當(dāng)選擇不銹鋼材質(zhì)等級(jí)時(shí)，除了考慮同其他合金常見的機(jī)械要求和成本之外，重要的是要考慮組件將如何制造和連接在一起，以及它所暴露的特定環(huán)境，不銹鋼是含有至少10%的鉻的鋼。其抗腐蝕性來自于表面一層薄而牢固的氧化鉻層。如果氧化層被物理損壞，鈍化層會(huì)迅速再生，從而保持耐腐蝕性。然而，可以破壞這層的化學(xué)環(huán)境會(huì)引發(fā)腐蝕。因此，不銹鋼具有很強(qiáng)的抗大氣腐蝕能力，但并不是在所有環(huán)境中都能免于腐蝕。

一、不銹鋼的分類

不銹鋼可分為幾個(gè)大類：奧氏體、鐵素體、馬氏體、雙相鋼和沉淀硬化鋼（PH）。不同類別之間的主要區(qū)別是基于不銹鋼中的主要合金元素決定的主要相。

不銹鋼中的主要合金元素是鉻和鎳。鉻主要提供耐腐蝕性和額外的強(qiáng)度。鎳提供強(qiáng)度和一些耐腐蝕性。次要合金元素包括錳、碳和鉬。錳在鋼中少量存在，但在較高的濃度下，它能穩(wěn)定奧氏體，并在200系列鋼中部分取代了鎳。碳在奧氏體鋼中主要是一種雜質(zhì)，但在鐵素體和馬氏體鋼中是一種強(qiáng)化元素，與碳鋼和低合金鋼的情況一樣。鉬提供額外的強(qiáng)度和抗氯化物點(diǎn)蝕的能力。其他元素，如鈦或鈮，為開發(fā)合金的具體應(yīng)用提供其他用途。

二、不銹鋼的類型

400系列鋼是不銹鋼的第一個(gè)版本。包括鐵素體和馬氏體等級(jí)，只含有鉻作為主要合金元素，使它們比奧氏體等級(jí)的不銹鋼更便宜。它們具有磁性，通常比300系列合金更耐氯化物侵蝕，而且有些等級(jí)的不銹鋼可以通過熱處理得到加強(qiáng)。

410型含有約12%的鉻。通過熱處理形成馬氏體來強(qiáng)化這種合金的能力使其成為馬氏體等級(jí)不銹鋼。它的低鉻含量提供了適度的耐腐蝕性。如果有足夠的時(shí)間，暴露在空氣中會(huì)導(dǎo)致它生銹。430型是鐵素體等級(jí)不銹鋼，含有約17%的鉻。它不能通過熱處理來加強(qiáng)。400系列不銹鋼通常比300系列更耐氯化物的侵蝕。

有了足夠數(shù)量的鎳，不銹鋼在室溫下保持奧氏體，形成了奧氏體鋼。它們是非磁性的，不能像碳鋼那樣進(jìn)行熱處理以達(dá)到淬火的目的，因?yàn)樵谶@些合金中不會(huì)發(fā)生相變到馬氏體。使用它們的主要原因是，與400系列相比，它們?cè)诖髿夂颓治g性化學(xué)環(huán)境中的抗腐蝕性更強(qiáng)。

300系列合金含有鉻和鎳，是最受歡迎的奧氏體等級(jí)不銹鋼。301和304型是使用中最常見的合金，用于一般用途。它們含有18%的鉻，9%至10%的鎳，以及高達(dá)0.15%的碳（301）或0.08%的碳（304）作為雜質(zhì)。其他300系列合金是這些合金的改進(jìn)版本，以實(shí)現(xiàn)特定的性能。316型包含2-3％的鉬，以提高在含氯環(huán)境中的耐腐蝕性。304L，316L和其他L級(jí)包含縮減的碳，少于0.03％，以避免在焊接和其他熱過程中的微觀結(jié)構(gòu)變化，這可能會(huì)損害的耐腐蝕性。這種有害的變化被稱為敏化作用。321和347型分別含有少量的鈦和鈮，以防止敏化。它們能夠在高溫下使用，而L級(jí)的目的是在制造過程中抗敏化。下圖顯示了304合金中的奧氏體晶粒。

304合金中的奧氏體晶粒。晶界上的顆粒是鉻的碳化物。

200系列鋼，也是奧氏體，用錳代替部分鎳，作為一種降低成本的措施。201級(jí)不銹鋼含有約17%的鉻，6.5%的錳和4%的鎳。它的耐腐蝕性與301相似。

沉淀硬化（PH）鋼通過熱處理形成沉淀物以及形成馬氏體而得到強(qiáng)化。通過類似于鋁合金的老化方法，可以被強(qiáng)化到比400系列等級(jí)更高的硬度。17-4 PH和17-7 PH鋼分別含有17%鉻和4%或7%鎳。次要的合金元素包含銅、鈦和鈮以及其他金屬。

雙相不銹鋼允許在腐蝕性應(yīng)用中節(jié)省材料成本，如化學(xué)加工，包括氯化物和含硫的環(huán)境。它們由奧氏體和鐵素體的混合物組成，比例大致相等。雙相不銹鋼根據(jù)合金元素的數(shù)量，又分為貧化、標(biāo)準(zhǔn)、超級(jí)或超雙相。與300系列相比，雙相不銹鋼鉻含量更高，鎳含量更少，并且通常包括作為額外奧氏體穩(wěn)定劑的氮和耐腐蝕的鉬。(2205（22%鉻，5%鎳和3%鉬）是一種常見的標(biāo)準(zhǔn)雙相不銹鋼，而2507（25%鉻，7%鎳加4%鉬）是一種常見的超級(jí)雙相鋼。下面的顯微照片顯示了一種雙相不銹鋼。

雙相不銹鋼的顯微照片。棕色的相是鐵素體，淺色的相是奧氏體。(Charles Young, P.E.提供)

三、如何選擇適當(dāng)?shù)燃?jí)的不銹鋼

種類繁多的不銹鋼提供了巨大的性能組合。然而，每種合金都有明顯的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。當(dāng)選擇一種可用的不銹鋼時(shí)，重要的是要考慮組件如何被制造和連接在一起，它將暴露的特定環(huán)境，以及選用其他合金通常也需要考慮的，如機(jī)械要求和成本。

四、夢(mèng)能科技

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