不锈钢材料专业知识

不锈钢概述

不锈钢(英语:Stainless steel,rustless steel),也称为不锈耐酸钢、水铜铁,在冶金学中,是指在大气和酸、碱、盐等腐蚀性介质中,呈现钝态、耐蚀、不生锈,含高铬(常12%~30%)的合金钢,通常另含有镍、钼、钒、锰、钨等元素。

决定不锈钢防锈能力最重要的金属元素是铬。国际上以重量计算定义,不锈钢是最低铬含量为10.5wt%,最高碳含量为1.2 wt%的合金钢,或铬含量超过10%的"铁合金"。此名称源于它不像普通钢那样容易腐蚀生锈。

如果合金钢含铬或其他元素比例很低,则只能在表面形成氧化膜保护而仍会氧化,具有像铜或铝的防蚀特色,这种钢材就并非不锈钢,而是耐候钢。铬与低碳含量相配合,可显示出明显的耐腐蚀性和耐热性,还可以加入镍、钼、钒、钛、铌、锰、钨、铝、铜、氮、硫、磷和硒,使其表面会产生防锈的氧化膜,以提高对特殊环境的耐腐蚀性和抗氧化性,从而保护钢材本身受到外界环境中的空气(尤指氧气)、水、某些酸、碱的氧化腐蚀。

不锈钢特性

耐腐蚀性

不锈钢在空气、水、酸、碱、盐等腐蚀性介质中具有优异的耐腐蚀性能

耐热性

高温下仍能保持良好机械性能和抗氧化能力

卫生性能

表面光滑易清洁,符合食品和医疗行业卫生要求

环保可回收

100%可回收利用,符合可持续发展要求

主要合金元素

铬 (Cr) 镍 (Ni) 钼 (Mo) 钒 (V) 锰 (Mn) 钨 (W) 钛 (Ti) 铌 (Nb) 铝 (Al) 铜 (Cu)

生产工艺

大多数不锈钢先在电炉或氧气顶吹转炉(转炉)中熔化,然后在另一炼钢炉中精炼,主要为了降低碳含量。在氩-氧脱碳法中,将氧和氩的气体混合物喷入钢水中。改变氧和氩的比例,通过将碳氧化为一氧化碳而不使昂贵的铬氧化和损失,来将碳含量降低到控制的水平。

熔炼

在电炉或转炉中熔化原料

精炼

降低碳含量,调整合金成分

连铸

将钢水铸造成坯料

热轧/冷轧

加工成各种规格的管材、板材等

不锈钢分类

奥氏体不锈钢

  • 含铬16%-26%,镍35%以下
  • 最高耐腐蚀性,无磁性
  • 应用:食品加工、化工设备

铁素体不锈钢

  • 含铬10.5%-27%,不含镍
  • 成本低,抗氧化性能好
  • 应用:建筑装饰、汽车部件

马氏体不锈钢

  • 含铬11.5%-18%,碳1.2%以下
  • 可通过热处理强化
  • 应用:刀具、医疗器械

双相不锈钢

  • 奥氏体+铁素体混合结构
  • 高强度,耐氯化物腐蚀
  • 应用:石油天然气工业