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开云 开云体育官网「不锈钢」是一种什么样的材料?

2022-11-22 阅读次数:

  主要成分是铁,并含有两种或以上元素的合金材料,就叫钢。例如在铁里加入碳元素,便得到了碳素钢,其硬度比纯铁有大幅度提高。此外还有高速钢,弹簧钢,轴承钢等等。

  所谓的开云 开云体育官网锈,其实是金属与氧气反应之后形成的一种氧化物。从这个意义上来说,相当多的金属都会生锈,例如铜绿就是一种锈。

  一般认为,东西生了锈,总不是好事,但其实不然,很多活泼的金属之所以没有在空气中被消耗殆尽,完全是因为它们的锈在其表面形成了一层附着牢固,材质细密的保护膜,让它们与空气隔离开来,从而保护了内部材质不会被继续腐蚀,生活中最常看到的铝制品就是这样的。

  回过头来说铁锈。之所以铁锈会造成危害,是因为铁或者铁合金在与空气接触的时候,会在表面形成一种俗称“红铁锈”的东西,正式名称叫做三氧化二铁水合物,化学式为Fe2O3·nH2O。这种红铁锈结构非常疏松,所以氧气和水分会继续渗透,形成持续不断的氧化反应,直到消耗殆尽,或者铁元素完全氧化方才停止。

  综上两点,所谓的不锈钢,通俗地说,就是在空气或弱酸环境下,不会被腐蚀的铁合金。

  另外,在强酸环境下耐腐蚀的钢材,有另外一个名词“耐酸钢”,一般来说,耐酸钢有不锈钢特性,不锈钢却不一定都耐酸。

  不锈钢的发明有很多种说法,最广为人知的是英国人Harry Brearley在1912年为本国的军火商研究武器钢材时偶然发现的。当他在对一种含有0.24%碳和12.8%铬元素的钢材使用金相腐蚀液的时候,发现稀硝酸溶剂对这种材质毫无用处。于是他意识到这是一种新的耐腐蚀材料。虽然这种材料不耐磨,不能作为武器使用,但在食品行业却一定有广泛的用途。

  于是他立刻着手与餐具制造商合作制作餐刀,在经过大量实验和改进后,他于1915年在美国专利局申请了专利,并在发表了通告。

  仔细的划分可以参考中华人民共和国关于不锈钢的各种国标,而按成分进行粗略的分类则有三种:

  食品行业常见的304不锈钢就属于18/8不锈钢,主要原因是含铅量非常低,一般用作食品的容器,而不锈钢刀具则是用13铬不锈钢居多,其中比较广泛的是440C,因为碳和铬的含量高,所以有相对更好的强度和硬度,也容易出锋。

  市面上有一种叫做“304不锈铁”的东西,这里特别说明一下。首先“不锈铁”这个词在行业里是不存在的,那只是用来欺骗消费者的说法。具体做法就是将普通钢材进行消磁处理(打乱磁力线,或者加热过居里点都可以消磁),利用常规的“能用磁铁吸住就是不锈钢”的检验标准对消费者进行欺骗。要记住,只有“304不锈钢”,绝对没有“304不锈铁”。

  事实上,只有18/8不锈钢才没有磁性,13铬和18铬不锈钢都可以用磁铁吸住。因此,如果再有人对你说“不锈铁”,请立刻大棍子把他抡出门去。

  另外,还有一种东西叫“钛钢”,但它其实是316L不锈钢,与304不锈钢同属18/8不锈钢,跟钛却八杆子打不着。而最常用的“钛合金”,是TC4(成分Ti-6Al-4V),和TC2(成分Ti4-4Al-1.5Mn),不要上当了。

  不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。

  由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同,普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀,而耐酸钢则一般均具有不锈性。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢,而是表示一百多种工业不锈钢,所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途,然后再确定正确的钢种。和建筑构造应用领域有关的钢种通常只有六种。它们都含有17~22%的铬,较好的钢种还含有镍。添加钼可进一步改善大气腐蚀性,特别是耐含氯化物大气的腐蚀。

  不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。

  不锈钢常按组织状态分为:马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体(双相)不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外,可按成分分为:铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。还有用于压力容器用的专用不锈钢《GB24511_2009_承压设备用不锈钢钢板及钢带》。

  含铬15%~30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高,耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢,属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀,并具有开云 开云体育平台高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点,用于硝酸及食品工厂设备,也可制作在高温下工作的零件,如燃气轮机零件等。

  含铬大于18%,还含有 8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好,可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc0.08%,钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr,使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性、耐蚀性能和无磁或弱磁性,在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好,用来制作耐酸设备,如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等,另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理,即将钢加热至1050~1150℃,然后水冷或风冷,以获得单相奥氏体组织。

  兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性开云 开云体育官网更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。

  不锈钢的发明者是英国冶金专家享利·布雷尔利,1912年,英国的冶金专家亨利·布雷尔利在实验中意外发现了不锈钢, 1915年申请了专利并开始小规模生产。从20世纪初到50年代初 ,英、美、德等国逐步开展了对不锈钢的理论研究、产品研制和小规模生产。

  不锈钢的成分中除了铁以外,还有铬、镍、铝、硅等。钢加入铬等元素后,就能使钢的结构更均匀,从而改变钢的性能,这样腐蚀物入侵就变得困难,再加上不锈钢表面又附着一层氧化物保护膜,就像给钢铁穿上一件盔甲一样,因此不锈钢不容易生锈。

  另外不锈钢是一系列在空气、水、盐的水溶液、酸以及其他腐蚀介质中具有高度化学稳定性的钢种。不锈钢不仅是广泛使用的耐蚀材料,而且具备较好的耐热性(包括抗氧化性及高温强度),因而也是一类重要的耐热材料。

  在日常生活中,不锈钢的应用场所众多,也分很多种类型的不锈钢,如果304不锈钢,304食品级不锈钢等。一般304食品级不锈钢会运用在厨房、食具上,而普通不锈钢则更多地运用在建筑上。

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