浏览数量: 14 作者: 本站编辑 发布时间: 2025-06-20 来源: 本站
不锈钢(Stainless Steel)是一种特殊的合金钢,以其卓越的耐腐蚀性而闻名,兼具“耐锈”与“耐酸”双重性能。它不仅能抵御空气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的侵蚀,也能在酸、碱、盐等强腐蚀环境中保持良好稳定性。其微观结构中,铁(Fe)、碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)、镍(Ni)、铬(Cr)、钼(Mo)和氮(N)等元素相互作用,共同赋予不锈钢优异的综合性能。当铬含量达到或超过12%时,表面会自发形成一层致密的钝化氧化膜,该薄膜可持续修复并阻隔基体金属与外界介质的直接接触,从而显著提升材料的抗氧化与抗腐蚀能力。正是由于这一独特的自钝化机制,高铬合金才被称为“不锈钢”。
奥氏体不锈钢是最常见的不锈钢类型,其特点是镍和铬含量较高。为了提高性能,它们通常会添加钼和锰等附加元素。
典型牌号:
304,304L,316,316L,347,321,904L
性能优势
组织结构: 主要以面心立方晶体结构的奥氏体为主。
机械性能: 强度适中,但塑性和韧性好,非常适合冷加工(如冲压、拉伸),加工硬化性强。
耐腐蚀性: 具有优异的耐腐蚀性,尤其是对氧化性酸(如硝酸)和大多数非氯化物环境。通过添加钼(如316/316L)可显著提高对点蚀和缝隙腐蚀的抵抗力,使其在海洋和化工环境中表现更佳。
加工性:塑性好,可通过冷成型(如冲压、弯曲)加工,焊接性优良。
高温性能:310S 等牌号可在 1000℃以上长期使用,抗氧化性强。
磁性: 通常无磁性(冷加工后可能产生弱磁性)。
应用场景
食品加工和餐饮设备: 厨具、餐具、食品生产线、储罐、啤酒酿造设备。
医疗器械: 手术器械、医疗设备部件。
建筑装饰: 幕墙、栏杆、室内外装饰。
化工、石油和天然气: 储罐、管道、阀门、热交换器。
日常用品: 洗衣机内筒、水槽、热水器。
航空航天: 飞机部件。
马氏体不锈钢含碳量较高,可通过热处理获得优异的硬度和强度。
典型牌号:
410: 最常见的马氏体不锈钢,用于通用机械部件。
420: 碳含量较高,淬火后硬度更高,用于刀具、剪刀。
440C: 极高硬度,用于轴承、刀片。
性能优势
组织结构: 以马氏体组织为主,可通过热处理强化。
机械性能: 强度和硬度高,通过淬火和回火可获得优异的力学性能。
磁性: 具有磁性。
力学性能:高强度、高硬度(440C 硬度可达 HRC58),耐磨性能突出。
耐蚀性:在干燥大气、水及弱腐蚀介质中耐蚀,但耐全面腐蚀性低于奥氏体和铁素体不锈钢。
加工性:焊接性较差(易产生裂纹),需预热和后热处理。
应用场景
刀具、剪刀: 厨房刀具、手术刀具。
轴承、阀门部件: 对硬度和耐磨性有要求的机械部件。
紧固件: 螺栓、螺母。
汽轮机叶片、医疗器械、量具、弹簧。
铁素体不锈钢铬含量高,镍含量低,通常与钼合金化以增强耐腐蚀性。常温下为铁素体组织,有磁性,加热或冷却时无相变,晶粒易粗大。
典型牌号:
409、430、439、441、444。
性能优势
组织结构: 以体心立方晶体结构的铁素体为主。
机械性能: 强度中等,塑性和韧性一般,不能通过热处理硬化,但冷加工可轻微强化。
焊接性: 焊接性能一般,尤其在厚件焊接时易产生晶粒粗大和脆性。
耐蚀性:抗应力腐蚀开裂能力优于奥氏体不锈钢,在硝酸、有机酸中表现良好,但耐点蚀性较差。
热导率:比奥氏体不锈钢高约 50%,热膨胀系数低,适合热交换器等场景。
成本优势:不含镍或含镍量极低,价格低于奥氏体不锈钢。
应用场景:
汽车排气系统: 汽车消音器、排气管。
家电: 洗衣机内筒、微波炉内胆、燃气灶具。
建筑装饰: 室内面板、建筑饰面。
餐具、厨具: 经济型刀叉、锅具。
双相不锈钢兼具奥氏体和铁素体不锈钢的优点,具有优异的强度和耐腐蚀性能,尤其耐应力腐蚀开裂。其微观组织由大致相等的奥氏体和铁素体组成,并含有大量的钼 (Mo) 和氮 (N)。
典型牌号:
2205(22Cr-5Ni-3Mo-0.15N)、2507(25Cr-7Ni-4Mo-0.27N)
性能优势
组织结构: 兼具奥氏体和铁素体两种金相组织(理想比例约50:50)。
耐腐蚀性: 结合了奥氏体和铁素体不锈钢的优点,具有出色的耐氯化物应力腐蚀开裂、点蚀和缝隙腐蚀能力。
机械性能: 屈服强度大约是奥氏体不锈钢的两倍,具有良好的韧性。
磁性: 具有磁性。
焊接性: 焊接性能良好,但需控制焊接工艺以保持两相平衡。
成本: 镍含量相对较低,因此在某些情况下比高镍奥氏体不锈钢更具成本效益。
应用场景:
石油和天然气工业: 管道系统、歧管、立管、海上平台设备。
化工行业: 反应器、储罐、热交换器。
海水淡化、水处理设备。
纸浆和造纸工业。
结构件: 要求高强度和耐腐蚀性的建筑结构
沉淀硬化不锈钢通过添加铜和铝等元素,并通过热处理(固溶 + 时效)析出碳化物或金属间化合物,实现 “沉淀硬化”,强度极高。
典型牌号:
17-4PH(0.07C-17Cr-4Ni-4Cu)、PH15-7Mo(15Cr-7Ni-2Mo)
性能优势
加工性:固溶状态下塑性好,可冷加工或焊接,时效处理后硬度快速提升。
耐蚀性:耐蚀性接近 304 不锈钢,部分牌号(如 PH15-7Mo)抗应力腐蚀能力强。
机械性能: 强度和硬度极高,同时保持一定的韧性。
热处理: 可通过固溶处理和时效处理进行强化。
应用场景:
航空航天工业: 飞机起落架、涡轮叶片、结构件。
核工业。
高性能机械部件: 阀门部件、轴、齿轮。
医疗器械。