不锈钢:性能，生产，实例和应用
不锈钢是一类铁基合金，最低铬含量为10.5 wt.%。与其他钢相比，它的特点是具有优异的耐腐蚀性。
在这篇文章中，你将了解到:
- 不锈钢的性能
- 不锈钢的种类
- 不锈钢分级系统
不锈钢有哪些特性?
耐蚀性
不锈钢的耐蚀性主要是铬含量的结果。在钢的表面形成一层稳定的氧化铬，防止与材料的大块发生化学反应。该氧化层极薄，厚度为2纳米- 3纳米，是被动的(高度耐腐蚀)，坚韧的(很好地附着在主体上)和自愈合的(破裂或损坏时重新愈合)。
然而，不锈钢在某些情况下会腐蚀。当暴露于酸性溶液(如强硫酸和盐酸)和碱性溶液(如氢氧化钠)时，会发生均匀腐蚀。局部腐蚀可能以点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的形式发生，例如当暴露于氯离子时。
机械性能
由于不锈钢一词包含了广泛的材料，其机械性能当然也各不相同。通常，测试的值包括屈服强度，拉伸强度，延展性，硬度，韧性，蠕变耐疲劳性。具体值可以在Matmatch上找到数千种不同的不锈钢。必威地址
电磁特性
不锈钢的导电性能相对较差。18 wt.% Cr. 8 wt.% Ni不锈钢在20°C的电导率为1.45 106 S/m，而纯铜的电导率为5.96 107 S/m。
铁素体、马氏体和双相不锈钢被归为磁性不锈钢，而奥氏体被归为非磁性不锈钢。通常用来量化这一点的一个重要值是相对磁导率r，它通过方程m=r-1与磁化率m相关。磁性不锈钢的磁导率通常在14左右，而非磁性不锈钢的磁导率接近最小值1。
回收
所有的不锈钢都是完全可回收的。由于它们含有大量有价值的元素，如铬和镍，回收废旧不锈钢实际上是非常具有成本效益的。现代不锈钢通常用60%的废料制造，包括回收的废料，如消费品和工业设备，以及工业废料，如制造过程中的边角料。
不锈钢四种
不锈钢根据其晶体结构可分为四大类:铁素体、奥氏体、马氏体和双相。
铁素体不锈钢
铁素体不锈钢具有体心立方晶体结构，类似于纯铁。它们通常具有高铬含量，介于10.5 wt.%和18 wt.%之间。它们的碳含量低，这使得它们的强度相对较低，而且几乎不含镍。铁素体不锈钢不能通过热处理硬化。退火后，它们有是优点在275 MPa - 350 MPa范围内。
众所周知，铁素体不锈钢具有低延展性，导致成形性降低，具有磁性，具有有限的韧性，与其他不锈钢相比，抗腐蚀性通常较低。然而，由于不含镍，它们的成本更低。
铁素体不锈钢的主要优点之一是抗应力腐蚀开裂能力强。
铁素体不锈钢的实例及应用
409这种金属在汽车行业中用于制造排气系统和排气管等部件。
410年代，用于石油天然气工业、矿石加工和热加工。
430，用于洗碗机衬里、冰箱柜面板、元件支架和紧固件、炉子装饰环和烟囱衬垫以及汽车装饰和捆绑电线。
奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢都是不锈钢最常见的一类。它们具有面心立方晶体结构。除了主要的合金元素铁和铬外，这些钢还含有镍、锰和氮。
它们不能通过热处理而只能通过冷加工(也称为加工硬化)来硬化。与其他钢相比，这些钢的强度相对较低，耐腐蚀性较低
奥氏体不锈钢分为两类:300系列和200系列．对于300系列，奥氏体结构是通过添加镍实现的，而对于200系列，这主要是通过添加锰和氮来实现的。
奥氏体不锈钢是无磁性的，然而，300系列在冷加工后可以变得有磁性。300系列的镍含量使其适用于低温低温应用。
奥氏体不锈钢的实例及应用
304在美国，最常见的不锈钢含有18wt .%的铬和8wt .%的镍，因此通常被称为18/8。它被用于许多应用，包括餐具，厨房设备，食品加工设备，汽车和航空航天结构部件和船舶紧固件。
316是第二常见的不锈钢，用于食品制备设备、化学处理设备、实验室工作台和设备、船配件、热交换器和制药和纺织设备等外科手术设备．
317这是一种低碳不锈钢，增加了铬、镍和钼的耐腐蚀性。用于纸张处理设备、化工和石化加工设备、发电厂的冷凝器、食品加工设备和纺织设备。
马氏体不锈钢
马氏体不锈钢具有体心四方晶系。它们的碳含量从低到高不等，最高可达1.2 wt.%，含12 wt.% - 15 wt.%铬和0.2 wt.%至1.0 wt.%钼。它们不含镍。由于碳的存在，它们可以通过热处理硬化，类似于碳钢。
马氏体不锈钢具有磁性，并具有较高的延展性和韧性，使其更容易形成。它们可以通过冷加工进行适度硬化。退火后，它们通常具有是优点约为275兆帕。
这取决于碳含量:较高的碳含量会增加强度和硬度，但会降低延展性和韧性。它们表现出中等的耐腐蚀性和较差的焊接性。
马氏体不锈钢的实例及应用
双相不锈钢
双相不锈钢具有铁素体和奥氏体的混合组织。它们含有22 wt.% - 25 wt.%的高铬含量，高达5 wt.%的钼含量和低镍含量。
双相不锈钢的强度大约是奥氏体不锈钢的两倍，与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢具有更强的抗氯化物应力腐蚀开裂能力，尽管不如铁素体不锈钢。它们表现出介于铁素体和奥氏体之间的韧性。
双相不锈钢的实例及应用
由于这些特性，双相不锈钢非常适合苛刻的环境，除了良好的耐腐蚀性外，还需要良好的机械性能。常见的双相不锈钢包括:
2205用于化学加工、石油和天然气加工设备、海洋和其他高氯化物环境、污水洗涤系统、纸浆和造纸工业、船舶和卡车的货舱、食品加工设备、生物燃料工厂。
2304，用于含氯环境，焊接管道系统，运输，热交换器管，建筑，压力容器，腐蚀性溶液和食品工业。
2507，用于石油和天然气工业设备、海上平台、化学加工工业、海水淡化厂、机械和结构部件以及电力工业FGD系统。
不锈钢分级系统
不锈钢有许多等级系统，起源于不同国家的不同标准组织。这些不锈钢根据其成分和物理性能进行分组。可从对照表中确定等效标准，或通过材料数据库，如Matmatch必威地址．最常见的有:
SAE(亦为AISI, USA)
”(美国)
英国钢铁公司(英国)
国际标准组织
欧洲标准
JIS(日本)
DIN(德国)
GB(中国)
来源
[1]美国焊接学会，《不锈钢分类》。(在线)。可用:app.aws.org/wj/1998/11/kotecki/．[访问日期:2018年9月26日]。
亚铝金属有限公司，“不锈钢圣圣介绍”。(在线)。可用:www.aalco.co.uk /数据/ Aalco-Metals-Ltd_Stainless-Steel-St-St-Introduction_61.pdf.ashx．[访问日期:2018年9月26日]。
[3] D. J. Schaeffler，“奥氏体和铁素体不锈钢概述”，thefabricator.com, 2017年7月24日。(在线)。可用:www.thefabricator.com/article/metalsmaterials/an-overview-of-austenitic-and-ferritic-stainless-steels．[访问日期:2018年9月26日]。
[4]英国不锈钢协会，“类别:不锈钢分类”。(在线)。可用:www.bssa.org.uk topics.php ? sub_category = 26．[访问日期:2018年9月26日]。
[5] Penn Stainless Products Inc.，“不锈钢等级”。(在线)。可用:www.pennstainless.com/stainless-grades/．[访问日期:2018年9月26日]。