不銹鋼 stainless steel(steel=STL)
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。鉻是使不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素，當鋼中含鉻量達到12％左右時，鉻與腐蝕介質中的氧作用，在鋼表面形成一層很薄的氧化膜（ 自鈍化膜），可阻止鋼的基體進一步腐蝕。除鉻外，常用的合金元素還有鎳、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。不銹鋼通常按基體組織分為：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。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。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。④馬氏體不銹鋼。強度高，但塑性和可焊性較差。
不銹鋼是具有60年發展歷程的現代材料
自本世紀初發明不銹鋼以來，不銹鋼就把現代材料的形象和建筑應用中的聲譽集于一身，使其競爭對手羨慕不已。
只要鋼種選擇的正確，加工適當，保養合適，不銹鋼不會產生腐蝕、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。
在建筑、大樓和結構的行業中，不銹鋼成功的關鍵是其具有良好的耐腐蝕性能。
不銹鋼牌號分組
200 系列—鉻-鎳-錳 奧氏體不銹鋼
300 系列—鉻-鎳 奧氏體不銹鋼
型號 301—延展性好，用于成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優于304不銹鋼。
型號 302—耐腐蝕性同304，由于含碳相對要高因而強度更好。
型號 303—通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。
型號 304—通用型號；即18/8不銹鋼。GB牌號為0Cr18Ni9。
型號 309—較之304有更好的耐溫性。
型號 316—繼304之后，第二個得到泛應用的鋼種，主要用于食品工業和器材，添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由于較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。SS316則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別。[1]
型號 321—除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫銹蝕的風險之外其他性能類似304。
400 系列—鐵素體和馬氏體不銹鋼
型號 408—耐熱性好，弱抗腐蝕性，11%的Cr，8%的Ni。
型號 409—最廉價的型號（英美），通常用作汽車排氣管，屬鐵素體不銹鋼（鉻鋼）。
型號 410—馬氏體（高強度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差。
型號 416—添加了硫改善了材料的加工性能。
型號 420—“刃具級”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼這種的不銹鋼。也用于刀具，可以做的非常光亮。
型號 430—鐵素體不銹鋼，裝飾用，例如用于汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差。
型號 440—高強度刃具鋼，含碳稍高，經過適當的熱處理后可以獲得較高屈服強度，硬度可以達到58HRC，屬于最硬的不銹鋼之列。見的應用例子就是“剃須刀片”。常用型號有三種：440A、440B、440C，另外還有440F（易加工型）。
500 系列—耐熱鉻合金鋼。
600 系列—馬氏體沉淀硬化不銹鋼。
型號 630—的沉淀硬化不銹鋼型號，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。
在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限制了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。
奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼
是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。
馬氏體不銹鋼
通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼，通俗地說，是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度較高，不同回火溫度具有不同強韌性組合，主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、器械。根據化學成分的差異，馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同，還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體（或半馬氏體）沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
不銹鋼和碳鋼的物理性能數據對比，碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼，而略低于奧氏體型不銹鋼；電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增；線膨脹系數大小的排序也類似，奧氏體型不銹鋼而碳鋼最小；碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性，奧氏體型不銹鋼無磁性，但其冷加工硬化生成成氏體相變時將會產生磁性，可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復其無磁性。
奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，具有下列特點：
1）高的電陰率，約為碳鋼的5倍。
2）大的線膨脹系數，比碳鋼大40％，并隨著溫度的升高，線膨脹系數的數值也相應地提高。
3）低的熱導率，約為碳鋼的1/3。
不銹鋼的力學性
不論不銹鋼板還是耐熱鋼板，奧氏體型的鋼板的綜合性能，既有足夠的強度，又有的塑性同時硬度也不高，這也是它們被廣泛采用的原因之一。奧氏體型不銹鋼同絕大多數的其它金屬材料相似，其抗拉強度、屈服強度和硬度，隨著溫度的降低而提高；塑性則隨著溫度降低而減小。其抗拉強度在溫度15~80＆#176;C范圍內增長是較為均勻的。更重要的是：隨著溫度的降低，其沖擊韌度減少緩慢，并不存在脆性轉變溫度。所以不銹鋼在低溫時能保持足夠的塑性和韌性。
不銹鋼的耐熱性能
耐熱性能是指高溫下，既有抗氧化或耐氣體介質腐蝕的性能即熱穩定性，同時在高溫時雙有足夠的強度即熱強性。
碳的影響:碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩定奧氏體且擴大奧氏體區的元素.碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍,碳是一種間隙元素,通過固溶強化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強度.碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物(如42%MgCl2沸騰溶液)中的耐應力腐蝕的性能.
但是,在奧氏體不銹鋼中,碳常常被視為有害元素,這主要是由于在不銹鋼和耐蝕用途中的一些條件下(比如焊接或經450~850℃加熱),碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導致局部鉻的貧化,使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下降.因此,60年代以來新發展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的,可以知道隨著碳含量降低,鋼的晶間腐蝕敏感性降低,當碳含量低于0.02%才具有的效果,一些實驗珠光還指出,碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點腐蝕分傾向.由于碳的有害作用,不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過和中應按要求控制盡量低的碳含量,而且在隨后的熱,冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳,且免鉻的碳化物析出.
鉻的影響:鉻是奧氏體不銹鋼中最主要的合金元素,奧氏體不銹鋼的不銹性和耐蝕性的獲得主要是由于在會質作用下,鉻促進了鋼的鈍化并使鋼保持穩定鈍態的結果.○1鉻對組織的影響:在奧氏體不銹鋼中,鉻是強烈形成并穩定鐵體的元素,縮小奧氏體區,隨著鋼中含量增加,奧氏體不銹鋼中可出現鐵素體(δ)組織,研究表明,在鉻鎳奧氏體不銹鋼中,當碳含量為0.1%,鉻含量為18%時,為獲得穩定的單一奧氏體組織,所需鎳含量,約為8%,就這一點而言,常用的18Cr—8Ni型鉻鎳奧氏體不銹鋼是含鉻,鎳量配比適宜的一種.
有奧氏體不銹鋼中,隨著鉻含量的增加,一些金屬間相(比如δ相)的形成傾向增大,當鋼中含有鉬時,鉻含含量會增加還會χ相等的形成,如前所述,σ, χ相的析出不僅顯著降低鋼的塑性和韌性,而且在一些條件下還降低鋼的耐蝕性,奧氏體不銹鋼中鉻含量的提高可使馬氏體轉烴溫度(Ms)下降,從而提高奧氏體基體的穩定性.因此高鉻(比如超過20%)奧氏體不銹鋼即使經過冷加工和低溫處理也很難獲得馬氏體組織..
鉻是強碳化物形成元素,在奧氏體不銹鋼中也不例外,奧氏體不銹鋼中常見的鉻碳化物有Cr23C6;當鋼中含有鉬或鉻時,還可見到期Cr6C等碳化物,它們的形成在某些條件下對鋼的性能會產生重要影響.○2鉻對性能的影響:一般來主,只要奧氏體不銹鋼保持奧氏體組織而沒有δ鐵素體等的形成,僅提高鋼中鉻含量不會對力學性能有顯著影響,鉻對奧氏體不銹鋼性能影響的是耐蝕性,主要表現為:鉻提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的性能;在鎳以及鉬和銅復合作用下,鉻提高鋼耐一些還原性介質,有機酸,尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐局部腐蝕,比如晶間腐蝕.點腐蝕,縫隙腐蝕以及某此條件下應力體育館的性能..對奧氏體不銹鋼晶間體育館敏感性影響的因素是鋼中碳含量,其他元素對晶間體育館的作用主要視其對碳化物的溶解和沉淀行為的影響而定,在奧氏體不銹鋼中,鉻能增大碳的溶解度而降低鉻的貧化度,因而提高鉻含量對奧氏體不銹鋼的耐晶間腐蝕是有益,鉻非常有效地改善奧氏體不銹鋼的耐點腐蝕及縫隙腐蝕性能,當鋼中同時有鉬或鉬及氮存在時,鉻的這種有效性大加強,雖然根據研究鉬的耐點體育館及縫隙腐蝕的能力為鉻的話倍左右,氮為鉻的30倍,但是大量研究,奧氏體不銹鋼中如果沒有鉻或者鉻含量較低,鉬及氮的耐點腐蝕與縫隙腐蝕作用便會喪失或不夠顯著.
鉻對奧氏體不銹鋼的耐應力腐蝕性能的作用,隨實驗介質條件及實際使用環境而異,在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用一般是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質,高溫高壓水以及點腐蝕為起源的應力腐蝕條件下,提高鋼中鉻含量則對耐應力腐蝕有利,同時,鉻還可防止奧氏體不銹鋼及合金中由于鎳含量提高而容易出現的晶間型應力腐蝕的傾向,對開苛性(NqOH)應力腐蝕,鉻的作用也是有益的
鉻除對負數氏體不銹鋼耐蝕性有重要影響外,還能顯著提高該類鋼的抗氧化,抗硫化和抗融鹽腐蝕等性能.
鎳是奧氏體不銹鋼中的主要合金元素,其主要作用是一百萬并穩定奧氏體,使鋼獲得奧氏體組織,從而使鋼具有良好的強度和塑性,韌性的配合,并具有優良的冷,熱加工性和冷形成性以及焊接,低溫與無磁等性能,同時提高奧氏體不銹鋼的熱力學穩定性,使之不僅比相同鉻,鉬含量的鐵素體,馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性介質的性能,而且于表面膜穩定性的提高,從而使鋼還具有更加優異的耐一些還原性介質的性能.
