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鐵裸露在空氣中,與氧氣和水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生各種氧化鐵,具體表現(xiàn)就是“鐵銹”!
什么是不銹鋼?
具有抵抗大氣氧化的能力,同時也具有在含酸、堿、鹽的介質(zhì)中耐腐蝕的能力的一類鋼材!
不銹鋼簡介
通俗地說,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。西安不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成,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。
這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發(fā)生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的不銹性,還與使用環(huán)境有關(guān),不同的環(huán)境,要使用含鉻量不同的不銹鋼。含鉻量的高低是決定不銹鋼性能的根本因素。據(jù)悉歐美等國標準規(guī)定鉻含量.低不能小于10.5%,日本規(guī)定是11%,我國為12%。
不銹鋼分類
不銹鋼有五個基本的種類: 奧氏體,鐵素體,馬氏體,雙相不銹鋼,沉淀硬化型不銹鋼。
(1) 奧氏體不銹鋼沒有磁性,具有代表性的鋼種是加入18%的鉻并含有一定的鎳,以增加抗腐蝕性, 它們是被廣泛運用的鋼種。
(2)鐵素體具有磁性,鉻元素是其主要的含量,比例為17%,這種材料具有很好的抗氧化性。
(3)馬氏體不銹鋼同樣也具有磁性,鉻的含量通常為13%,并含有適量比例的碳,它們可通過淬火和回火而被硬化。
(4)雙相體不銹鋼具有鐵素體和奧氏體的混合結(jié)構(gòu),鉻的含量在18%到28%之間,鎳的含量4.5%- 8%之間,它們對抗氯化物的侵蝕有很好的效果。(5)沉淀型不銹鋼鉻的常規(guī)含量為17,并加有一定量的鎳,銅和鈮,它們可通過析出和時效被硬化。
按金相組織可分為:
(1) 鐵素體不銹鋼(400系),為鉻不銹鋼,主要代表有Gr13,G17,Gr27-30; (2) 奧氏體不銹鋼(300系),鉻鎳不銹鋼,主要代表有304,316,321等; (3) 馬氏體不銹鋼(200系),鉻錳不銹鋼,碳含量高,主要代表有1Gr13等
為什么不銹鋼抗銹
不銹鋼表面添加了硌和鎳等元素,形成一層極薄而堅固細密的穩(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。
為什么不銹鋼也會生銹?
當致密的氧化保護層被破壞時,不銹鋼就會生銹。
什么條件下會破壞保護膜呢?
1.漂白粉 2.機械磨損 3.水
不銹鋼種類
不銹鋼分很多種類,屬性不同,使用環(huán)境不同。
例如: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。
按成分可分為Cr系(SUS400)、Cr-Ni系(SUS300)、Cr-Mn-Ni(SUS200)及析出硬化系(SUS600)。
200 系列—鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼。
300 系列—鉻-鎳 奧氏體不銹鋼。
301—延展性好,用于成型產(chǎn)品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優(yōu)于304不銹鋼。
302—耐腐蝕性同304,由于含碳相對要高因而強度更好。
303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。
304— 即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。
309—較之304有更好的耐溫性。
316—繼304之後,第二個得到.廣泛應(yīng)用的鋼種,主要用于食品工業(yè)和外科手術(shù)器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應(yīng)用級別。
321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風(fēng)險之外其他性能類似304。
400 系列—鐵素體和馬氏體不銹鋼。
408—耐熱性好,弱抗腐蝕性,11%的Cr,8%的Ni。
409—.廉價的型號(英美),通常用作汽車排氣管,屬鐵素體不銹鋼(鉻鋼)。
410—馬氏體(高強度鉻鋼),耐磨性好,抗腐蝕性較差。
416—添加了硫改善了材料的加工性能。
420—“刃具級”馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種.早的不銹鋼。也用于外科手術(shù)刀具,可以做的非常光亮。
430—鐵素體不銹鋼,裝飾用,例如用于汽車飾品。良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性要差。
440—高強度刃具鋼,含碳稍高,經(jīng)過適當?shù)臒崽幚磲峥梢垣@得較高屈服強度,硬度可以達到58HRC,屬于.硬的不銹鋼之列。.常見的應(yīng)用例子就是“剃須刀片”。常用型號有 三種:440A、440B、440C,另外還有440F(易加工型)。
500 系列—耐熱鉻合金鋼。
600 系列—馬氏體沉淀硬化不銹鋼。
630—.常用的沉淀硬化不銹鋼型號,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。
不銹鋼材料出現(xiàn)生銹現(xiàn)象,可能有以下幾個原因:
(1)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(fēng)/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(jīng)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。(2)沒有經(jīng)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。
(3)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(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,18-8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。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.少,而碳化物的析出可能導(dǎo)致不銹鋼在某些環(huán)境中產(chǎn)生晶間腐蝕(焊接侵蝕)。因它會損害不銹鋼表面,并附著鐵粉而形成生銹的原因。