不锈钢原理

不锈钢为什么也生锈?当不锈钢管表面出现褐色锈斑（点）的时候，人们大感惊奇：认为“不锈钢是不生锈的，生锈就不是不锈钢了，可能是钢质出现了问题”。其实，这是对不锈钢缺乏了解的一种片面的错误看法。不锈钢在一定的条件下也会生锈的。

不锈钢具有抵抗大气氧化的能力---即不锈性，同时也具有在含酸、碱、盐的介质中乃腐蚀的能力---即耐蚀性。但其抗腐蚀能力的大小是随其钢质本身化学组成、加互状态、使用条件及环境介质类型而改变的。如304钢管，在干燥清洁的大气中，有绝对优良的抗锈蚀能力，但将它移到海滨地区，在含有大量盐份的海雾中，很快就会生锈了；而316钢管则表现良好。因此，不是任何一种不锈钢，在任何环境下都能耐腐蚀,不生锈的。

不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而坚固细密的稳定的富铬氧化膜（防护膜），防止氧原子的继续渗入、继续氧化，而获得抗锈蚀的能力。一旦有某种原因，这种薄膜遭到了不断地破坏，空气或液体中氧原子就会不断渗入或金属中铁原子不断地析离出来，形成疏松的氧化铁，金属表面也就受到不断地锈蚀。这种表面膜受到破坏的形式很多，日常生活中多见的有如下几种：

1.不锈钢表面存积着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附着物，在潮湿的空气中，附着物与不锈钢间的冷凝水，将二者连成一个微电池，引发了电化学反应，保护膜受到破坏，称之谓电化学腐蚀。

2.不锈钢表面粘附有机物汁液（如瓜菜、面汤、痰等），在有水氧情况下，构成有机酸，长时间则有机酸对金属表面的腐蚀。

3.不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质（如装修墙壁的碱水、石灰水喷溅），引起局部腐蚀。

4.在有污染的空气中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大气），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液点，引起化学腐蚀。

以上情况均可造成不锈钢表面防护膜的破坏引发锈蚀。所以，为确保金属表面永久光亮，不被锈蚀，我们建议：

1.必须经常对装饰不锈钢表面进行清洁擦洗，去除附着物，消除引发修饰的外界因素。

2.海滨地区要使用316材质不锈钢，316材质能抵抗海水腐蚀。3.不锈钢不同材质用于不同地方区域，一般装饰都以304为标准，但用于海边就不行，因为它不具有抗腐蚀性能，正所谓对症下药，不锈钢也是一样的。

种类

奥氏体不锈钢

在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础

上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。 铁素体不锈钢 在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。 奥氏体--铁素体双相不锈钢 是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。 马氏体不锈钢 通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度较高，不同回火温度具有不同强韧性组合，主要用于蒸汽轮机叶片、餐具、外科手术器械。根据化学成分的差异，马氏体不锈钢可分为马氏体铬钢和马氏体铬镍钢两类。根据组织和强化机理的不同，还可分为马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。 代表钢号、化学成分、室温力学性能： 马氏体不锈钢的代表钢号为1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等，铁素体不锈钢的代表钢号为1Cr17、1Cr17Ti、 1Cr25等，奥氏体不锈钢的代表钢号为1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9(304)、00Cr18Ni9Ti(304L)、 0Cr17Ni12Mo2(316)、00Cr17Ni14Mo2(316L)、0Cr18Ni11Ti(321)、0Cr18Ni11Nb(347) 等，双相不锈钢的代表钢号为00Cr26Ni7Mo2Ti等。 为了清楚，将它们列表来说明见表1、表2、表3。 表1国内不锈钢标准钢号对照表 中国 GB1220-92 GB3280-92 0Cr13 1Cr13 SUS410S SUS410 JIS 日本 美国 AISI UNS S410 410 英国 BS970 BS1449 410S21 德国 DIN17440 DIN17224 X7Cr13 法国 NFA35-575 NFA35-576 Z6C13 前苏联 ГОСТ 5632 08X13 2Cr13 1Cr17 7Cr17 9Cr18 0Cr18Ni9 00Cr18Ni9 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni11Ti 0Cr18Ni11Nb SUS420J1 SUS430 SUS440A SUS440C SUS304 SUS304L SUS316 420J1 430 440A 440C 304 304L 316 420S29 304S15 304S12 316S16 X20Cr13 X105CrMo17 X5CrNi189 X2CrNi189 X5CrNiMo1812 X2CrNiMo1812 X10CrNiTi189 X10CrNiNb189 Z20C13 Z100CD17 Z6CN18.09 Z2CN18.09 Z6CND17.12 Z2CND17.12 Z6CNT18.10 Z6CNNb18.10 20x13 95X18 08X18H10 03X18H11 03X17H14M2 08X18H10T 08X18H12F SUS316L 316L 316S12 SUS321 321 SUS347 347 347S17 表2马氏体、铁素体、奥氏体、双相不锈钢的化学成分 钢号 2Cr18Ni9 1Cr18Ni9(304) 0Cr18Ni9(304L) 1Cr18Ni9Ti 0Cr18Ni9Ti(321) 0Cr18Ni11Nb(347) 0Cr17Ni12Mo2(316) 00Cr26NiMo≤0.03 0.4-0.8 ≤1.5 25-27 6.5-7.5 1.5-2.5 ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 16-19 11-15 1.8-2.5 C 0.12-0.22 ≤0.015 Si ≤1.0 Mn ≤2.0 Cr 17-19 17-19 Ni 8-11 Mo Ti Nb S ≤0.03 ≤0.03 P ≤0.035 ≤0.035 ≤1.0 ≤2.0 8-10 ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 17-19 8-11 ≤0.03 ≤0.035 ≤0.12 ≤1.0 ≤2.0 17-19 5×（C－8-11 0.02～0.8） 5×8-11 C%～0.7 ≤10×C% ≤0.03 ≤0.035 ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 17-19 ≤0.03 ≤0.035 ≤0.08 ≤1.0 ≤2.0 17-19 9-12 ≤0.03 ≤0.035 5×C%～0.7 ≤0.03 ≤0.035 0.3-0.5 ≤0.03 ≤0.035 2Ti（双相） 1Cr13(410) 2Cr13(420) 3Cr13 ≤0.15 0.16-0.25 0.26-0.35 0.36-0.45 ≤0.12 ≤0.12 ≤1.0 ≤1.0 11.5-13.5 12-14 12-14 12-14 16-18 16-18 ≤0.03 ≤0.03 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.0 3 ≤0.0 3 ≤0.0 3 ≤0.0 3 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 4Cr13 1Cr17(430) 1Cr17Ti ≤1.0 ≤1.0 ≤0.8 ≤0.8 5× ≤0.8 ≤0.8 C%～0.8 5× 0Cr17Ti ≤0.08 ≤0.8 ≤0.8 16-18 C%～0.8 5× ≤0.0 3 1Cr25Ti ≤0.12 ≤1.0 ≤0.8 20-27 C%～0.8 ≤0.0 3 表3马氏体、铁素体、奥氏体和双相不锈钢的室温力学性能 钢号 2Cr18Ni9 热处理制度 1100-1150C水冷 1100-1150C水冷 540-706 1080-1130C水冷 920-1150C水冷 541-790 950-1050C水冷 554-653 1050-1100C水冷 510-745 900-1100C水σbMpa 568 σsMpa 216 δ（%） 40 ψ（%） 55 1Cr18Ni9 1100C水冷 0Cr18Ni9(304) 1Cr18Ni9Ti 1100C水冷 0Cr18Ni9Ti(321) 1100C水冷 00Cr18Ni10 1100C水冷 0Cr18Ni11Nb 539 201-382 490 196 48.8-69 196 45 59.5-81 45 50 60 540 196-510 541 245-328 480 196-490 520 205 40-81 196 46-62 177 45-68.5 205 40 55-79.5 40 57.2-78.3 40 68-81.5 40 45 55 60 50 冷 1100C水冷 1Cr18Ni12Mo2Ti 00Cr18Ni17Mo2Ti 00Cr17Ni4Mo2Ti 1050C水冷 0Cr17Ni14Mo2(316L) 1050C水冷 1100C水冷 00Cr26Ni7Mo2Ti 539-632 1000-1100C水冷 1000-1100C水冷 1010-1150C水冷 260 1010-1050C水冷 265 230-225 1080C水冷 1000-1050C淬火（油、水1Cr13(410) 冷）700-790C回火（油、水、空冷） 1000-1050C淬火（油、水2Cr13(420) 冷）660-770C回火（油、水、空冷） 1Cr17(430) 750-800C空冷 750-800C空冷 412-632 450 205 22 50 647 441 16 55 588 412 20 60 235-304 530 40-57 205 63.5-75.5 40 55 539-767 216-414 41.2-67 55-77.5 480 578 480 578 505-554 674 177 54 177 54 56-63.5 544 40 60 40 76 76-81 29.6 60 60 66.8 245-485 20-57 50-80.5 3D max 不锈钢材质调法 调整为灰色，添加较高点的反射。 不锈钢材质的RGB为128.128.126