不銹鋼

　　在大氣和酸、堿、鹽等腐蝕性介質中呈現(xiàn)鈍態(tài)、耐蝕而不生銹的高鉻(一般為12%~30%)合金鋼。
　　不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。不銹鋼基本合金元素還有鎳、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。不銹鋼容易被氯離子腐蝕，因為鉻、鎳、氯是同位原素，同位原素會進行互換同化從而形成不銹鋼的腐蝕。
　　化學成分
　　不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低，因此，大多數(shù)不銹鋼的含碳量均較低，最大不超過1.2%，有些鋼的Wc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。不銹鋼中的主要合金元素是Cr（鉻），只有當Cr含量達到一定值時，鋼才有耐蝕性。因此，不銹鋼一般Cr（鉻）含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
　　主要分類
　　不銹鋼常按組織狀態(tài)分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體（雙相）不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等。另外，可按成分分為：鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。　
　　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。屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。
　　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。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的Wc<0.08%，鋼號中標記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態(tài)。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁性，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等，另外還可用作不銹鋼鐘表飾品的主體材料。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷或風冷，以獲得單相奧氏體組織。
　　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。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。
　　4、馬氏體不銹鋼：強度高，但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。
　　5、沉淀硬化不銹鋼：基體為奧氏體或馬氏體組織，沉淀硬化不銹鋼的常用牌號有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通過沉淀硬化（又稱時效硬化）處理使其硬（強）化的不銹鋼。
　　歷史起源
　　畢業(yè)于英國謝菲爾德大學的著名冶金科學家亨利·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·布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”。
　　第一次世界大戰(zhàn)時，英國在戰(zhàn)場上的槍枝，總是因槍膛磨損不堪使用而運回后方。軍工生產部門命令研制高強度耐磨合金鋼的布利阿里，專門研究解決槍膛的磨損問題。
　　布利阿里和其助手搜集了國內外生產的各種型號的鋼材，各種不同性質的合金鋼，在各種不同性質的機械上進行性能實驗，然后選擇出較為適用的鋼材制成槍枝。
　　一天，他們實驗了一種含大量鉻的國產合金鋼，經耐磨實驗后，查明這種合金并不耐磨，說明這不能制造槍枝，于是，他們記錄下實驗結果，往墻角一扔了事。
　　幾個月后的一天，一位助手拿著一塊錚光發(fā)亮的鋼材興沖沖跑來對布利阿里說：“先生，這是我在清理倉庫時發(fā)現(xiàn)的毛拉先生送來的合金鋼，您是否實驗一下，看它到底有什么特殊作用！”
　　“好！”布利阿里看著光亮耀眼的鋼材，高興地說。
　　實驗結果證明：它是一塊不怕酸、堿、鹽的不銹鋼。
　　這種不銹鋼是德國的毛拉在1912年發(fā)明的，然而，毛拉卻并不知道這種不銹鋼有什么用途。
　　布利阿里心里盤算道：“這種不耐磨卻耐腐蝕的鋼材，不能制槍枝，是否可以做餐具呢？”
　　他說干就干，動手作制了不銹鋼的水果刀、叉、勺、果盤及折疊刀等。
　　主要作用
　　不銹鋼不易產生腐蝕、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。
　　耐腐蝕性
　　當鋼中鉻量原子數(shù)量不低于12.5%時，可使鋼的電極電位發(fā)生突變，由負電位升到正的電極電位。阻止電化學腐蝕。
　　不銹鋼生銹原因
　　不銹鋼材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，可能有以下幾個原因：
使用環(huán)境中存在氯離子
　　氯離子廣泛存在，比如食鹽/汗跡/海水/海風/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環(huán)境中，腐蝕很快，甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環(huán)境有要求，而且需要經常擦拭，除去灰塵，保持清潔干燥。（這樣就可以給他定個“使用不當”。） 美國有一個例子：某企業(yè)用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液，該容器已使用近百余年，上個世紀九十年代計劃更換，因橡木材料不夠現(xiàn)代，采用不銹鋼更換后16天容器因腐蝕泄漏。
沒有經過固溶處理
　　合金元素沒有溶入基體，致使基體組織合金含量低，抗蝕性能差。
天生的晶間腐蝕
　　這種不含鈦和鈮的材料有晶間腐蝕的傾向。加入鈦和鈮，再配以穩(wěn)定處理，可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學腐蝕介質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，18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析，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。用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區(qū)中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環(huán)境中產生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。
　　主要類型
　　“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。
　　不銹鋼特性
　　一般特性
　　表面美觀以及使用可能性多樣化耐腐蝕性能好，比普通鋼長久耐用耐腐蝕性好強度高，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。
品質特性
　　2-1.不銹鋼的品質特性
　　2-2.不銹鋼的品質特性要求
　　各產品由于用途的不同，其加工工藝和原料的品質要求也不同。
　　2-3.品質要求特性微細項目。
　　不銹鋼加工工藝
　　不銹鋼加工是指憑著不銹鋼的性能對不銹鋼進行剪、折、彎、焊等機械加工最終得到工業(yè)生產所需的不銹鋼制品的過程，在不銹鋼加工的過程中需要借助大量的機床、儀器、不銹鋼加工設備。不銹鋼加工設備分類分為剪切設備和表面處理設備，剪切設備中又分為開平設備和分條設備。此外，從不銹鋼的厚度來分，又有冷熱軋加工設備之分。熱切割設備主要有等離子切割、激光切割、水切割等。
    不銹鋼表面加工等級
　　原面：NO.1 熱軋后施以熱處理及酸洗處理的表面。一般用于冷軋材料，工業(yè)用槽罐、化學工業(yè)裝置等，厚度較厚由2.0MM-8.0MM。
　　鈍面：NO.2D 冷軋后經熱處理、酸洗者，其材質柔軟，表面呈銀白色光澤，用于深沖壓加工，如汽車構件、水管等。　
　　霧面：NO.2B 冷軋后經熱處理、酸洗，再以精軋加工使表面為適度之光亮者。由于表面光滑，易于再研磨，使表面更加光亮，用途廣泛，如餐具、建材等。采用改善機械性能的表面處理后，幾乎滿足所有用途。　
　　粗砂NO.3 用100-120號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋。用于建筑內外裝飾材料、電器產品及廚房設備等。　
　　細砂：NO.4 用粒度150-180號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋，條紋比NO.3細。用于浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。
　　#320 用320號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋，條紋比NO.4細。用于浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。
　　毛絲面HAIRLINE：HLNO.4經適當粒度拋光砂帶的連續(xù)研磨生成研磨花紋的產品（細分150-320號）。主要用于建筑裝飾，電梯，建筑物的門、面板等。
　　亮面：BA 經冷軋后施以光亮退火，并經過平整得到的產品。表面光澤度極好，有很高的反射率。如同鏡面的表面。用于家電產品、鏡子、廚房設備、裝飾材料等。
應用領域
　　在建筑應用領域，不銹鋼的表面加工之所以重要是有許多原因的。 腐蝕環(huán)境要求光滑的表面是因為表面光滑不容易積垢。污垢的沉積會使不銹鋼生銹甚至造成腐蝕。　
　　在寬敞的大廳中，不銹鋼是電梯裝飾板最常用的材料，表面的手印雖然可以擦掉，但影響美觀，所以最好選用合適的表面防止留下手印。　
　　衛(wèi)生條件對許多行業(yè)是很重要的，例如，食品加工、餐飲、釀造和化工等，在這些應用領域，表面必須便于每天清洗，而且經常要用化學清洗劑。　
　　不銹鋼是這方面的最佳材料，在公共場所，不銹鋼的表面經常會被胡寫亂畫，但是，它的一個重要特性是可以將它們清洗掉，這是不銹鋼優(yōu)于鋁的一個顯著特點。鋁的表面容易留下痕跡，往往很難去掉。清理不銹鋼表面時應順著不銹鋼的紋路清理，因為有些表面加工的紋路是單向性的。　
　　不銹鋼最適用于醫(yī)院或其它衛(wèi)生條件至關重要的領域，如：食品加工、餐飲、釀造和化工，這不僅是因為它便于每天清洗，有時還要使用化學清洗劑，而且還因為它不易滋生細菌。試驗表明不銹鋼在這方面的性能與玻璃和陶瓷相同。