不锈钢不锈与生锈经典总结(24页).doc

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1、-中国冶炼钢铁技术发展史如果说西方早期的铁器文化是一种锻铁的文化，那么中国早期的铁器文化是一种以铸铁为主的文化。 已知中国最早的铁器是河北出土的商代铁刃。后确认为是用含镍较高的陨铁锻成。另外有同时代的北京平谷的陨铁刃，河南商末的铜兵铁刃。这些说明，原始民族早期使用天然铁是具普遍性。 我国许多地区都有丰富的铁矿藏。特别是在中原地区，源远流长的古代青铜技术的故乡，也是中国古代冶铁工艺的摇篮。 在公元前世纪前后，中国就发明了生铁冶炼技术。尤其是在春秋战国时期，块炼铁和生铁冶炼两种工艺，几乎是同时产生，这两种方法在我国历史上曾长期平行发展，在不同情况下发挥各自的作用。 块炼铁的方法即“固体还原法”。从

2、江苏六合县程桥东周墓出土的铁条，就是块炼铁的产物。 在春秋末期和战国初期，以块炼铁为材料，在反复锻打块炼铁的实践中，人们又总结出块炼铁渗碳成钢的经验。因块炼铁质柔不坚，渗碳块炼钢又太坚硬，人们又发明了炼钢的淬火工艺，进一步提高了块炼钢的机械性能。在河北易县武阳台村的燕下都遗址出土的件铁器，大部分就是经过淬火处理的。块炼铁的炉温大约左右，离纯铁的熔点（）相差甚远。生铁的冶铸工艺与块炼法的差异在于，它的炉温达到。在这种炉温下，通过被还原生成的固态铁吸收碳，降低其熔点，从而得到液态的生铁，液态生铁可以直接浇铸成器。江苏东周墓出土的铁丸，洛阳出土的铁锛、铁铲等，都是那个时期的生铁器物。生铁的早期发明，

3、是中国对世界冶金技术的杰出贡献。欧洲一些国家，虽很早出现块炼铁，但出现生铁则是公元十三世纪末到十四世纪初。 铁器的较多使用，标志着新一代社会生产力的形成，春秋战国之交中国已进入铁器时代。人们日常用语“陶治”“就范”“范围”“模范”等也是由冶铸技术转变而来的，取得普遍意义，在中国文学中表现铁匠形象也甚多。 从战国到西汉，生熟铁并用平行发展。早期的铸铁都是白口铁，铸造性能较好。但碳是以化合碳的形式存在于铁中，导致生铁脆硬，不耐碰击。那么中国早期冶铁匠师就面临双重难题，一是如欧洲古代铁匠那样使柔软的块铁变硬，另外是设法使脆硬的白口铁变软。因此，在战国早期，人们就创造了白口铁柔化术。 即通过长时间加热

4、，将白口铁中的碳化铁分解为铁和石墨，消除大块的渗碳体，这对提高铁的柔性起了良好作用，而欧洲的铸铁柔化术是在世纪下期才出现的。 战国中期以后，铁器已取代铜器成为主要的生产工具。管子。海王篇说：“一女必有一针、一刀”“耕者必有一耒、一（耒吕）、一铫”。“不尔而成者者，天下无有。”正是铁器的普遍应用，才极大推动社会生产发展，使奴隶制向封建制转变，造就了战国时期经济繁荣，百家争鸣的昌盛局面。邯郸等地以冶铁致富，并设有专门管理炼铁的“铁官”，专门经营炼铁的“铁商”。 西汉，在块炼渗碳的基础上兴起了“百炼钢”技术。它的特点是增加了反复加热锻打的次数，这样既可加工成型，又使夹杂物减少、细化和均匀化，大大提高

5、了 钢的质量。如河北满城一号西汉墓土的刘胜佩剑、钢剑和错金宝刀，就是“百炼钢“的产物。”百炼成钢“”千锤百炼“成语由此而来。西汉中期，又出现了炒钢，即将生铁炒到成为半液体半固体状态，并进行搅拌，利用铁矿物或空气中的氧进行脱碳，借以达到需要的含碳量，再反复热锻，打成钢制品。这省去了烦难的渗碳工序，又使钢的组织更加均匀。山东苍山县东汉墓出土的炼环首钢刀，就是用炒钢锻打而成的。炒钢的发明，也打破了先前生铁不能转为熟铁的界限，使原先各行其是的两个工艺系统得以沟通，成为统一的钢铁冶炼技术体系。这是继生铁冶铸之后，中国古代钢铁技术史上又一重大事件。 从古铁器分析中，中国科学工作者，陆续发现了汉魏时期的球状

6、石墨的铸铁工具多件，引起了国内外学术界的重视，而球墨铸铁是现代科技的产物，是年由英美学者发明的。经测定，西汉时期的石墨性状铸铁不逊于现代球墨铸铁的同类材料，这是冶铸史上一件很有意义的事。 西晋南北朝时，新的灌钢技术出现。它是将生铁炒成熟铁，然后同生铁一起加热，由于生铁的熔点低，易于熔化，待生铁熔化后，它便“灌”入熟铁中，使熟铁增碳而得到钢。这种方法比生产炒钢容易掌握，也使钢铁技术较为完备，成为南北朝以后的主要方法。 在汉代，钢铁业的发展通过多方面展现。如炉型有了扩大，用石灰石作熔剂，风口也从一个发展到了多个，鼓风设备从以前的人力鼓风，畜力鼓风到创造了水力鼓风的“水排”。这项发明比欧洲早一千二百

7、多年。 从唐代到明代，是古代钢铁技术全面发展和定型的时期。唐宋时期实现了农具从铸制改为锻制这一具有重大意义的历史性转变。以生铁冶炼生铁炒炼熟铁生、熟铁合炼成钢为主干的钢铁工业体系趋于定型。 到了明代，采用了“生铁淋口”法锻制生产工具。这种方法的原理是和灌相同的。这在宋应星的天工开物中有记载。另外，天工开物还描述了冶炼史上的半连续性系统，即把炼铁炉流出的铁水，直接流进炒铁炉里炒成熟铁，从而减少了再熔化的过程。这时，人们不仅懂得了炼焦，还用焦炭进行了冶炼。明代中叶到清末，传统钢铁技术继续缓慢发展，生铁年产量达数十万吨。炼铁竖炉高米，佛山炼铁厂还采用装料机械（机车）代人力加料。 总之，在世纪中叶工业

8、革命之前，中国冶铁工业的生产规模和技术水平与当时的英法等国相比并不逊色，各领风骚。中国的封建制度发展到明代已进入衰亡阶段，极端腐败的专制主义政治，庞大的官僚机构和腐朽的上层建筑，严重束缚了生产的发展。明末矿税之害迫使各阶层人民群起反抗，阶级矛盾异常尖锐。 继起的清政府是镇压了农民起义和抗清斗争之后建立起来的，满汉地主阶级联合专政的专制政府。康熙、雍正和乾隆三朝号称盛世历时年（公元年）。但正在此时，西方爆发了工业革命，其工业、科技、军事实力却以封建制度无法想象的速度发展起来，在很短时期就把中国抛在后面。而清政府恰从雍正时代起顽固地实行闭关自守政策，自封天朝大国，对世界范围的重大变化茫然无知，更谈

9、不上采取措迎头赶上。在随后的帝国主义侵略和清廷卖国行径的内外夹攻下，旧有的手工业和传统技术随之衰落，濒于破产和失传，曾经独树一帜的中国冶炼工业也黯然失色，失去了建立独立的金属工业，使传统工艺发展为现代金属技术的可能性。不锈钢在各领域的应用 1 1960 年 1999 年约 40 年间，西方国家的不锈钢产量从 215 万吨猛增到 1728 万吨，增加了约 8 倍，平均年增长率约为 5 5% 。不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。在厨房器具方面主要有水洗槽和电气、煤气热水器，家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒。从节能和再循环等环保的观点看，不锈钢的需求有望进一步扩大。 在运输领域主要有

10、铁道车辆和汽车的排气系统，用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为 20 -30kg ，全世界的年需求约 100 万吨，这是不锈钢最大的应用领域。 在建筑领域，最近的需求急剧增长，如：新加坡地铁车站的防护装置，使用了约 5000 吨的不锈钢外装饰材。再如日本 1980 年以后，用于建筑业的不锈钢增长了约 4 倍，主要用作屋顶、大楼内外装饰和结构材。 80 年代，在日本沿海地区使用 304 型无涂漆材作为屋顶材料，从防锈考虑，逐步转变为使用涂漆不锈钢。进入 90 年代，开发了具有高耐蚀性的 20% 以上高 Cr 铁素体系不锈钢，被用作屋顶材料，同时为了美观性，开发了各种表面精加工技术。 在土木领域，日

11、本的水坝吸水塔使用不锈钢。欧美的寒冷地区，为防止高速公路和桥梁的冻结需撒盐，这就加速了钢筋的腐蚀，所以使用不锈钢钢筋。在北美的道路中，近 3 年间约有 40 处采用了不锈钢钢筋，每处的使用量为 200-1000 吨，今后不锈钢在该领域的市场将有所作为。 2 今后扩大不锈钢应用的关键是环保、长寿命和 IT 的普及。 关于环保方面，首先从大气环保的观点看，用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、 LNG 发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。还有估计在 21 世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使用不锈钢。从水质环保的观点看，在给水、排水处理装置中，具有优异耐

12、蚀性的不锈钢也将扩大需求。 关于长寿命，在欧洲已有的桥梁、高速公路、隧道等设施中，不锈钢的应用在增加，预计这种潮流将遍及全世界。还有日本一般住宅建筑的寿命特别短为 20-30 年，废材处理成为一大问题。最近以寿命达到 100 年为目标的建筑物开始出现，这样具有优异耐久性的材料需求将增长。从地球环保的观点看，长寿命在减少土木、建筑废材的同时，有必要从引入新概念的设计阶段探讨如何降低维修成本。 关于 IT 的普及，在 IT 的发展和普及过程中，功能材料在设备硬件方面起很大的作用，对高精密度、高功能材料的要求非常大。如：在手机和微机部件中，灵活应用了不锈钢的高强度、弹性和非磁性等特性，使得不锈钢的应

13、用扩大。还有在半导体和各种基板的制造设备中，具有良好清洁度和耐久性的不锈钢发挥了重要作用。 不锈钢具有多种其它金属没有的优异性能，是一种具有优异耐久性和再循环性的材料，今后对应时代的变化，不锈钢将广泛应用于各种领域。钢和铁的区别铁是一种化学元素，是地球上最常见到的一种物质。但是在现实生活中，纯粹意义的的“铁”我们几乎是看不到的。我们平时说的铁一般包括生铁和熟铁，严格说，它们都不是纯粹意义上的“铁”，都是以铁元素为主的合金。钢也是以铁元素为主合金，钢与铁的主要区别是含碳量不同。人们由铁矿中提取铁，将矿石、焦炭和石灰石（助熔剂）在高炉中冶炼，使氧化铁还原成生铁（或铸铁）。所得(生铁)一般含铁909

14、5，碳34.5和少量的硅、锰、硫、磷等。生铁是炼钢或熟铁（锻铁）的原料,含碳量在0.22.1之间的铁合金称为(钢)。生铁在平炉、转炉或电炉中进一步冶炼除去碳、硅、磷等杂质，可得各种组成的钢。钢加上其他金属元素，还可以构成不同的 ()，如日常的 就是含有铬，镍等其他元素的 。钢材就是含碳量大于0.025%,小于0.2%的铁碳合金。铁是大自然赏赐给人内的恩物，将开采的铁矿石放入高炉中冶炼后即得到生铁，生铁按不同冶炼工艺和用途可分为炼钢生铁和铸造生铁。炼钢生铁是一种含碳量2%的铁碳合金，同时也含有少量的硅，锰，硫，磷等元素，其中硅和锰是有利元素，按一定比例存在于钢铁中可以显著提高材料的强度.硬度和耐

15、腐耐磨性，而硫和磷则有害，会分别造成钢铁的热脆性和冷脆性，降低材料性能。把炼钢用生铁放入炼钢炉中按一定比例熔炼，将得到的钢液浇铸成型，冷却后即得到钢锭或铸坯，供轧制成各种型材，为了获得不同性能的钢材，还会在熔炼过程中加入铬.镍.钼.钨.钒等微量元素，而这些化学成分决定了钢材的不同特性。其中“铬”可以增加钢材的耐腐蚀性，通常国际上把含铬量大于13%的钢材称为 。镍可以增加钢材的强度和韧性钼可以防止钢材变脆，钨可增加钢材的耐磨损性别看钨的硬度较低，只有大约40s，但它们的抗磨损能力非常高，钒可增加钢材的抗磨损性和延展性。低碳钢含碳量小于0.25% 含碳量大多在0.7%以下中碳钢含碳量在0.250.

16、6% 含碳量一般在0.651.35%高碳钢含碳量大于0.60%不锈 含碳量一般在0.450.7%，含铬量大于13%滚动轴承不锈钢含碳量一般在1%,含铬量大于13%高速钢又称锋钢，含碳量一般在0.71.65%,含钨5.519%,600摄氏度下工作时，硬度能保持在HRC60以上。合金的性质和成分:将两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）熔合而成的具有金属特性的物质叫做合金。合金比它的成分金属具有许多优良的物理、化学或机械加工性能。如硬铝（含2.24.9Cu、0.21.8Mg、0.30.9%Mn、少量的硅，其余是铝），有良好的机械性能、强度大又便于加工，而且密度小，可作轻型结构材料。目前世界各国生产

17、的铝约有60以上用于制造合金。铝的合金主要是在铝中加入铜、镁、锌、锰、硅等元素，有时还加入铬、钛、铍等元素。许多合金的熔点比它的成分金属的熔点要低。如铝硅合金（除铝外还含有4.013的硅，0.21.5的镁，0.58的铜，0.10.9的锰）的熔点比各成分金属的熔点都低。又如锡的熔点为231.9，铅的熔点为327.5，锡和铅按21组成的合金熔点为180，比锡或铅的熔点都低，这种合金就是通常用的焊锡。又比如做保险丝材料的“伍德合金”，是锡、铋、镉、铅按1412质量比组成的合金，熔点仅67，比水的沸点还低。因此，当电路上电流过大、电线发热到70左右，保险丝即可熔化，自动切断电路，保证用电安全。现在使用

18、相当广泛的高压锅易熔片，也是一种低熔点合金。当高压锅压力阀通路被堵，锅内压力增加，温度升高到熔片的熔点时，易熔片熔化通路打开，于是锅内减压、降温、从而保证了使用安全。但是组成上述低熔点合金的成分金属的熔点都在二、三百度以上。合金的硬度一般比组成合金的成分金属的硬度大。由铝或镁制成的轻合金往往比铝或镁的硬度要大得多。有时制成合金后，其硬度增大的程度是惊人的，例如在铜里加入1的铍制成的铜合金，其硬度要比纯铜大7倍！合金可以分为三种类型：（1）金属固溶体：这是一种金属均匀地分布在另一种金属内形成的复合体，是固态溶液。固溶体只有一种晶格类型。像 （67%Cu，33%Zn）、银与金的合金都是金属固溶体。

19、（2）金属互化物：金属与金属之间生成的化合物。其组成有的是固定不变的，如铜化锌（ZnCu）、碳化铁（Fe3C）等；有的是可变的，如铜锡合金就有Cu5Sn、Cu31Sn8、Cu3Sn等多种不同组成。金属互化物不能用通常的化合价来解释。（3）机械混合物：其晶体由两种或两种以上的晶体结构混合而成，每一小晶体中只有一种金属。同前两类合金不同，机械混合物的组成是非均一的。钢、生铁、青铜等属这一类合金。从以上介绍可以看出，笼统地说合金是混合物或化合物都是不合适的。3金属的熔沸点高低、硬度、密度大小的比较规律在金属晶体中，金属离子半径越小，阳离子电荷数越高，其金属键也就越强，金属的熔沸点也就越高，硬度、密度

20、越大。不锈钢为什么耐腐蚀？ (Cr2O3)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，最终形成孔洞。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11.7以上时，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

21、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。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。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，重新形成这种氧化物钝化膜，继续起保护作用。 因此，所有的不锈钢元素都具有一种共同的特性，即铬含量均在105以上。不锈钢特性的几点误解：误解一：“不锈钢不会生锈，生锈的就不是不锈钢” 我们知道，普通碳钢与大气中的氧发生反应，在金属表面形成氧化膜，然后继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，形成“千层糕”式的腐蚀物，直至烂穿。当然，人们可以利用油漆或耐氧化的金属(例如锌、镍和铬)进行电镀来保护碳钢表面，但是，这

22、种保护的保护层仅是一层薄膜，如果保护层被破坏，下面的钢便又开始锈蚀。但不锈钢不同，当它的含铬量达到12左右，与大气接触，在钢的表面会产生一层钝化膜(Cr2O3)，它是致密的富铬氧化物有效地保护着不锈钢的表面，特别是能防止进一步氧化。这种氧化膜极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面特性。如果表层氧化膜被破坏，所暴露出的钢表面会和大气中的氧发生反应，重新形成钝化膜。继续起保护作用。因此，在此理论的引导下，许多人认为，不锈钢是不会生锈的。 但总有不锈钢的使用客户反映，他们使用的不锈钢出现了腐蚀现象，是不是购买了劣质不锈钢?其实，排除部分真正购买了劣质不锈钢的因素，其余是因为对不

23、锈钢了解不够深入而产生的一种误解。我们知道，不锈钢是不锈耐酸钢酌简称，它由普通不锈钢和耐酸钢两大部分组成。在空气或弱介质中能抵抗侵蚀的钢叫不锈钢，即普通不锈钢：在某些强腐蚀介质中能抵抗侵蚀的钢叫耐酸钢。通常情况下，一种不锈钢可能在某些介质中具有良好的耐蚀性，但在另外的介质中，却可能因化学稳定性低而发生腐蚀。所以说“不锈”是一个相对的概念，一种不锈钢不可能对所有介质都耐蚀。事实上，如果不锈钢的表面存在杂质、污物以及缺陷部位钝化膜损坏等，都会导致不锈钢生锈。研究表明，不锈钢的主要腐蚀形式有均匀腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等。比如点腐蚀是一种电化学腐蚀，指在金属材料表面局部发生蚀孔，深

24、浅不一，有的穿透钝化膜向纵深发展，严重的甚至会形成穿孔。特别是在含有氯离子的介质中中，最容易引发点腐蚀。 所以不锈钢生锈是一种比较复杂的情况，和其本身耐腐蚀能力、使用方法、使用介质都有关系。不锈钢不是不会生锈，世界上没有永不生锈的金属。误解二：“不锈钢没有磁性，有磁性的就不是不锈钢” 在日常生活中，有很多对不锈钢一知半解的人是通过有无磁性来判断不锈钢的，没有磁性的就是不锈钢，有磁性的则不是不锈钢，是不锈铁。比如我们去超市购买不锈钢物品时，超市的售货员可能会告诉你同样的识别方法，甚至还会拿一块磁铁出来，让你亲目试一试。 其实，这是因为对不锈钢概念不清而产生的又一种误解。从金属学角度来看，“钢”和

25、“铁”仅仅在于碳含量的区别，和磁性无关。事实上，常见不锈钢按金相组织特点分类，主要可分为奥氏体不锈钢马氏体不锈钢和铁素体不锈钢三类。 奥氏体不锈钢是应用范围最厂的不锈钢，它的含铬量约为18%，含镍量约为8%属于铬镍不锈钢，习惯上义称为18-8型不锈钢。它的含碳量较低，由于镍的加人，经过固涪处理后，室温下其显微组织为单相奥氏体，通常是没有磁性的。但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也有可能出现磁性。如O304不锈钢，由于冶炼时成分偏析或热处理不当，会出现少量的马氏体或铁素体组织。这样，它就会带有微弱的磁性。此外，304不锈钢经过冷加工后，可在钢内析出少量的马氏体组织，此时钢就会有一定磁性，且冷

26、加工变形度越大，钢的磁性也越大。 马氏体不锈钢属于铬不锈钢，它的含碳量较高，经热处理后，能显著调整其力学性能。因此，这类钢一般都要经过淬火、回火后才使用。室温下，其显微组织为回火马氏体，具有强的铁磁性，如1Cr13、2Cr13、3Cr13 、4Cr13 、7Cr13等。 铁素休不锈钢也属于铬不锈钢，其含铬量一般大于为11.5% ,室温下，其显微组织为单相铁素休组织，即使将钢从室温加热到高温(9001100 ) .其组织也不会发生显著变化。这类钢也具有较强的铁磁性，代表的牌号有430等。 从上面的分析我们可以看出，用是否具有铁磁性来判定不锈钢材质的方法是不正确的。首先，作为最常用的奥氏体不锈钢，

27、比如304，它也是有可能有磁性的，其次，即使是马氏体或铁素体不锈钢，其耐腐蚀能力可能稍差，但综合考虑其价格和使用环境，只要使用得当，也是完全可以耐腐蚀的，是完完全全的不锈钢。误解三：“不锈铁不是不锈钢” 在日常生活中，人们经常会提到“不锈铁”。比如，去超市挑选不锈钢制品时超市的售货员可能会告诉你，共有两种类型，一种质量比较好，是不锈钢做的，价钱要贵一点;另一种质量差一些，是不锈铁做的，但价格相对要便宜。如果在网上搜索“不锈铁”，你将会得到大量的与“不锈铁”相关的信息。这显示，有这么一种观点很普遍，那就是不锈钢与不锈钢铁之所以质量上有区别，就是因为“钢”和“铁”的区别，钢自然好，“铁”百炼才能成

28、“钢”。 那么，是不是真的存在不锈铁这种材料呢?查阅资料，所有正式的钢铁手册中都是没有“不锈铁”这个说法的。另外，可以查阅得知：黑色金属是指以铁及铁碳为主的合金，它又可以分为纯铁(含碳量小于0.0218%的铁碳合金)、钢(含碳量大于0.0218%而小于2.11%的铁碳合金)、铸铁(含碳量大于2.11%的铁碳合金)三类。 查阅各类不锈钢标准，即便是含碳量较高的马氏体不锈钢7Cr17，其含碳量也只是在0.6%0.75%，远远低于钢与铁的分界线2.11%。所以，从碳含量来讲，所有的不锈钢，无论是奥氏体、马氏体、铁素体，都属于“钢”的范畴。 所谓不锈铁只不过是一种口头上的叫法，一般就是指马氏体不锈钢和

29、铁素体不锈钢。这两类不锈钢一般都不含镍属于铬不锈钢，常见的有430、410等等，与奥氏体不锈钢相比，它们的抗腐蚀能力要弱一点，价钱也相对要便宜，且都具有铁磁性。但现在钢厂开发了很多高性能铬系不锈钢，无论从耐腐蚀还是价格上，都与常用304有的一比。另外，有部分人认为200系不锈钢属于不锈铁，这更是一种错误的观点。200系不锈钢现在应用越来越广泛，由于有很多小钢厂都在生产此类钢种，所以质量参差不齐，但大钢厂的200系不锈钢都是有保证的，200系不锈钢属于奥氏体不锈钢。不锈钢的耐腐蚀性及其种类：1、腐蚀的种类和定义 在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看，除机械失效

30、外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。 应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂

31、所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。 点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。 晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和相）沉淀析出的有利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不

32、足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。 全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。 2

33、.各种不锈钢的耐腐蚀性能 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。 301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的

34、场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 04N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。 305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性 316和317 型不锈钢含

35、有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。不同元素对不锈钢的影响：目前已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最

36、大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。 实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。 1、铬在不锈钢中的决定作用 决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部

37、的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明：铬使铁基固溶体的电极电位提高铬吸收铁的电子使铁钝化钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。 2、碳在不锈钢中的两重性 碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，

38、碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。 认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。 例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢0Crl34Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为1214，就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的，目的即在于使碳与铬结合成碳化铬以后，固溶体中的含铬量不致低于11.7这一最低限度的含铬量。 就这五个钢号来说由于含碳量不同，强度与耐腐蚀性能也是有区别的，0Cr132Crl3钢的耐腐蚀性较好但强度低于3Crl3和4Cr13钢，多用于制造结构零件，后两个钢号由于含碳较高而可获得高的强度多用于制造弹簧、刀具等要求高强度及耐磨的零件。又如

39、为了克服188铬镍不锈钢的晶间腐蚀，可以将钢的含碳量降至0.03以下，或者加入比铬和碳亲和力更大的元素（钛或铌），使之不形成碳化铬，再如当高硬度与耐磨性成为主要要求时，我们可以在增加钢的含碳量的同时适当地提高含铬量，做到既满足硬度与耐磨性的要求，又兼顾定的耐腐蚀功能，工业上用作轴承、量具与刃具有不锈钢9Cr18和9Cr17MoVCo钢，含碳量虽高达0.850.95，由于它们的含铬量也相应地提高了，所以仍保证了耐腐蚀的要求。 总的来讲，目前工业中获得应用的不锈钢的含碳量都是比较低的，大多数不锈钢的含碳量在0.10.4之间，耐酸钢则以含碳0.10.2的居多。含碳量大于0.4的不锈钢仅占钢号总数的一

40、小部分，这是因为在大多数使用条件下，不锈钢总是以耐腐蚀为主要目的。此外，较低的含碳量也是出于某些工艺上的要求，如易于焊接及冷变形等。 3、镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的 镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢的重要合金化元素。镍在钢中是形成奥氏体的元素，但低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量要达到24；而只有含镍27时才使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变。所以镍不能单独构成不锈钢。但是镍与铬同时存在于不锈钢中时，含镍的不锈钢却具有许多可贵的性能。 基于上面的情况可知，镍作为合金元素在不锈钢中的作用，在于它使高铬钢的组织发生变化，从而使不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能获得某些改善。 4、锰和

41、氮可以代替铬镍不锈钢中镍 铬镍奥氏体钢的优点虽然很多，但近几十年来由于镍基耐热合金与含镍20以下的热强钢的大量发展与应用，以及化学工业日益发展对不锈钢的需要量越来越大，而镍的矿藏量较少且又集中分布在少数地区，因此在世界范围内出现了镍在供和需方面的矛盾。所以在不锈钢与许多其他合金领域（如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等）中，特别是镍的资源比较缺乏的国家，广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究与生产实践，在这方面研究和应用比较多的是以锰和氮来代替不锈钢与耐热钢中的镍。 锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一些，锰的作用不在于形成奥氏体，而是在于它降低钢的临界淬火速度，在冷却时增加奥氏体的稳定

42、性，抑制奥氏体的分解，使高温下形成的奥氏体得以保持到常温。在提高钢的耐腐蚀性能方面，锰的作用不大，如钢中的含锰量从0到104%变化，也不使钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生明显的改变。这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大，形成的氧化膜的防护作用也很低，所以工业上虽有以锰合金化的奥氏体钢（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13钢等），但它们不能作为不锈钢使用。锰在钢中稳定奥氏体的作用约为镍的二分之一，即2的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体，并且作用的程度比镍还要大。例如，欲使含18铬的钢在常温下获得奥氏体组织，以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢，目前已在工业中获得

43、应用，有的已成功地代替了经典的18-8铬镍不锈钢。 5、不锈钢中加钛或铌是为了防止晶间腐蚀。 6、钼和铜可以提高某些不锈钢的耐腐蚀性能。 7、其他元素对不锈钢的性能和组织的影响 以上主要的九种元素对不锈钢的性能和组织的影响，除这些元素对不锈钢性能与组织影响较大的元素以外，不锈钢中还含有一些其他的元素。有的是和一般钢一样为常存杂质元素，如硅、硫、磷等也有的是为了某些特定的目的而加入的，如钴、硼、硒、稀土元素等。从不锈钢的耐腐蚀性能这一主要性质来说，这些元素相对于已讨论的九种元素，都是非主要方面的，虽然如此，但也不能完全忽略，因为它们对不锈钢的性能与组织同样也发生影响。 硅是形成铁素体的元素，在一

44、般不锈钢中为常存杂质元素。 钴作为合金元素在钢中应用不多，这是因为钴的价格高及其在其它方面（如高速钢、硬质合金、钴基耐热合金、磁钢或硬磁合金等）有着更重要的用途。在一般不锈钢中加钴作合金元素的也不多，常用不锈钢如9Crl7MoVCo钢（含1.2-1.8钴）加钴，目的并不在于提高耐腐蚀性能而在于提高硬度，因为这种不锈钢的主要用途是制造切片机械刃具、剪刀及手术刀片等。 硼高铬铁素体不锈钢Crl7Mo2Ti钢中加0005硼，可使在沸腾的65醋酸中的耐腐蚀性能提高。加微量的硼（0.00060.0007）可使奥氏体不锈钢的热态塑性改善。少量的硼由于形成低熔点共晶体，使奥氏体钢焊接时产生热裂纹的倾向增大，

45、但含有较多的硼（0506）时，反而可防止热裂纹的产生。因为当含有0506的硼时，形成奥氏体硼化物两相组织，使焊缝的熔点降低。熔池的凝固温度低于半溶化区时，母材在冷却时产生的张应力，由处于液态固态的焊缝金属承受，此时是不致引起裂缝的，即使在近缝区形成了裂纹，也可以为处于液态固态的熔池金属所填充。含硼的铬镍奥氏体不锈钢在原子能工业中有着特殊的用途。 磷在一般不锈钢中都是杂质元素，但其在奥氏体不锈钢中的危害性不像在一般钢中那样显著，故含量可允许高一些，如有的资料提出可达006，以利于冶炼控制。个别的含锰的奥氏体钢的含磷量可达006（如2Crl3NiMn9钢）以至0.08（如Cr14Mnl4Ni钢）。

46、利用磷对钢的强化作用，也有加磷作为时效硬化不锈钢的合金元素，PH1710P钢(含025磷)乃PHHNM钢（含030磷）等。 硫和硒在一般不锈钢中也是常有杂质元素。但向不锈钢中加0204的硫，可提高不锈钢的切削性能，硒也具有同样的作用。硫和硒提高不锈钢的切削性能，是因为它们降低不锈钢的韧性，例如一般188铬镍不锈钢的冲击值可达30公斤/厘米2。含031硫的188钢（0084C、1815Cr、925Ni）的冲击值为18公斤/平方厘米；含0。22硒的188钢（0094C、184Cr、9Ni）的冲击值为324公斤/平方厘米。硫与硒均降低不锈钢的耐腐蚀性能，所以实际应用它们作为不锈钢的合金化元素的很少。

47、 稀土元素稀土元素应用于不锈钢，目前主要在于改善工艺性能方面。如向Crl7Ti钢和Cr17Mo2Ti钢中加少量的稀土元素，可以消除钢锭中因氢气引起的气泡和减少钢坯中的裂纹。奥氏体和奥氏体铁素体不锈钢中加00205的稀土元素（铈镧合金），可显著改善锻造性能。曾有一种含195%铬、23镍以及钼铜锰的奥氏体钢，由于热加工工艺性能在过去只能生产铸件，加稀土元素后则可轧制成各种型材。09中国主要不锈钢牌号最新国家标准09中国主要不锈钢牌号最新国家标准 No 中国GB 日本 JIS 美国 韩国 KS 欧盟BS EN 印度 IS 澳大利亚AS 中国台湾 CNS 旧牌号 新牌号（07.10） ASTM UNS 奥氏体不锈钢 1 1Cr17Mn6Ni5N 12Cr17Mn6Ni5N SUS201 201 S20100 STS201 1.4372 10Cr17Mn6Ni4N20 201-2 201 2 1Cr18Mn8Ni5N 12Cr18Mn9Ni5N SUS202 202 S20200 STS202 1.4373 - 202 3