這種保護(hù)作用十分有效。在自然環(huán)境中，腐蝕1mm厚度的不銹鋼，需要將近百年。換句話說(shuō)，若鉻的含量足夠（10.5%以上），在常溫大氣中，不銹鋼是不會(huì)生銹的。這樣卓越的耐蝕性能，其他鋼材望塵莫及。
除了鉻，不銹鋼通常還添加其他合金元素以提升不同方面的性能。總的來(lái)說(shuō)，C、Mn、Cr、Ni、Mo是決定不銹鋼性能最重要的元素。
表 不銹鋼添加元素與性能的關(guān)系
目的 | 增加 強(qiáng)度 | 提高 耐蝕 | 改善 切削 | 增加 硬度 | 增加 韌性 |
添加 元素 | C,Mo,Ti, Al,Cu,N | Cr,Ni,Mo | S,P,Se | C,Mn | Ni |
不銹鋼通常有三種分類方法，按金相組織分類的方法最為常見(jiàn)。
?按美國(guó)鋼鐵協(xié)會(huì)（AISI）的標(biāo)準(zhǔn)分類 | |
200系 | 201、202… |
300系 | 301、302、304、316… |
400系 | 410、420、430… |
600系 | 630、631… |
?按合金成份分類 | |
Cr系 | 400系 |
Cr-Ni系 | 300系、600系、雙相鋼 |
Cr-Ni-Mn系 | 200系 |
?按金相組織分類 | |
奧氏體系 | 2xx、3xx |
鐵素體系 | 4xx：409、430、439、436、445… |
馬氏體系 | 4xx：410、416、420、431、440… |
析出硬化系 | 6xx（馬氏體、半奧氏體、奧氏體） |
雙相系 | 2101、2205… |
依據(jù)添加的元素及配比的不同，不同組織的不銹鋼表現(xiàn)出不同的性能。
特性 | 馬氏 體不 銹鋼 | 鐵素 體不 銹鋼 | 奧氏 體不 銹鋼 | 雙相 不銹 鋼 | 備注 | |
耐 蝕 性 能 | 耐大氣腐蝕 | 一般 | 良好 | 良好 | 良好 | 與添加的 合金元素 有關(guān) |
耐酸性能 | 一般 | 良好 | 良好 | 良好 | ||
耐孔蝕、 間隙腐蝕 | 一般 | 良好 | 良好 | 良好 | ||
耐應(yīng)力腐蝕 | 一般 | 良好 | 一般 | 良好 | ||
耐 熱 性 能 | 高溫強(qiáng)度 | 良好 | 稍差 | 良好 | 稍差 | 高溫脆性 |
高溫氧化、 硫化 | 一般 | 良好 | 良好 | —— | ||
熱疲勞 | 一般 | 良好 | 一般 | —— | ||
加 工 性 能 | 焊接性能 | 一般 | 一般 | 良好 | 良好 | |
冷加工(深沖) | 稍差 | 良好 | 良好 | 稍差 | ||
冷加工(漲形) | 稍差 | 一般 | 良好 | 稍差 | ||
切削性能 | 一般 | 一般 | 一般 | 一般 | ||
強(qiáng) 度 | 室溫強(qiáng)度 | 良好 | 一般 | 一般 | 良好 | |
低溫強(qiáng)度、 韌性 | 稍差 | 差 | 良好 | 差 | ||
疲勞、切口 敏感性 | 一般 | 一般 | 良好 | 一般 | ||
其 他 | 非磁性能 | 差 | 差 | 良好 | 差 | |
電熱性能 | —— | 良好 | 一般 | —— | ||
在各種不銹鋼中，300系列因?yàn)樵谟捕取⒛臀g性、加工適合度等方面取得最佳的平衡，因此是不銹鋼材中應(yīng)用最廣的種類，幾乎占了所有不銹鋼的七成。
在300系列不銹鋼中，304成分中含有18%的鉻和8%的鎳，是最普遍的不銹鋼種；而316則是添加了鉬，對(duì)于抗氯離子腐蝕的能力更勝于304，是第二普遍的不銹鋼種。
市售不銹鋼，最常見(jiàn)除304、316外，430因?yàn)檩^為廉價(jià)且硬度足夠，用途廣泛，可算第三普遍的不銹鋼種。
表 三種不銹鋼：304、316、430
牌號(hào) | 304 | 316 | 430 |
組織 | 奧氏體 | 奧氏體 | 鐵素體 |
成分 | 18%Cr 8%Ni | 18%Cr 10%Ni 2%Mo | 18%Cr 0%Ni |
優(yōu)點(diǎn) | 耐蝕性好 | 適用于應(yīng)力腐 蝕與鹽水環(huán)境 | 成本低 加工性佳 |
缺點(diǎn) | 價(jià)格高 | 價(jià)格高 | 耐蝕性、焊接 性、延性皆差 |
用途 | 食品用具、建 材、機(jī)械工具 | 高級(jí)用具、 醫(yī)療用具 | 工業(yè)結(jié)構(gòu)、 刀、剪 |
據(jù)統(tǒng)計(jì)不銹鋼有一百八十余種，加上各個(gè)不銹鋼廠家自行開(kāi)發(fā)的特殊鋼種，數(shù)量更多。用戶面對(duì)這么多的牌號(hào)，不免有眼花繚亂之感。但是萬(wàn)變不離其宗，所有的不銹鋼都從幾種基本的金相組織而來(lái)，并沒(méi)有那么難以理解。不過(guò)購(gòu)買不銹鋼的確有需要注意的地方。
?不能依據(jù)是否生銹或是否有磁性來(lái)辨別不銹鋼。不銹鋼是否生銹與鋼種、使用場(chǎng)合及保養(yǎng)有關(guān)，并非絕對(duì)不生銹；是否帶磁也一樣，即使是奧氏體鋼的代表304，也會(huì)因冶煉過(guò)程中的成分偏析，或者受加工變形后，部分組織轉(zhuǎn)變而帶有弱磁性，更不用說(shuō)430不銹鋼一直帶有強(qiáng)磁性了，是否帶磁對(duì)辨別不銹鋼只有部分參考作用。
?不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)。采購(gòu)不銹鋼的時(shí)候應(yīng)注意相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)有美標(biāo)(AISI/ASTM)、日標(biāo)(JIS)、德標(biāo)(DIN)與國(guó)標(biāo)(GB)。同樣一個(gè)鋼種，在不同的標(biāo)準(zhǔn)里，成分會(huì)略有差別。在要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，這些差別會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品被判定為不合格。
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