不锈钢为什么耐腐蚀?
所有金属都和大气中的氧气进行反应,在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化,使锈蚀不断扩大,较终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属(例如,锌,镍和铬)进行电镀来保证碳钢表面,但是,正如人们所知道的那样,这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏,下面的钢便开始锈蚀。
不锈钢的耐腐蚀性取决于铬,但是因为铬是钢的组成部分之一,所以保护方法不尽相同。
在铬的添加量达到10.5%时,钢的耐大气腐蚀性能显著增加,但铬含量更高时,尽管仍可提高耐腐蚀性,但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化。这种氧化层较薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有*特的表面。而且,如果损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种"钝化膜",继续起保护作用。
因此,所有的不锈钢都具有一种共同的特性,即铬含量均在10.5%以上。
不锈钢的类型
"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。有关不锈钢的进一步详细情况可参见由NiDI编制的"不锈钢指南"软盘。
幸而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。
耐大气腐蚀
经验表明,大气的腐蚀程度因地域而异。为便于说明,建议把地域分成四类,即:乡村,城市,工业区和沿海地区。
乡村是基本上无污染的区域。该区人口密度低,只有无污染的工业。
城市为典型的居住、商业和轻工业区,该区内有轻度污染,例如交通污染。
工业区为重工业造成大气污染的区域。污染可能是由于燃油所形成的气体,例如硫和氮的氧化物,或者是化工厂或加工厂释放的其它气体。空气中悬游的颗粒,像钢铁生产过程中产生的灰尘或氧化铁的沉积也会使腐蚀增加。
沿海地区通常指的是距海边一英里以内的区域。但是,海洋大气可以向内陆纵深蔓延,在海岛上更是如此,盛行风来自海洋,而且气候恶劣。例如,英国气候条件就是如此,所以整个国家都属于沿海区域。如果风中夹杂着海洋雾气,特别是由于蒸发造成盐沉积集聚,再加上雨水少,不经常被雨水冲刷,沿海区域的条件就更加不利。如果还有工业污染的话,腐蚀性就更大。
美国、英国、法国、意大利、瑞典和澳大利亚所进行的研究工作已经确定了这些区域对各种不锈钢耐大气腐蚀的影响。有关内容在NiIDI出版的《建筑师便览》中作了简单介绍,该书中的表可以帮助设计人员为各种区域选择成本效益较好的不锈钢。
在进行选择时,重要的是确定是否还有当地的因素影响使用现场环境。例如,不锈钢用在工厂烟囱的下方,用在空调排气挡板附近或废钢场附近,会存在非一般的条件。
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。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素,当钢中含铬量达到12%左右时,铬与腐蚀介质中的氧作用,在钢表面形成一层很薄的氧化膜( 自钝化膜),可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外,常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等,以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。不锈钢通常按基体组织分为:①铁素体不锈钢。含铬12%~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。②奥氏体不锈钢。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。③奥氏体 - 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点,并具有**塑性。④马氏体不锈钢。强度高,但塑性和可焊性较差。
不锈钢是具有60年发展历程的现代材料
自本世纪初发明不锈钢以来,不锈钢就把现代材料的形象和建筑应用中的**声誉集于一身,使其竞争对手羡慕不已。
只要钢种选择的正确,加工适当,保养合适,不锈钢不会产生腐蚀、点蚀、锈蚀或磨损。不锈钢还是建筑用金属材料中强度较高的材料之一。由于不锈钢具有良好的耐腐蚀性,所以它能使结构部件*地保持工程设计的完整性。含铬不锈钢还集机械强度和高延伸性于一身,易于部件的加工制造,可满足建筑师和结构设计人员的需要。
在建筑、大楼和结构的行业中,不锈钢成功的关键是其具有良好的耐腐蚀性能。
不锈钢牌号分组
200 系列—铬-镍-锰 奥氏体不锈钢
300 系列—铬-镍 奥氏体不锈钢
型号 301—延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
型号 302—耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。
型号 303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
型号 304—通用型号;即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。
型号 309—较之304有更好的耐温性。
型号 316—继304之后,*二个得到较广泛应用的钢种,主要用于食品工业和外科手术器材,添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。[1]
型号 321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。
400 系列—铁素体和马氏体不锈钢
型号 408—耐热性好,弱抗腐蚀性,11%的Cr,8%的Ni。
型号 409—较廉价的型号(英美),通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢)。
型号 410—马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差。
型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。
型号 420—“刃具级”马氏体钢,类似布氏高铬钢这种较早的不锈钢。也用于外科手术刀具,可以做的非常光亮。
型号 430—铁素体不锈钢,装饰用,例如用于汽车饰品。良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差。
型号 440—高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于较硬的不锈钢之列。较常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。
500 系列—耐热铬合金钢。
600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。
型号 630—较常用的沉淀硬化不锈钢型号,通常也叫17-4;17%Cr,4%Ni。
304不锈钢是不锈钢中常见的一种材质,密度为7.93 g/cm3,业内也叫做18/8不锈钢。耐高温800℃,具有加工性能好,韧性高的特点,广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。
市场上常见的标示方法中有0Cr18Ni9,SUS304,其中0Cr18Ni9一般表示国标标准生产,304一般表示ASTM标准生产,SUS 304表示日标标准生产。
304 是一种通用性的不锈钢,它广泛地用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀和成型性)的设备和机件。为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性,钢必须含有18%以上的铬,8%以上的镍含量。304不锈钢是按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号。
对于304不锈钢来说,其成份中的Ni元素非常重要,直接决定着304不锈钢的抗腐蚀能力及其的价值。
304中较为重要的元素是Ni、Cr,但是又不**于这两个元素。具体的要求由产品标准规定。行业常见判定情况认为只要Ni含量大于8%,Cr含量大于18%,就可以认为是304不锈钢。这也是为什么业内会把这类不锈钢叫做18/8不锈钢的原因。其实,相关的产品标准对304有着非常清楚的规定,而这些产品标准针对不同形状的不锈钢又有一些差异。下面是一些常见的产品标准与测试。
要想确定一个材料是不是304不锈钢,必须满足产品标准中每一个元素的要求,只要有一个不符合,就不能叫做304不锈钢。
304不锈钢是是国家认可的食品级不锈钢,具有良好的耐蚀性、耐热性。 常用于制造高档家庭用品(如1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸)。
由于304不锈钢含有合金成分较高,因此价格比普通钢材要高不少,这就导致常常有不法厂商以次充好,用其他钢材制品冒充304不锈钢制品出售。非304不锈钢制品不仅防锈能力差,而且制品是人体直接接触时,还会对健康造成不良影响。为了保证大家权益,下面就和大家分享识别304不锈钢的方法。
不锈钢电水壶
1.区别普通钢材和304不锈钢的方法
使用磁铁鉴别即可。普通钢材有磁性很强,304不锈钢无磁性或呈弱磁性(厂家为节约成本,未在冷加工后进行相应热处理,消除磁性),同一块磁铁分别靠近普通钢材和304不锈钢时,能明显感觉两者吸引力大小差距。
2.区别201、202、301和304不锈钢
304不锈钢呈现无磁性,是因为它属于奥氏体不锈钢。201、202和301同样是奥氏体不锈钢且价格比304不锈钢低不少,因此很多奸商会用201、202和301不锈钢冒充304不锈钢,而201、202和301抗防锈蚀性比304不锈钢差不少。如果要区别201、202、301和304不锈钢,就需要用到一种叫304不锈钢快速识别液的东西,将这种液体滴一点在被检测的不锈钢制品上,根据颜色的变化就能轻松识别是哪种不锈钢。
现在较常用的两种不锈钢304,316(或对应于德/欧标的1.4308,1.4408),316与304在化学成分上的较主要区别就是316含Mo,而且一般公认,316的耐腐蚀性更好些,比304在高温环境下更耐腐蚀。所以在高温环境下,工程师一般都会选用316材料的零部件。但所谓事无**,在浓硫酸环境下,再高温度也千万别用316!不然这事可就出大了。学机械的人都学过螺纹,还记得为了防止在高温情况下螺纹咬死,需要涂抹的一种黑乎乎的固体润滑剂吧:二硫化钼(MoS2),从它就得出了2点结论不是:[1]Mo确实是一种耐高温的物质(知道黄金用什么坩埚熔吗?钼坩埚!)。[2]:钼很容易和高价硫离子反应生成硫化物。所以没有任何一种不锈钢是**级**耐腐蚀的。说到底,不锈钢就是一块杂质(不过这些杂质可都比钢更耐腐蚀^^)较多的钢,是钢就可以和别的物质反应。
不锈钢已具备建筑材料所要求的许多理想性能,它在金属中可以说是*一**的,而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好,一直在改进现有的类型,而且,为了满足高级建筑应用的严格要求,正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高,质量不断改进,不锈钢已成为建筑师们选择的较具有成本效益的材料之一。不锈钢集性能、外观和使用特性于一身,所以不锈钢仍将是世界上较佳的建筑材料之一。中国不锈钢营销网整合了不锈钢及不锈钢供应链信息的服务平台,通过设立不锈钢行业资讯、行业观察、企业管理、不锈钢设计、不锈钢论坛、设备材料、展会信息、不锈钢知识、人才招聘等各种栏目,通过较新信息、资料库、数据库、分析预测、交流平台等为会员单位和**用户,提供中国不锈钢业以的信息和咨询服务;为不锈钢业和相关产业提供贸易信息,寻找商业机会;传播不锈钢文化和家居生活艺术,提供不锈钢消费知识。在不锈钢中性能还是比较可靠的。