不銹鋼

　　在大氣和酸、堿、鹽等腐蝕性介質中呈現鈍態、耐蝕而不生銹的高鉻(一般為12%~30%)合金鋼。
　　不銹鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。不銹鋼基本合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等，以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼容易被氯離子腐蝕，因為鉻、鎳、氯是同位原素，同位原素會進行互換同化從而形成不銹鋼的腐蝕。
　　化學成分
　　不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低，因此，大多數不銹鋼的含碳量均較低，最大不超過1.2%，有些鋼的Wc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。不銹鋼中的主要合金元素是Cr（鉻），只有當Cr含量達到一定值時，鋼才有耐蝕性。因此，不銹鋼一般Cr（鉻）含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
　　主要分類
　　不銹鋼常按組織狀態分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體（雙相）不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等。另外，可按成分分為：鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。　
　　1、鐵素體不銹鋼：含鉻12%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優于其他種類不銹鋼。屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。
　　2、奧氏體不銹鋼：含鉻大于18%，還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的Wc<0.08%，鋼號中標記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁性，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等，另外還可用作不銹鋼鐘表飾品的主體材料。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷或風冷，以獲得單相奧氏體組織。
　　3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼：兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點，并具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不銹鋼。
　　4、馬氏體不銹鋼：強度高，但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。
　　5、沉淀硬化不銹鋼：基體為奧氏體或馬氏體組織，沉淀硬化不銹鋼的常用牌號有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通過沉淀硬化（又稱時效硬化）處理使其硬（強）化的不銹鋼。
　　歷史起源
　　畢業于英國謝菲爾德大學的著名冶金科學家亨利·布雷爾利（Harry Brearley）于20世紀初期發明了不銹鋼。不銹鋼的發明和使用，要追溯到第一次世界大戰時期。英國科學家布享利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委托，研究武器的改進工作。那時，士兵用的步槍槍膛極易磨損，布雷爾利想發明一種不易磨損的合金鋼。布雷爾利發明的不銹鋼于1916年取得英國專利權并開始大量生產，至此，從垃圾堆中偶然發現的不銹鋼便風靡全球，亨利·布雷爾利也被譽為“不銹鋼之父”。
　　第一次世界大戰時，英國在戰場上的槍枝，總是因槍膛磨損不堪使用而運回后方。軍工生產部門命令研制高強度耐磨合金鋼的布利阿里，專門研究解決槍膛的磨損問題。
　　布利阿里和其助手搜集了國內外生產的各種型號的鋼材，各種不同性質的合金鋼，在各種不同性質的機械上進行性能實驗，然后選擇出較為適用的鋼材制成槍枝。
　　一天，他們實驗了一種含大量鉻的國產合金鋼，經耐磨實驗后，查明這種合金并不耐磨，說明這不能制造槍枝，于是，他們記錄下實驗結果，往墻角一扔了事。
　　幾個月后的一天，一位助手拿著一塊錚光發亮的鋼材興沖沖跑來對布利阿里說：“先生，這是我在清理倉庫時發現的毛拉先生送來的合金鋼，您是否實驗一下，看它到底有什么特殊作用！”
　　“好！”布利阿里看著光亮耀眼的鋼材，高興地說。
　　實驗結果證明：它是一塊不怕酸、堿、鹽的不銹鋼。
　　這種不銹鋼是德國的毛拉在1912年發明的，然而，毛拉卻并不知道這種不銹鋼有什么用途。
　　布利阿里心里盤算道：“這種不耐磨卻耐腐蝕的鋼材，不能制槍枝，是否可以做餐具呢？”
　　他說干就干，動手作制了不銹鋼的水果刀、叉、勺、果盤及折疊刀等。
　　主要作用
　　不銹鋼不易產生腐蝕、點蝕、銹蝕或磨損。不銹鋼還是建筑用金屬材料中強度最高的材料之一。由于不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，所以它能使結構部件永久地保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還集機械強度和高延伸性于一身，易于部件的加工制造，可滿足建筑師和結構設計人員的需要。
　　耐腐蝕性
　　當鋼中鉻量原子數量不低于12.5%時，可使鋼的電極電位發生突變，由負電位升到正的電極電位。阻止電化學腐蝕。
　　不銹鋼生銹原因
　　不銹鋼材料出現生銹現象，可能有以下幾個原因：
使用環境中存在氯離子
　　氯離子廣泛存在，比如食鹽/汗跡/海水/海風/土壤等等。不銹鋼在氯離子存在下的環境中，腐蝕很快，甚至超過普通的低碳鋼。所以對不銹鋼的使用環境有要求，而且需要經常擦拭，除去灰塵，保持清潔干燥。（這樣就可以給他定個“使用不當”。） 美國有一個例子：某企業用一橡木容器盛裝某含氯離子的溶液，該容器已使用近百余年，上個世紀九十年代計劃更換，因橡木材料不夠現代，采用不銹鋼更換后16天容器因腐蝕泄漏。
沒有經過固溶處理
　　合金元素沒有溶入基體，致使基體組織合金含量低，抗蝕性能差。
天生的晶間腐蝕
　　這種不含鈦和鈮的材料有晶間腐蝕的傾向。加入鈦和鈮，再配以穩定處理，可以減少晶間腐蝕。在空氣中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼，不銹鋼是具有美觀的表面和耐腐蝕性能好，不必經過鍍色等表面處理，而發揮不銹鋼所固有的表面性能,使用于多方面的鋼鐵的一種，通常稱為不銹鋼。代表性能的有13鉻鋼，18-8鉻鎳鋼等高合金鋼。從金相學角度分析，因為不銹鋼含有鉻而使表面形成很薄的鉻膜，這個膜隔離開與鋼內侵入的氧氣起耐腐蝕的作用。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，鋼必須含有12%以上的鉻。用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。
　　主要類型
　　“不銹鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業不銹鋼，所開發的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。有關不銹鋼的進一步詳細情況可參見由NiDI編制的"不銹鋼指南"軟盤。幸而和建筑構造應用領域有關的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22%的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。
　　不銹鋼特性
　　一般特性
　　表面美觀以及使用可能性多樣化耐腐蝕性能好，比普通鋼長久耐用耐腐蝕性好強度高，因而薄板使用的可能性大耐高溫氧化及強度高，因此能夠抗火災常溫加工，即容易塑性加工因為不必表面處理，所以簡便、維護簡單清潔，光潔度高焊接性能好。
品質特性
　　2-1.不銹鋼的品質特性
　　2-2.不銹鋼的品質特性要求
　　各產品由于用途的不同，其加工工藝和原料的品質要求也不同。
　　2-3.品質要求特性微細項目。
　　不銹鋼加工工藝
　　不銹鋼加工是指憑著不銹鋼的性能對不銹鋼進行剪、折、彎、焊等機械加工最終得到工業生產所需的不銹鋼制品的過程，在不銹鋼加工的過程中需要借助大量的機床、儀器、不銹鋼加工設備。不銹鋼加工設備分類分為剪切設備和表面處理設備，剪切設備中又分為開平設備和分條設備。此外，從不銹鋼的厚度來分，又有冷熱軋加工設備之分。熱切割設備主要有等離子切割、激光切割、水切割等。
    不銹鋼表面加工等級
　　原面：NO.1 熱軋后施以熱處理及酸洗處理的表面。一般用于冷軋材料，工業用槽罐、化學工業裝置等，厚度較厚由2.0MM-8.0MM。
　　鈍面：NO.2D 冷軋后經熱處理、酸洗者，其材質柔軟，表面呈銀白色光澤，用于深沖壓加工，如汽車構件、水管等。　
　　霧面：NO.2B 冷軋后經熱處理、酸洗，再以精軋加工使表面為適度之光亮者。由于表面光滑，易于再研磨，使表面更加光亮，用途廣泛，如餐具、建材等。采用改善機械性能的表面處理后，幾乎滿足所有用途。　
　　粗砂NO.3 用100-120號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度，具有不連續的粗紋。用于建筑內外裝飾材料、電器產品及廚房設備等。　
　　細砂：NO.4 用粒度150-180號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度，具有不連續的粗紋，條紋比NO.3細。用于浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。
　　#320 用320號研磨帶研磨出來的產品。具有較佳的光澤度，具有不連續的粗紋，條紋比NO.4細。用于浴池、建筑內外裝飾材料、電器產品、廚房設備及食品設備等。
　　毛絲面HAIRLINE：HLNO.4經適當粒度拋光砂帶的連續研磨生成研磨花紋的產品（細分150-320號）。主要用于建筑裝飾，電梯，建筑物的門、面板等。
　　亮面：BA 經冷軋后施以光亮退火，并經過平整得到的產品。表面光澤度極好，有很高的反射率。如同鏡面的表面。用于家電產品、鏡子、廚房設備、裝飾材料等。
應用領域
　　在建筑應用領域，不銹鋼的表面加工之所以重要是有許多原因的。 腐蝕環境要求光滑的表面是因為表面光滑不容易積垢。污垢的沉積會使不銹鋼生銹甚至造成腐蝕。　
　　在寬敞的大廳中，不銹鋼是電梯裝飾板最常用的材料，表面的手印雖然可以擦掉，但影響美觀，所以最好選用合適的表面防止留下手印。　
　　衛生條件對許多行業是很重要的，例如，食品加工、餐飲、釀造和化工等，在這些應用領域，表面必須便于每天清洗，而且經常要用化學清洗劑。　
　　不銹鋼是這方面的最佳材料，在公共場所，不銹鋼的表面經常會被胡寫亂畫，但是，它的一個重要特性是可以將它們清洗掉，這是不銹鋼優于鋁的一個顯著特點。鋁的表面容易留下痕跡，往往很難去掉。清理不銹鋼表面時應順著不銹鋼的紋路清理，因為有些表面加工的紋路是單向性的。　
　　不銹鋼最適用于醫院或其它衛生條件至關重要的領域，如：食品加工、餐飲、釀造和化工，這不僅是因為它便于每天清洗，有時還要使用化學清洗劑，而且還因為它不易滋生細菌。試驗表明不銹鋼在這方面的性能與玻璃和陶瓷相同。