不銹鋼的介紹
不銹鋼(Stainless Steel)是不銹耐酸鋼的簡稱,耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼;而將耐化學(xué)腐蝕介質(zhì)(酸、堿、鹽等化學(xué)浸蝕)腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。
由于兩者在化學(xué)成分上的差異而使他們的耐蝕性不同,普通不銹鋼一般不耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕,而耐酸鋼則一般均具有不銹性。”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(yīng)用領(lǐng)域具有良好的性能。成功的關(guān)鍵首先是要弄清用途,然后再確定正確的鋼種。和建筑構(gòu)造應(yīng)用領(lǐng)域有關(guān)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(jìn)一步改善大氣腐蝕性,特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。
不銹鋼指耐空氣、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。由于兩者在化學(xué)成分上的差異,前者不一定耐化學(xué)介質(zhì)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。
歷史起源
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(xué)家亨利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委托,研究武器的改進(jìn)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(quán)并開始大量生產(chǎn),至此,從垃圾堆中偶然發(fā)現(xiàn)的不銹鋼便風(fēng)靡全球,亨利·布雷爾利也被譽(yù)為”不銹鋼之父”。第一次世界大戰(zhàn)時,英國在戰(zhàn)場上的槍支,總是因槍膛磨損不能使用而運(yùn)回后方。軍工生產(chǎn)部門命令布雷爾利研制高強(qiáng)度耐磨合金鋼,專門研究解決槍膛的磨損問題。布雷爾利和其助手搜集了國內(nèi)外生產(chǎn)的各種型號的鋼材,各種不同性質(zhì)的合金鋼,在各種不同性質(zhì)的機(jī)械上進(jìn)行性能實(shí)驗,然后選擇出較為適用的鋼材制成槍支。一天,他們實(shí)驗了一種含大量鉻的國產(chǎn)合金鋼,經(jīng)耐磨實(shí)驗后,查明這種合金并不耐磨,說明這不能制造槍支,于是,他們記錄下實(shí)驗結(jié)果,往墻角一扔。幾個月后的一天,一位助手拿著一塊锃光瓦亮的鋼材興沖沖跑來對布雷爾利說:”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(shí)驗一下,看它到底有什么特殊作用!””好!”布雷爾利看著光亮耀眼的鋼材,高興地說。
實(shí)驗結(jié)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。
布雷爾利心里盤算道:”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,動手制作了不銹鋼的水果刀、叉、勺、果盤及折疊刀等。
主要特性
焊接性
產(chǎn)品用途的不同對焊接性能的要求也各不相同。一類餐具對焊接性能一般不做要求,甚至包括部分鍋類企業(yè)。但是絕大多數(shù)產(chǎn)品都需要原料焊接性能好,像二類餐具、保溫杯、鋼管、熱水器、飲水機(jī)等。
耐腐蝕性
絕大多數(shù)不銹鋼制品要求耐腐蝕性能好,像一、二類餐具、廚具、熱水器、飲水機(jī)等,有些國外商人對產(chǎn)品還做耐腐蝕性能試驗:用NACL水溶液加溫到沸騰,一段時間后倒掉溶液,洗凈烘干,稱重量損失,來確定受腐蝕程度(注意:產(chǎn)品拋光時,因砂布或砂紙中含有Fe的成分,會導(dǎo)致測試時表面出現(xiàn)銹斑)
拋光性能
當(dāng)今社會不銹鋼制品在生產(chǎn)時一般都經(jīng)過拋光這一工序,只有少數(shù)制品如熱水器、飲水機(jī)內(nèi)膽等不需要拋光。因此這就要求原料的拋光性能很好。影響拋光性能的因素主要有以下幾點(diǎn):
①原料表面缺陷。如劃傷、麻點(diǎn)、過酸洗等。
②原料材質(zhì)問題。硬度太低,拋光時就不易拋亮(BQ性不好),而且硬度太低,在深拉伸時表面易出現(xiàn)桔皮現(xiàn)象,從而影響B(tài)Q性。硬度高的BQ性相對就好。
③經(jīng)過深拉伸的制品,變形量極大的區(qū)域表面也會出小的黑點(diǎn)和RIDGING,從而影響B(tài)Q性。
耐熱性能
耐熱性能是指高溫下不銹鋼仍能保持其優(yōu)良的物理機(jī)械性能。
碳的影響:碳在奧氏體不銹鋼中是強(qiáng)烈形成并穩(wěn)。定奧氏體且擴(kuò)大奧氏體區(qū)的元素。碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍,碳是一種間隙元素,通過固溶強(qiáng)化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度。碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應(yīng)力耐腐蝕的性能。但是,在奧氏體不銹鋼中,碳常常被視為有害元素,這主要是由于在不銹鋼的耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經(jīng)450~850℃加熱),碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導(dǎo)致局部鉻的貧化,使鋼的耐蝕性特別是耐腐蝕性能下降。因此。60年代以來新發(fā)展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道隨著碳含量降低,鋼的腐蝕敏感性降低,當(dāng)碳含量低于0.02%才具有最明顯的效果,一些實(shí)驗還指出,碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點(diǎn)腐蝕分傾向。由于碳的有害作用,不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過程中應(yīng)按要求控制盡量低的碳含量,而且在隨后的熱、冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳,避免鉻的碳化物析出。
耐腐蝕性
當(dāng)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(fù)電位升到正的電極電位。阻止電化學(xué)腐蝕。
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