什么是不锈钢？不锈钢的特性和应用
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目前，许多行业都在使用不锈钢。除了传统行业和海洋建筑，家用电器的使用量也在增加。
虽然不锈钢比低碳钢贵，但其优异的性能可延长使用寿命并降低循环成本。因此，从长远来看，较大的前期成本长期会得到回报。
我们知道钢是铁和碳的合金，最高含碳量为2.1%。不锈钢是一组通过添加合金元素而耐腐蚀的钢。
它的显着特征是高含量的铬。不锈钢至少含有10.5%的铬，可提高其耐腐蚀性和强度。
当暴露在空气中时，合金中的铬会在氧化时形成一层钝化层。该层充当防止进一步腐蚀的屏障，基本上使合金防锈。这种机制允许在正常工作条件下长时间保持一尘不染的外观。
不锈钢的好处
随着需求的增加，产量增加，使其比以往任何时候都更实惠。需求的增加导致标准和非标准尺寸的可用性。此外，还有多种不锈钢饰面可供选择。
除了抛光饰面，还提供一系列带图案和彩色的表面。这使得找到适合您需求的选项成为可能。
不锈钢也是%可回收的。事实上，一半的不锈钢生产来自废金属。这使其成为一种相对环保的材料。
用例
不锈钢是一种用途极为广泛的材料。在同时需要钢的特性和耐腐蚀性的情况下，它是首选。
它的首次使用是在餐具中，是因为它的耐腐蚀性能超强。接下来，打开了通往化学工业的道路。今天，我们几乎随处可见不锈钢。
用例因行业而异。例如，用途包括制造手表的微小零件。同时，具有一定表面光洁度的大面板可能覆盖整个建筑物。
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一些广泛使用不锈钢的行业：
食品和餐饮
化学药品
医疗器械制造
建筑与建造
家用电器
近海和造船
汽车制造
能源与工业
不锈钢的种类
根据金属预期能够承受的环境，有多种等级和表面处理的不锈钢可供选择。根据微观结构，它们可以分为四大类。
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢以奥氏体为主要显微组织。奥氏体是铁和碳的固溶体，在°C的临界温度以上形成。该不锈钢系列显示出高韧性和令人印象深刻的耐高温性。
所有不锈钢的70%是奥氏体。它含有至少16%的铬和6%的镍。
奥氏体稳定剂是加入以促进奥氏体微观结构形成的元素。这种不锈钢牌号是一种非磁性金属，不能通过热处理硬化。可根据使用环境修改耐腐蚀性。
铁素体不锈钢
铁素体钢通常只含有铬作为合金元素。铬含量范围为10.5至18%。它们具有一般的耐腐蚀性和较差的制造特性。热处理方法也无助于使金属硬化。
它们通常比奥氏体钢具有更好的工程能力。与奥氏体不锈钢不同，它们具有磁性。它们还具有良好的抗应力腐蚀能力，从而降低了腐蚀性材料的磨损。
双相不锈钢
双相不锈钢是奥氏体和铁素体不锈钢的混合物。因此，它具有其两种成分的特性。它具有高铬和低镍浓度。双相不锈钢具有高抗拉强度和良好的可焊性，具有独特的优势。
它显示出良好的抗应力腐蚀能力，但不如铁素体等级。它比铁素体等级更坚韧，但低于奥氏体等级。
马氏体不锈钢
这种类型的不锈钢由高碳和低铬含量组成。与铁素体等级一样，它具有磁性。与其他等级相比，它确实显示出较差的可焊性，但它具有更高的淬透性，并且可以进行热处理以提高性能。
与铬和合金含量相同的奥氏体和铁素体不锈钢相比，马氏体不锈钢的耐腐蚀性能较低。
沉淀硬化不锈钢
该亚组提供了奥氏体和马氏体特性的组合。硬化是通过添加一种或多种元素来实现的，例如铝、钼、铌、钛和铜。
它能够通过热处理产生高拉伸强度。它含有铬和镍作为合金元素。这些牌号用于高速应用，例如涡轮叶片。
不锈钢牌号
目前市场上有数百个等级的不锈钢。为您的应用程序选择合适的一个很重要，因为它们的属性可能彼此完全不同。
AISI（美国钢铁协会）不锈钢命名系统仍在行业中使用。编号系统使用以2、3或4开头的三位数字。
系列
该系列用于含有锰的奥氏体钢种。这些铬锰钢的镍含量较低（低于5%）。
系列可用于：
洗衣机
刀具
食品饮料设备
汽车行业
室内设备等
系列
本系列用于命名以碳、镍和钼为合金元素的奥氏体不锈钢。添加钼可提高酸性环境中的耐腐蚀性，而镍可提高延展性。
AISI和是该系列中最常见的牌号。AISI通常也称为18/8钢，因为它含有18%的铬和8%的镍。
系列不锈钢应用包括：
食品饮料行业
汽车行业
关键环境的结构
医疗器械
首饰等
系列
铁素体和马氏体合金构成了该系列不锈钢。这些牌号可用于热处理。提供强度和高耐磨性的良好结合。但耐腐蚀性能低于系列。
系列的应用包括：
农业设备
电机轴
燃气轮机零件等
不锈钢组件元素表（资料来源：互联网）
屈服强度
根据等级，不锈钢可能表现出高强度和低伸长率或低强度和高伸长率特性。在屈服强度方面，它们与碳钢相比非常好。
高温强度
不锈钢在较高温度下的性能相对优于其他碳钢。由于其在高温（°C以上）下的高强度保持系数，它显示出更好的耐火性。在°C以上，它还具有比碳钢更好的刚度保持系数。
抗拉强度
在抗拉强度方面，不锈钢优于铝、黄铜和低碳钢等材料。
在沉淀硬化和马氏体等级中可以看到最高的抗拉强度。这些等级的拉伸强度是普遍存在的和等级的两倍。特别是双相钢具有高强度/延展性比。
耐低温
一些不锈钢等级非常擅长处理更广泛的温度。奥氏体钢在低于零的温度下显示出非凡的韧性和更高的抗拉强度。这扩大了它们的使用范围，为现代应用开辟了新的途径。
另一方面，铁素体、马氏体和沉淀硬化等级在低温下不如它们的韧性随着温度下降而下降。
延展性
不同不锈钢牌号的延展性可能有显着差异。有些牌号具有高延展性，允许使用高强度的深拉工艺。
更高的加工硬化率
此属性是指金属通过冷加工过程增加其强度的能力。不锈钢可以进行退火和冷加工，以将其强度控制到所需的水平。
不锈钢机械性能表（资料来源：互联网）
导电性和磁性
不锈钢电器特性表（资料来源：互联网）
与所有金属一样，不锈钢导电。然而，这种电导率极低，就像所有钢一样。
在卫生标准较高或电器可能会受到腐蚀或潮湿环境的行业中，不锈钢外壳用于保护。
奥氏体不锈钢是非磁性的，但是，冷加工可用于在某些等级中产生磁性。所有其他类型都显示磁性。
不锈钢化学性质
化学特性使这种材料与众不同并赋予其独特性。
高抗氧化性
不锈钢的这种显着特性是其在行业中许多独特应用的原因。高抗氧化性是不锈钢中铬的结果。在某些等级中，铬的百分比可以达到26%。
其他金属可能会用涂层和防腐漆进行保护，但一旦磨损，腐蚀就会开始。在不锈钢的情况下，由于表面损坏而去除氧化铬的自然涂层后，会在暴露的表面上形成新的涂层，以防止腐蚀恶化。
生物惰性
不锈钢具有生物惰性，使其成为手术工具、外伤螺钉和钢板等医疗设备的合理选择。这种特性也使其成为餐具产品和厨房用具的理想金属。
耐酸、碱和有机材料
不锈钢可耐受多种化合物。它耐酸、碱以及有机化合物。不同等级的耐酸能力不同。有些等级可以抵抗高浓度酸，而其他等级可能只能抵抗低浓度酸。
在碱性化合物和有机化合物中观察到类似的非反应性。这使得不锈钢成为化学工业中用于储存、处理和其他过程的非常合适的材料。
不锈钢还可以轻松抵抗水分、盐分、硫磺、二氧化碳和氯化物。与大多数其他金属相比，这有助于它在多种恶劣环境中存活更长时间。
其他属性
重要的特性不仅限于机械和化学特性。下面列表中还有其他一些可以用于各种应用程序。
可回收性
如前所述，回收不锈钢以制造新产品是可能的。这通过需要更少的原材料以及减少废物的形成来减少我们钢铁需求对环境的压力。
其不可生物降解的性质也防止它污染资源，因为它不会分解并渗入土壤或水库。
易于使用
不锈钢具有高度的可加工性和可加工性，允许设计师创造复杂的形状和产品。不锈钢激光切割、CNC加工服务、折弯等均可在没有任何特殊设备的情况下进行。
可清洁性
不锈钢产品易于使用家用无毒产品清洁，例如洗涤剂、肥皂或清洁液。这使它们在很长一段时间内保持新的外观，从而延长使用寿命。
这最终会减少浪费，并使最初相对昂贵的购买从长远来看是值得的。
美学的感染力
不锈钢产品具有高光泽，使其成为外露表面的理想选择。它有多种饰面，从亮光到哑光。它可以被拉丝、雕刻、压花和着色以达到效果。
合金元素
说到不锈钢，有很多等级可供选择。根据添加的合金元素，性能可能会有很大差异。归根结底是根据应用的要求选择最合适的具有成本效益的选项。
让我们看看可以添加哪些合金元素以及它们如何影响最终产品。
不锈钢含合金元素表（资料来源：互联网）
铬
铬是不锈钢中的决定性合金元素。它赋予钢材“不锈”的特性。氧化铬钝化层连同表面保护层还阻止氧扩散到金属中，从而保护金属的内部结构免受腐蚀。
氧化铬离子的大小也与钢分子相似，导致两者之间形成牢固的结合。这使得氧化物离子在正常工作条件下能够牢固地附着在表面上。
钢材至少需要10.5%才能成为“不锈钢”。然而，为了增加耐腐蚀性，添加更多的铬是很常见的。
铬还充当铁素体稳定剂，导致合金中形成铁素体微观结构。
镍
添加镍以进一步提高耐腐蚀性。它也是一种奥氏体稳定剂，促进奥氏体的形成。
添加8-9%的镍可获得完全奥氏体结构，从而提供出色的焊接性能。进一步增加镍百分比会带来更好的可加工性和耐腐蚀性能。
铜
铜还可作为奥氏体稳定剂，提高耐腐蚀性和加工硬化性能。
添加它生产不锈钢产品，适用于螺钉和钉子所需的冷加工条件。
硅
添加硅可提高不锈钢对高浓度硝酸和硫酸的耐受性。它还促进铁素体的形成并使金属抗氧化。
氮
氮是一种奥氏体稳定剂，它提高了强度和耐局部腐蚀性。局部腐蚀是指点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等现象。
钼
钼和钨提高了整体和局部的耐腐蚀性能。前者是铁素体稳定剂，因此当用于奥氏体合金时，必须与奥氏体稳定剂平衡以保持奥氏体成分。
添加到马氏体不锈钢中时，钼还可以提高高温强度。添加钨和钼也改善了上述性能。
锰
锰可提高不锈钢的强度、韧性和淬透性。添加锰有助于金属在热加工过程中表现更好。
锰还促进氮在不锈钢中的溶解，因此可以添加锰以用氮代替不锈钢中的镍。
结论
不锈钢除了具有钢的常规性能外，还具有耐腐蚀性和耐热性。它提供了钢的所有优点以及它自己的一些优点。不易腐蚀，更能耐受恶劣环境，使用寿命更长。不锈钢是一种神奇的材料，对整个行业产生了非常积极的影响。由于具有不同特性的等级如此之多，总有一种等级适合你的需要！
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