不锈钢基础知识和常见问题

1、不锈钢基础知识和常见问题一、不锈钢的定义二、不锈钢的发展三、不锈钢的分类四、合金元素的作用 五、不锈钢的一般物理性质六、不锈钢的耐腐蚀性能七、各种腐蚀环境下不锈钢的合理选材八、不锈钢的一些常见问题一、不锈钢的定义不锈钢的定义： 不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。 不锈钢与耐酸钢在合金化程度上有较大差异。不锈钢虽然具有不锈性，但并不一定耐酸；而耐酸钢一般则均具有不锈性。铬是不锈钢最重要的合金元素（一般而言Cr含量介于10.5-30%的钢被定义为不锈钢）由于铬的添加，而使钢的表面形成透明的氧化铬（Cr2O3

2、）保护层，使金属与外界介质隔离而不发生化学或电化学作用，因此不锈钢比一般钢材具有更佳的抗腐蚀性及耐热性，在大气中可常保金属光泽，台湾民间一般俗称不锈钢为“白铁”。二、不锈钢的发展不锈钢发明的开端：1906年法国人吉烈特(L.B.Guillet)，1909年法国人波特万(A.M. Portevin)，1909年英国人吉森(W.Giesen)，分别发表了FeCr和FeCrNi合金的耐腐蚀性能冶金学报告。德国人蒙纳尔茨(P.Monnartz)和鲍切尔斯(W.Borchers)于19081911年发现了钝化现象，并提出了高铬合金的钝化理论。工业用不锈钢发明的开端：英国人布莱利(H.Brearly)于1

3、9121913年开发了含Cr12%13%马氏体不锈钢；美国人丹齐泽(C.Dantsizen)和怀特西(W.R.Whitsey)于19111914年开发了含Cr14%16%、C0.07%-0.15%的铁素体不锈钢；德国人马勒(E.Maurer)和斯特劳斯(B.Strauss)在1912-1914年开发了C1.0%、Cr15%-40%、Ni20%的奥氏体不锈钢。 1929年斯特劳斯(B.Strauss)取得了低碳18-8（Cr-18%,Ni-8%）不锈钢专利权。 这样，不锈钢的三大类钢种马氏体、铁素体、奥氏体在几乎同时被研制成功。工业用不锈钢的发展：为了解决188钢的敏化态晶间腐蚀，1931年德国

4、的霍德鲁特(E.Houdreuot)发明了含Ti的188钢(AISI321)。与此同时，为提高不锈钢的耐腐蚀性能，又分别加入了Mo、Cu等元素。1927年Bain和Friffiths首先发现了双相组织。1935年在德国Unieux实验室发现，在奥氏体不锈钢中含有铁素体相时，钢的耐晶间腐蚀性能会得到明显改善，从而开发了双相不锈钢。1946年，美国的史密斯埃塔尔(R.Smithetal)研制成功了马氏体沉淀硬化不锈钢174PH，随后既具有高强度又可进行冷加工成形的半奥氏体沉淀硬化不锈钢177PH，PH15-7Mo等相继问世。 至此，不锈钢家庭的主要五大类马氏体、铁素体、奥氏体、双相、沉淀硬化钢种就

5、基本齐全了。4050年代，节Ni的Cr-Mn-N、Cr-Mn-Ni-N不锈钢；超低碳(C0.03%)奥氏体不锈钢；60年代，:为1:1的双相不锈钢；C+N150ppm的高纯铁素体不锈钢及马氏体时效不锈钢的出现。这使不锈钢的品种进一步扩大。中国不锈钢的发展我国的不锈钢生产开始于20世纪50年代初，当时是采用电弧炉来冶炼生产不锈钢，首先生产的是Cr13型不锈钢，19511952年开始生产1Cr18Ni9Ti。为适应国内化学工业发展的需要，50年代开始生产含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。为了节约贵重元素镍，自1956年起开始仿制以Mn、N代Ni的1Cr

6、17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N。50年代末到60年代初，开始工业试制1Cr17Ti，1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等无镍铁素体不锈钢，并开始研究耐发烟硝酸腐蚀的高硅不锈钢1Cr17Ni14Si4ALTi(此钢种实际上是一种+双相不锈钢)。60年代开始，由于国内化工、航天、航空、原子能等工业发展的需要以及采用电炉氧气炼钢技术，一大批新钢种，如17-4PH、17-7PH、PH15-7Mo等沉淀硬化不锈钢，含C0.03%的超低碳不锈钢00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及无Ni的Cr-Mn-N不锈钢1Cr18Mn14Mo2N(A4)

7、相继研制成功并投入了生产。70年代起，一些+Cr-Ni双相不锈钢相继研制完成并正式生产和应用，主要钢号有1Cr21Ni5Ti，00Cr26Ni6Ti，00Cr26Ni7Mo2Ti，00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。80年代以来，超低碳并对钢中磷含量和相量严加控制的尿素级不锈钢00Cr18Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N两种牌号研制完成。从1949年到1979年是一个低速发展的时期，生产的不锈钢以工业使用和发展国防尖端使用为主，产量有限，且工艺落后、成本很高、产品不稳定。这一时期，虽然国外能生产的主要不锈钢种国内厂家也都能够生产，但主

8、要生产品种还是比较单一。 例如1Cr18Ni9Ti一个牌号的产量占我国Cr-Ni不锈钢产量的95%以上，这种状况一直持续到1988年。由于含Ti的18-8型Cr-Ni奥氏体钢存在一系列缺点，美、日等工业先进国家早在60年代便已经实现了由含Ti不锈钢到普遍采用低碳、超低碳不锈钢的过渡，而我国是在19851990年间才大力进行低碳、超低碳不锈钢的开发、生产与应用。从20世纪80年代到90年代中期，国内不锈钢厂的技术、装备得到较快改进与发展。1995年以后是国内不锈钢发展最快的时期。在这一时期，由于国家经济调整和市场需求的拉动，不论从产量还是技术装备水平来说，我国不锈钢产业都在飞速发展。三、不锈钢的

9、分类不锈钢钢种很多，性能又各异，常见的分类方法有： 按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。 按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类，如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。 按钢的性能特点和用途来分类，如耐硝酸（硝酸级）不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。按钢的功能特点分类，如低温不锈钢，无磁不锈钢，易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。 目前常用的分类方法是按钢的组织结构特点和按钢的化学成份特点以及两者相结合的方法来分类。例如，把目前的不锈钢分为：马氏体钢，铁素体钢，奥氏体钢，双相

10、钢和沉淀硬化型钢等五大类，或分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢。奥氏体不锈钢这类钢含有较多扩大奥氏体区和稳定奥氏体的元素，在高温时均为奥氏体相，冷却时由于Ms点在室温以下，所以在常温下具有奥氏体组织。按照维持合金奥氏体基体所采用的合金化方式，奥氏体不锈钢可分为铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢两大系列。前者以镍为主要的奥氏体化元素，同时含有适量的氮；后者以锰、氮为主要的奥氏体化元素，同时含有适量的镍。奥氏体组织的钢无磁性，具有较高的韧性、塑性，硬度小，加工性能和焊接性能良好；但强度较低，不能通过热处理使之强化，只能通过冷加工的方法进行强化。铬镍奥氏体不锈钢是目前使用最广泛的不锈钢，这类钢以18-8型

11、铬镍钢为代表，并包括在18-8基础上发展起来的铬镍奥氏体不锈钢。铁素体不锈钢是指铬含量在11%30%，具有体心立方晶体结构，在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。铁素体不锈钢可根据钢中铬量的不同大致分为Cr11%-15%，Cr16%-20%，Cr21%-30%三类。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素 。 铁素体不锈钢的强度高，而冷加工硬化倾向较低；抗氧化性好，抗应力腐蚀优良；导热系数大，为奥氏体不锈钢的130%150%，线膨胀系数小，为铬镍奥氏体不锈钢的60%70%。铁素体不锈钢的缺点突出地表现在，它们的室温、低温韧性差，缺口敏感性高，对晶间腐蚀比较敏感，而且这些缺点随

12、铁素体不锈钢截面尺寸的增加、冷却速度的变慢和焊接的热影响而更加强烈地表现出来。铁素体不锈钢这类钢在正常淬火温度下处在奥氏体相区，但它们的奥氏体相仅在高温时稳定，M点一般在300左右，冷却时转变为马氏体。马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢，这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：其一，在平衡相图中必须有奥氏体相区存在；其二，要使合金形成耐腐蚀的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。根据钢中合金元素的差别，可将马氏体不锈钢区分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢两大类型。对于马氏体铬不锈钢又可分为低碳、中碳和高碳三种类型。对于马氏体铬

13、镍不锈钢又可分为普通马氏体铬镍不锈钢、沉淀硬化不锈钢和马氏体时效不锈钢。 具有高强度和高硬度，通过热处理可以调整钢的力学性能。马氏体不锈钢的耐腐蚀性比奥氏体及铁素体不锈钢稍差。 马氏体不锈钢奥氏体+铁素体双相不锈钢是指由奥氏体和铁素体两相组织构成的不锈钢，而且这两相组织要独立存在，且含量较大。两相比例可以通过合金成分和热处理条件的改变加以调整。一般认为，在奥氏体基体上有15%的铁素体或在铁素体基体上有15%奥氏体，均可称为奥氏体+铁素体双相不锈钢。在实际工程中应用的奥氏体+铁素体双相不锈钢多以奥氏体为基，并含有20%30%的铁素体。目前获得广泛应用的奥氏体+铁素体双相不锈钢含有约50%的奥氏体

14、和约50%的铁素体。与纯奥氏体不锈钢比较，这类钢的屈服强度较高，抗晶间腐蚀的能力较高，应力腐蚀的敏感性低，焊接时产生热裂纹的倾向小，铸造流动性好等等。与铁素休不锈钢相比，这类钢的韧性好，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀和焊接性能均显著提高。缺点是压力加工性能较差，点腐蚀倾向较大，易产生相脆性，在强磁场作用下表现出弱磁性等。所有这些优点和缺点均来源于组织中的铁素体。奥氏体+铁素体双相不锈钢沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表），半奥氏体沉淀硬化不锈钢（以OCrl7Ni7Al 和OCrl5Ni25Ti2MoVB为代表）和奥氏体+铁素体沉淀硬化不锈钢（以PH

15、55A、B、C为例）。它们的共同特点是，向钢中添加铜、铝、钼、钛、铌等元素，这些元素在奥氏体或铁素体中固溶度小，在时效处理后弥散析出金属间化合物，从而使钢得到强化。这种类型的不锈钢可借助于热处理工艺调整其性能，使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成型的组织状态。沉淀硬化不锈钢常用不锈钢的牌号和类别：马氏体不锈钢 1Cr13 (410),24Cr13,9Cr18,1Cr17Ni2铁素体不锈钢 00Cr12(409),00Cr12Ti(409L,非GB牌号),0Cr17 (430)奥氏体不锈钢 1Cr17Ni7(301), 1Cr18Ni9(302), 0Cr18Ni9(304), 00C

16、r18Ni10(304L), 00Cr18Ni10N (304LN),0Cr18Ni9Ti(321), 0Cr17Ni12Mo2(316),00Cr17Ni14Mo2(316L), 1Cr17Mn6Ni5N(201),1Cr18Mn8Ni5N(202) 双相不锈钢 Cr21Ni5Ti, 0Cr25Ni6Mo2(329), 00Cr22Ni5Mo3N(2205 非GB牌号)沉淀硬化不锈钢0Cr17Ni7Al(17-7PH),0Cr17Ni4Cu4Nb(17-4PH), 0Cr15Ni7Mo2Al(PH15-7Mo)四、合金元素的作用 铬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

17、数量的铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。含铬钢在氧化介质中能很快在其表面形成一层致密的富铬氧化膜，该氧化膜能防止金属基体的进一步氧化。铬是铁素体形成元素。钢的耐腐蚀性随铬含量的增高呈突变式提高。当钢中铬含量达到12.5%(1/8)原子比时(即质量比达到11.7%)，钢材的耐腐蚀性能发生第一个突变式提高，到25%(2/8)时发生第二个突变式提高。这样，当铬含量每达到1/8，2/8，n/8原子比时，钢的耐腐蚀性能就发生一次突变式提高，这个变化规律称为n/8定律。VV，因此其抗耐性显著提高。 镍在不锈钢中的作用是在与铬配合后才发挥出来的。镍在钢中是形成奥氏体的元素。镍是优良的耐腐蚀材料，也是合金钢

18、的重要合金化元素。但只有含镍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，能够提高表面氧化膜的稳定性，从而使钢具有耐一些还原性介质的性能。镍可提高韧性和延展性，这就使之更容易加工、制造和焊接。 碳：是强奥氏体形成元素，可显著提高钢的强度，但钢中含碳量越高塑性越差，另外碳对耐腐蚀性也有不利的影响。氮：是强奥氏体形成元素，可显著提高钢的强度。但是对不锈钢的时效开裂影响较大，因此在冲压用途的不锈钢中要严格控制氮含量。在奥氏体和双相不锈钢中，氮可提高抗点蚀能力并减少金属间相（）在高温或焊接时析出的机会。 锰对于奥氏体的作用与镍相似。但说得确切一

19、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10.4%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， 硅：硅是铁素体形成元素，硅还能够改善抗氧化性能；钼：能阻止奥氏体加热时的晶粒长大，减小钢的过热敏感性；另外钼元素能使钝化膜更致密牢固，从而有效提高不锈钢的耐Cl-腐蚀性，改善点蚀和缝隙腐蚀的抵抗能力；铌、钛：钛和铌能优先与碳和氮结合形成碳化物和氮化物，

20、这样就可以改善高温强度性能并阻止铬的碳化物的形成，能提高钢的耐晶间腐蚀能力。铌对高温蠕变断裂强度也会有一定的改善。但碳化钛对不锈钢的表面质量有不利影响。磷、硫：是不锈钢中的有害元素，对不锈钢的耐腐蚀性和冲压性都会产生不利影响。硫可以改善钢材的机械切削加工性能。铜：铜的加入可以提高对稀酸的抗酸能力，特别是对硫酸。铜的大量加入（3-4%）可生成一种具有低加工硬化率的合金，而且易于成形。 其它元素：铝和稀土元素的加入可以改善抗氧化性能。五、不锈钢的一般物理性质1、热传导不锈钢的热传递速度比较慢，例如：不锈钢的热传导率和铝相比，430钢种为1/8，304钢种为1/13，与碳钢相比分别为1/2和1/4。

21、常温下与其它材料相比较的热传导率如表1所示。 表1 各种材料在常温下的热传导和线膨胀系数 2、线膨胀与碳钢相比304钢种的线膨胀系数较大，430钢种的线膨胀系数稍小。另外，铝、铜的膨胀系数要比不锈钢大。各种材料的线膨胀系数如表1所示。材料热传导率（W/m）102线膨胀系数（10-6）银铜铝铬镍铁碳素钢SUS430SUS3044.123.711.950.960.840.790.580.260.161916.7231712.811.71110.416.43、不锈钢的电阻与纯金属相比，合金的比电阻一般比较大，不锈钢也是如此，与它的构成元素Fe、Cr、Ni相比，电阻值明显要大。 表2 各种材料的电阻

22、材 料比电阻（室温条件下）cm温度系列/导体纯金属银铜铝Ni铁Cr1.6210-61.7210-62.7510-67.210-69.810-61710-64.110-34.310-34.210-36.710-36.610-32.110-3合金青铜（锡-铜）SUS430（铁-18%Cr）SUS304（铁-18%Cr）-8%NiSUS310S（铁-25%Cr）-20%NiNiCr（nNi-Cr）铁-Cr-铝合金1510-66010-67210-67810-610810-614010-60.510-30.810-30.610-30.510-30.110-30.110-3钢中的合金元素越多，电阻就越大

23、，如304钢种要比430钢种大，310S钢种则更大。4、不锈钢的磁性表3 各种材料的磁性性质 材料磁性性质SUS430强磁性铁强磁性Ni强磁性SUS304非磁性（冷加工时有磁性）SUS301非磁性（冷加工时有磁性）SUS305非磁性六、不锈钢的耐腐蚀性能1、不锈钢耐腐蚀性的含义及原理不锈钢是一种较耐腐蚀的钢，但不是绝对不生锈的钢，到目前为止没有发明在任何条件下均不被腐蚀的钢，因此具体的钢种是适应在一定的的使用环境中使用。不锈钢的耐腐蚀原理为：在钢的表面铬与氧结合生成Cr2O3钝化膜，这种钝化膜结构致密、稳定，厚度16nm。是金属基体的保护膜，并且随着钢中铬含量的增加，钝化膜的厚度和强度也会相应

24、增加。2、耐蚀性的十级标准腐蚀等级：完全耐蚀： 0.001 mm/a 1 很耐蚀： 0.001-0.005 2 0.005-0.010 3 耐蚀： 0.010-0.050 4 0.050-0.100 5 尚耐蚀： 0.100-0.500 6 0.500-1.000 7 欠耐蚀： 1.000-5.000 8 5.000-10.00 9 不耐蚀： 10.00 10耐腐蚀性能降低点蚀1）发生原理当介质中存在某些活性阴离子（Cl-）时，这些阴离子首先被吸附在金属表面某些点上，从而使不锈钢表面钝化膜发生破坏。一旦表面钝化膜破坏，在表面缺陷处易显露基体金属，使其呈活化态，而钝化膜处为钝态，这样就形成了活性

25、-钝性腐蚀电池，由于阳极面积比阴极面积小得多，阳极电流密度很大，腐蚀往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔。2）防止点蚀的途径 选用耐点蚀的材料，钢中添加钼并提高铬含量，如316L钢种； 采用合理的热处理制度，使不锈钢基体处于完全固溶状态； 减少溶液中卤素离子的浓度，提高溶液的PH值； 搅拌溶液，避免溶液的局部浓缩，防止杂质附着在钢表面上； 提高不锈钢的表面光洁度； 降低介质的温度； 采用阴极保护措施。缝隙腐蚀1）发生原理金属与金属或金属与非金属之间所构成的缝隙内，有关物质的移动受到了阻碍，形成浓差电池从而产生局部腐蚀，这种腐蚀称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在不锈钢设备的连接处。2）防止缝隙腐蚀

26、的途径选用耐缝隙腐蚀的材料，可选用含钼的不锈钢和含钛的不锈钢。改善设计方案，尽量避免有缝隙的设计，或使缝隙尽量敞开。尽可能避免采用金属与非金属的联接件。增加介质液体的流量，防止杂质及污染物在缝隙部位沉积 。增大PH值，减少CI-离子浓度，降低缝隙腐蚀敏感性。应力腐蚀1）发生原理应力腐蚀（SCC）是指金属和合金在腐蚀介质和拉应力的同时作用下引起的金属破裂。应力腐蚀的特征是形成腐蚀-机械裂缝，这种裂缝不仅可以沿着晶界发展，而且也可穿过晶粒。由于裂缝向金属内部发展，使金属结构的机械强度大大降低，严重时能使金属设备突然损坏。2）防止应力腐蚀的途径正确选用材料，避免使用对应力腐蚀敏感的材料。合理设计，避

27、免加工程度过大，残余应力大或应力集中。注意使用条件，避免表面积存腐蚀介质，尤其是要避免氯离子的局部浓缩。晶间腐蚀1）腐蚀原理 晶间腐蚀是材料沿着晶粒间界受到腐蚀，使晶粒间丧失结合力的一种局部腐蚀现象。受到这种腐蚀破坏的零件，有时候外表仍是光亮完好的，但由于晶粒之间的结合力丧失，材料的强度已基本丧失，严重的会丧失金属光泽。2）防止晶间腐蚀的途径铬元素含量增大，可以降低晶间腐蚀敏感性。添加稳定化元素钛和铌。碳、氮、磷、硅等元素的存在对材料耐晶间腐蚀都是不利的，因此要尽量降低这些元素的含量。热处理时要避免在敏化温度区间停留时间过长。七、各种腐蚀环境下不锈钢的合理选材在一般腐蚀，即产生全面腐蚀的环境中

28、，选用不锈钢主要考虑它们的耐一般腐蚀的性能。但这并不等于说，在这些腐蚀环境中，不锈钢就不产生局部腐蚀。 大气环境水介质酸、碱、盐等环境 大气环境中的选材根据潮湿程度，大气一般分为干燥大气，潮大气和湿大气。它们对钢的腐蚀性则随大气潮湿程度的增加而提高。为了耐大气腐蚀，不锈钢的选材一般是按Cr13型Cr17型18-8型次序。最高选用18-8型Cr-Ni奥氏体钢便可满足耐蚀的要求，个别条件下才选18-14-2型不锈钢。根据所处的环境，大气又可分为农村大气、城市（工业）大气和海洋大气。农村大气除潮湿外，一般很少污染，比较干净，因而对钢的腐蚀性较弱。故常常选用Cr13型和Cr17型钢便可满足耐腐蚀的要求

29、。城市（工业）大气除潮湿外，还常常含有SO2、H2S、NH3、NO2以及CO2、Cl2等气体杂质和悬浮的颗粒、灰尘，而一些气体杂质溶于水中，降落或吸附到钢的表面上，然后再溶于水，均可形成C1-、H2SO4等腐蚀性较强的物质；一些悬浮颗粒和灰尘，有的溶于水后本身就具有腐蚀性，有的落在钢的表面上形成缝隙加速钢的腐蚀。因此，对城市（工业）大气，若在室内，选用不锈钢时，虽仍可考虑选择Cr13型和Cr17型钢；但在室外，Cr17型钢则成为可供选用的最低牌号。长期使用表明，虽然Cr17型钢表面上常常落有一层灰尘，但经清除后就会显露出并未受到腐蚀的原始的光亮表面。当城市（工业）大气中有Cl2以及H2S、CO

30、2等有害气体时，一般应选用18-8型钢，甚至选用含2%3%Mo的18-14-2奥氏体不锈钢，才能取得满意的结果。长期使用表明，如果年年进行清理，这些钢使用2030年后仍会光亮如初。许多用不锈钢制造的火车客车车箱，豪华商场、饭店、大厦的屋顶、外壁、内装饰等便是选用不锈钢的典型实例。旗杆/304管子消音器垫片旁通管尾管共振器409L、436L歧管挠性管转换器429、430J1、441由于海洋大气既潮湿又含有NaCl等海盐粒子，因此Cl-腐蚀特别突出。在这种腐蚀环境中，Cr13型和Cr17型不锈钢短期使用可产生一层锈膜，但主要危险是它们极易产生点蚀，特别是在近海和在海上更为明显。而18-8型Cr-

31、Ni不锈钢，如OCr19Ni9、OCr18Ni9、OOCr19Ni10、OCr18Ni11Ti等，在恶劣的海洋大气中也能生锈，但锈层一般很薄，极易清除掉。含2%3%Mo的18-14-2型奥氏体不锈钢是耐海洋大气腐蚀较理想的材料。根据15年的试验，不仅一般腐蚀率很低（2.5410-5mm/a），而且点蚀很浅（）。海边 57年挂片试验结果离海岸250 m (800 ft)，挂片过程中未经清洗304316海岸处，不同表面粗糙度的316不锈钢栏杆在使用3年后的情况在选材中也要注意选择合适的表面。表面粗糙度会影响钢材的耐腐蚀性能。水介质中的选材 按水中含盐量的不同，水可分为高纯水，淡水，半咸水和海水。高

32、纯水中几乎不含盐，Cl-一般；淡水中含盐量低于0.05%；半咸水中含盐量在0.05%以上，但低于海水的含盐量；海水中含盐量达3%3.5%。不锈钢在水介质中，一般腐蚀并不是引起不锈钢腐蚀破坏的主要形式。而最为常见的腐蚀破坏系来自局部腐蚀，特别是应力腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀。高纯水大量应用于核工业中，特别是以水作为冷却和工作介质的沸水和压水核反应堆中。由于高纯水中Cl-和氧都很低(Cl-、O0.01ppm)，不锈钢在此种条件下的腐蚀率很小，。因此，水冷核反应堆中除核燃料包壳等少量材料外，大量选用不锈钢。所选用的主要牌号为0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni

33、14Mo2、0Cr18Ni11Ti等。淡水中即使含有少量Cl- 和饱和氧，甚至还有其他杂质，但对不锈钢的一般腐蚀也是微不足道的。因此，所有类型的不锈钢均可用于淡水相接触的环境中。 泳池扶手 304洗衣机内桶日常用的医疗器械、厨房设备和器具以及家庭用具等，既与大气接触，又常常受到淡水的腐蚀。厨房设备和器具以及家庭用具，包括调理作业设备，调理台、运输车、洗刷台柜、烹调台等普遍选用0Cr19Ni9 (或0Cr18Ni11Ti)。加热设备、灶具即热水器、开水器、煤气灶等则多选用0Cr17(Ti)、低C、N的0Cr17MoTi等；厨房机械，即洗碗机等，0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)则是通用

34、的牌号。厨房器具中，锅、碗、瓢、勺等既要求有不锈性，又要求易冲压成形，一般中、低档可选用0Cr13、0Cr17(Ti)等，而高档者则多选用0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)。电磁锅436L餐具(3040Cr131Cr132Cr131Cr17)430制药(用304、316L）淡水在工业中（工业水），既可做介质又可做原料，因此用量极大。在与工业水相接触的设备、部件中，最常选用的不锈钢是Cr13型、Cr17型和18-8型三类。各种换热设备，例如换热器、蒸发器、冷却器、冷凝器、热交换器等的工作环境在工业水条件下是最苛刻的。最常选用的是18- 8型钢，例如0Cr18Ni11Ti，0Cr19Ni

35、9，00Cr19Ni11，有时也选用0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。污水处理 (用304L)在水电站的建设中，含泥砂的河水冲刷是不可避免的，超低碳马氏体不锈钢，例如00Cr13Ni4Mo、00Cr13Ni5Mo等获得了较好的应用。00Cr22Ni5Mo3N+Q345C三峡排沙孔钢衬造船（用316L、2205）在海水中，就一般腐蚀而言，不锈钢的腐蚀率并不高，但常用不锈钢在海水中的主要破坏形式是点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀，而且常常受到海水中的含氧量、氯离子浓度，海水与材料的相对流速，海水的污染情况，温度以及海生物等因素的直接影响。一般说来，在室温（30）以下，可选用含Mo2%4

36、% 的0Cr17Ni12Mo2 和0Cr19Ni13Mo3等不锈钢；对4050以下的海水，一般含Mo2%3%的不锈钢已处于临界状态，稍有不慎，便可出现点蚀、缝隙腐蚀等破坏。因此，必须选用高Cr 、Mo的奥氏体不锈钢，如00Cr18Ni16Mo5(N)、（N）、00Cr25Ni25Mo5N、00Cr20Ni18Mo6CuN、00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN，+双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N、00Cr25Ni7Mo3WCuN，铁素体不锈钢，00Cr26Mo1、00Cr25Ni4Mo4Ti、00Cr29Mo4Ni2、00Cr30Mo2等。当选用不锈钢时，海水流速一般要求。 硝酸介质中的选

37、用 硝酸是强氧化性酸，即使是稀硝酸也具有很强的氧化性。不锈钢由于在稀硝酸中极易钝化，因而具有良好的耐蚀性。可以说几乎所有的不锈钢在稀硝酸中均有相当好的耐蚀能力。 由于18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如0Cr19Ni9、00Cr19Ni11、0Cr18Ni11Ti（或1Cr18Ni9Ti ）等既具有优异的耐稀硝酸性能，又有良好的力学、加工成形、焊接等综合性能，因而在65% 的稀HNO3中，它们是用量最大、应用范围最广的不锈钢。同时，不含Mo的双相不锈钢，如00Cr25Ni6Ti、00Cr25Ni6N等也取得很好的使用的效果。在65%稀HNO3中，它们不仅耐敏化态晶间腐蚀的性能显著提高，而且耐

38、一般腐蚀的性能也有显著改善。 随硝酸浓度的增加，特别是当浓度在共沸浓度68.4%以上时，一般18-8 型钢已不能满足要求。当浓度85%时，通常可选用Cr25Ni20型不锈钢。但浓度再高，由于硝酸的过氧化作用和仅含Cr的不锈钢本身的过钝化，18-8钢和Cr25Ni20钢均会受到严重腐蚀。因此，高Si的Cr-Ni不锈钢，例如含Si4% 的1Cr17Ni11Si4A1Ti、00Cr14Ni14Si4(Ti)、00Cr17Ni14Si4(Ti、Nb) 等常常用于温度80下的浓硝酸和发烟硝酸中。温度再高，则需要选含Si量达6%的不锈钢，例如00Cr17Ni17Si6。 酸、碱、盐介质中的选材 硫酸介质中

39、的选用 硫酸虽然是一种含氧酸，但稀的和中等浓度的硫酸的氧化性较弱，因而属于还原性酸。而浓硫酸，特别是热硫酸则具有很强的氧化性，因此属于氧化性酸。由于硫酸的此种特性，在选用耐硫酸不锈钢时，随硫酸浓度、温度的不同，所选牌号亦异。 一般说来，不含Mo的不锈钢，例如18-8型Cr-Ni不锈钢，不能用于耐硫酸腐蚀；而含Mo2%3%的0Cr17Ni12Mo2等是可供选用的耐硫酸是最低牌号。含Mo2% 3%的一些+双相不锈钢，例如00Cr25Ni6Mo2N等的耐硫酸性能相当或优于含Mo2%3%的Cr-Ni奥氏体钢。高Mo(Mo4%)不锈钢的耐硫酸性能有进一步提高。但是，当钢中既含Mo又含Cu时，其耐硫酸性能

40、又优于仅含Mo的不锈钢，因而它们的使用范围可较仅含Mo的钢更加扩大。而用Mo、Cu、Si(3%-4%)三元素复合金化的Cr-Ni奥氏体钢和+双相不锈钢则是耐硫酸不锈钢中性能更佳，使用范围更宽的一类。在90%-98%的高温浓硫酸中，根据使用温度和浓度，只有选用高Si(6%)不锈钢才能取得满意的结果。 当稀硫酸含有足够的氧和氧化剂时，不锈钢的耐蚀性可提高，使用范围可扩大。在浓度低于65%的硫酸中，本不能选用一般18-8型Cr-Ni不锈钢，但当含有5%HNO3时，则可作为耐蚀材料加以应用。当硫酸中含有杂质时，有的会加速，有的会降低不锈钢的腐蚀速度。例如，硫酸中有较多F-、Cl-存在，一般会显著提高不

41、锈钢的腐蚀速度；硫酸中含有500-2000ppm铜离子时，会产生极大的缓蚀作用，从而使不锈钢的使用范围扩大。磷酸介质中的选用 一般说来，在不含杂质的纯磷酸中，常用的不锈钢基本上可以解决它的腐蚀问题。例如，18-8型Cr-Ni 奥氏体钢可选用于储存浓度达85%的冷磷酸并可在工艺设备中用于处理浓度在5%以下的磷酸；含Mo 2% 3%的不锈钢耐蚀性更佳，且随钢中Mo量增加，耐磷酸的性能提高。 但是，在湿法磷酸生产过程中，所遇到的磷酸多含有各种杂质，例如F-、Cl- 、SO42-、Fe3+、Al3+、Mg2+等。其中，除Fe3+外，均加速不锈钢的腐蚀，特别是F-、Cl-更为强烈。 为了提高不锈钢在含各

42、种杂质的磷酸中的耐蚀性，提高钢中Cr、Mo元素的含量最有效，且Cr的作用更为明显。当Cr、Mo量高时，钢中Ni的作用不显著。在含F-、Cl-等杂质的磷酸中，除大量选用含Mo 2%4%的0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni13Mo3外，含Cr 量22%的含Mo双相不锈钢，例如0Cr26Ni6Mo2Cu3、00Cr22Ni6Mo2N、00Cr25Ni7Mo3N，高Mo的Cr-Ni奥氏体不锈钢(N)也获得广泛应用。不含Ni 或仅含少量Ni 的高铬铁素体不锈钢，例如00Cr26Mo1、00Cr30Mo2、00Cr29Ni2Mo4等，由于它们耐含杂质磷酸的优异性能，也是

43、具有广阔前景的耐蚀材料。+双相不锈钢不仅本身耐蚀性好且强度高，因而常常作为耐磨蚀材料应用于含杂质磷酸中而受到了重视。含Cr量高达27%且含Mo的高合奥氏体不锈钢00Cr27Ni31Mo3Cu和00Cr26Ni35Mo3Cu是耐含F-、Cl-等杂质的磷酸腐蚀性最佳且综合性能最好的高牌号不锈钢，可用于制造磷酸浓缩热交换器以代替易损坏的石墨制热交换器。醋酸、甲酸及其混酸介质中的选用 用不锈钢解决醋酸的腐蚀问题，相对而言比较容易。例如，在纯醋酸中，一般的Cr17型铁素体不锈钢可耐80以下的稀醋酸和浓度高于70%的浓醋酸；一般的18-8型Cr-Ni奥氏体不锈钢可耐50以下，浓度 99%的醋酸浓度达100

44、%的醋酸蒸汽。随钢中含Mo量的提高，Cr17型铁素体不锈钢和Cr-Ni 奥氏体不锈钢的耐醋酸腐蚀的性能提高，例如，含Mo2%的Cr18Mo2和Cr17Ni12Mo2等不锈钢均可耐常压下沸腾温度以下的任何浓度的醋酸。当醋酸中有氯离子存在时，会显著使不锈钢的腐蚀速度加快。为了解决含Cl-的醋酸的腐蚀问题，根据醋酸中Cl-的浓度，可选用含Mo 2%3%的Cr17Ni12Mo2和含Mo 3%4%的Cr19Ni13Mo3以及高Mo不锈钢，如和双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N等。 当醋酸中含中有甲酸时，随甲酸浓度的增加，其腐蚀性增强。在50%醋酸中的试验表明，随甲酸量的增加，不锈钢和一些耐蚀合金的腐蚀

45、速度均提高。但是不锈钢中的双相钢00Cr25Ni7Mo3N 和镍基耐蚀合金00Cr16Ni60Mo16W4则几乎不受腐蚀，因此，它们是较理想的耐蚀材料 甲酸是一种广泛应用的有机酸，耐甲酸不锈钢的选择基本不上同于醋酸。 但由于甲酸的腐蚀性较醋酸强烈， 因此所选不锈钢牌号的合金化程度要比醋酸的高，甚至某些情况下要选用镍基耐蚀合金。在甲酸中，00Cr17Ni14Mo2和具有相当好的腐蚀性，而双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N 钢的耐蚀性更优，不仅超过镍基耐蚀合金00Cr16Ni60Mo16W4，而且与高镍耐蚀不锈钢00Cr27Ni31Mo3Cu相近。但是，当甲酸中有氯离子等存在时，会显著加速不锈钢

46、腐蚀。盐酸介质中的选用 盐酸的还原性很强，不锈钢在盐酸中很难钝化，因而无法耐盐酸的腐蚀。所以，在盐酸介质中一般不能选用不锈钢。但是，当盐酸浓度很稀且温度较低时，高镍和含钼的高牌号Cr-Ni-Mo奥氏体不锈钢，例如、0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti、00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN等，则具有相当的耐蚀性。氢氟酸介质中的选用 氢氟酸既能破坏不锈钢表面的钝化膜又能防止钝化膜的形成，因而，除室温下的无水氢氟酸和浓度很低的氢氟酸外，不锈钢不能耐氢氟酸的腐蚀。 当氢氟酸中含有氧，特别是氧化剂时，一些高镍的Cr-Ni-Mo-Cu 奥氏体不锈钢的耐蚀性会有明显提高。例如，在HF3%5% 、HNO315

47、% 20% 的混酸中，由0Cr20Ni29Mo3Cu4、0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti等制造的喷咀、阀件、酸洗槽等，既耐蚀又经济。烧碱介质中的选用 烧碱即NaOH。大量实验已证实，无论在水银法还是隔膜法制碱中，钢和合金中的Cr和Ni均对它们的耐蚀性有利。 含Cr 26%30%的铁素体不锈钢和含Ni20%的Cr-Ni奥氏体不锈钢耐蚀性已相当好；当含铬量26%时，钢的耐蚀性甚至可以与纯Ni相当。 当NaOH温度不高时，常用的Cr- Ni和Cr-Ni-Mo奥氏体钢可以耐浓NaOH的腐蚀。虽然Cr17型铁素体不锈钢不适宜用于耐NaOH的腐蚀，但是高纯高铬的铁素体不锈钢，例如00Cr26Mol(CN

48、150ppm)、00Cr30Mo2(CN150ppm)则有优异的耐氢氧化钠腐蚀的性能。尿素、甲铵液介质中的选用 尿素由二氧化碳与氨合成，一般是在高压（140250大气压）和高温（180210）下进行。尿素生产中的中间反应产物氨基甲酸铵等（尿素甲铵液）在高温高压下对不锈钢有强烈腐蚀性，可以破坏不锈钢的钝化膜并有强烈的去钝化作用，以致含Mo2%3%的Cr-Ni 奥氏体不锈钢也难以耐蚀，例如00Cr17Ni14Mo2（316L）的腐蚀率可高达50mm/a。但在尿素生产过程中加氧时，由于可保证不锈钢的钝化，从而解决了尿素甲铵液的强腐蚀问题，使尿素生产中大量使用不锈钢成为可能。 到目前为止，我国尿素生产

49、中所选用的不锈钢主要是含Mo2%4%的Cr-Ni和Cr-Mn-N奥氏体不锈钢以及+双相不锈钢。例如，0-1Cr18Ni12Mo2Ti、0-1Cr18Ni12Mo3Ti、尿素级00Cr17Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N等。而在我国二氧化碳汽提法大型尿素生产中的四大高压设备，即尿素合成塔、高压冷凝器、高压洗涤器和二氧化碳汽提塔等，除汽提塔的分布管采用00Cr25Ni22Mo2N不锈钢外，其它仍均采用尿素级00Cr17Ni14Mo2不锈钢。焦碳塔 405(410S)+15CrMoR加氢反应器 316L+14Cr1MoR真空制盐蒸发罐 2205+16MnR常减压塔321(316L)+16

50、MnR(20R)甲醇反应器2205+16MnR各种不锈钢的特性和用途 钢 号特 性用 途奥氏体 钢30117Cr-7Ni-低碳与304钢相比，Cr、Ni含量少，冷加工时抗拉强度和硬度增高，无磁性，但冷加工后有磁性。列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、螺母、弹簧、筛网301L17Cr-7Ni-0.1N-低碳是在301钢基础上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蚀性；通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足，保证钢的强度。铁道车辆构架及外部装饰材料30418Cr-8Ni作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象(无磁性，使用温度-19

51、6800)。家庭用品(1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸)，汽车配件(风挡雨刷、消声器、模制品)，医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件304L18Cr-8Ni-低碳作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304钢相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196800。应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难的零件304Cu13Cr-7.7Ni-2Cu因添加Cu其成型性，特别是拔丝性和抗时效裂纹性好，可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。保温

52、瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。304N118Cr-8Ni-N在304钢的基础上，减少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高强度，减少钢材厚度。构件、路灯、贮水罐、水管钢 号特 性用 途奥氏体钢304N218Cr-8Ni-N与304相比，添加了N、Nb，为结构件用的高强度钢。构件、路灯、贮水罐31618Cr-12Ni-2.5Mo因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母316L18Cr-12Ni-2

53、.5Mo低碳作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。32118Cr-9Ni-Ti在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀；适合于在430-900温度下使用。航空器、排气管、锅炉汽包铁素体钢409L11.3Cr-0.17Ti-低C、N因添加了Ti元素，故其高温耐蚀性及高温强度较好。汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。410L13Cr-低C在410钢的基础上，降低了含C量，其加工性，抗焊接变形，耐高温氧化性优秀。机械构造用件，发动机排气管，锅炉燃烧室，燃烧器。43016Cr作为铁素体钢的代表钢种，热膨

54、胀率抵，成形性及耐氧化性优。耐热器具、燃烧器、家电产品、2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、CD杆、筛网各种不锈钢的特性和用途 各种不锈钢的特性和用途 钢 号特 性用 途铁素体钢430J1L18Cr-0.5Cu-Nb-低C.N在430钢中，添加了Cu、Nb等元素；其耐蚀性、成形性、焊接性及耐高温氧化性良好。建筑外部装饰材料，汽车零件，冷热水供给设备。436L18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N耐热性、耐磨蚀性良好，因含有Nb、Zr元素，故其加工性，焊接性优秀。洗衣机、汽车排气管、电子产品、3层底的锅。马氏体钢41013Cr-低碳作为马氏体钢的代表钢，虽然强度高，但不适合于苛酷

55、的腐蚀环境下使用；其加工性好，依热处理面硬化（有磁性）。刀刃、机械零件、石油精练装置、螺栓、螺母、泵杆、1类餐具（刀叉）。420J113Cr-0.2C淬火后硬度高，耐蚀性好（有磁性）。餐具（刀）、涡轮机叶片。420J213Cr-0.3C淬火后，比420J1钢硬度升高（有磁性）。刀刃、管嘴、阀门、板尺、餐具（剪刀、刀）。八、不锈钢的一些常见问题1、不锈钢的磁性？2、不锈钢为什么也生锈？3、不锈钢洗涤及保养方法4、不锈钢牌号表示方法1、不锈钢的磁性1、不锈钢是否有磁性？ 许多人以为不锈钢是无磁性的，并用磁铁吸附不锈钢材的方法来验证其优劣和真伪。无磁性，认为是好的，货真价实；有磁性，则认为是假货。其

56、实，这是一种极其片面的、不切实的错误的辨别方法。 钢材有无磁性是由其自身的组织结构来决定的。奥氏体组织结构是无磁性的，马氏体或铁素体组织结构是有磁性的。不锈钢的种类繁多，常温下按组织结构可分为：奥氏体型、马氏体型、铁素体型和奥氏体+铁素体双相等。其中只有纯奥氏体不锈钢是无磁性或弱磁性的，其中钢种都是有磁性的。 普通家用不锈钢器具只要选择合理并使用正确，即使有磁性的马氏体、铁素体不锈钢同样可以满足要求，且价格便宜。值得提出，对于刀、叉、匙等用具，由于有一定的硬度要求，1Cr13、2Cr13、3Cr13作为餐具专用不锈钢已得到国内外的大量应用。当然，有些高档的刀、叉、匙等也常常选用18-8型Cr-Ni不锈钢。对于要求锋利度好的不锈钢刀具，4Cr13、3Cr13Mo、6Cr13Mo等受到了用户的欢迎。2、为什么有时304不锈钢会有磁性： 18-8型的不锈钢一般来讲是无磁或弱磁的，但因冶炼造成化学成分波动或加工状态不同也可能出现磁性，但这不能认为是冒牌或不合格，这是什么原因呢？ 首先，由于冶炼时成分偏析或热处理不当，会造成奥氏体304不锈钢中存在少量马氏体或铁素体组织。这样，304不锈钢中就会带有微弱的磁性。 其次，304不锈钢