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不锈钢含有铁,铬,锰,硅,碳,并且在许多情况下含有大量的镍和钼等化学成分。这些元素与来自水和空气的氧气反应形成非常薄的稳定的薄膜,其由诸如金属氧化物和氢氧化物的腐蚀产物组成。铬在与氧反应形成该腐蚀产物薄膜中起主导作用。 事实上,根据定义,所有不锈钢板含有至少10%的铬。
不锈钢由于其合金元素与环境之间的相互作用而保持不锈钢或不生锈。稳定的薄膜的存在通过充当阻挡氧气和水进入下面的金属表面的屏障而防止了额外的腐蚀。因为薄膜形成如此容易和紧密,即使只有少数原子层也将腐蚀速率降低到非常低的水平。如果没有现代仪器的帮助,薄膜比光的波长薄得多,这一事实很难看出。因此,虽然钢在原子水平上被腐蚀,但它看起来是不锈钢。
多年来(大约80年代)人们都知道,向钢铁中添加铬和镍(镍不是必需的但铬是必需的)会使钢不生锈(就是不锈钢)。钢中的铬形成一层非常薄的氧化物,可防止铁生锈。类似的机制适用于铝。当铝暴露在空气和水中时,形成薄的,不可见的氧化物涂层,防止进一步腐蚀。生锈是铁在水存在下被氧化成铁氧化物和氢氧化物的混合物的过程。
相反,普通便宜的钢与来自水的氧反应形成相对不稳定的氧化铁/氢氧化物膜,其随着时间的推移而继续生长并暴露于水和空气中。因此,这种薄膜,也称为生锈,达到足够的厚度,使其在暴露于水和空气后很快就能观察到。
总之,不锈钢不会生锈,因为它具有足够的活性以通过形成被动腐蚀产品层来保护自身免受进一步的侵蚀。(其他重要的金属,如钛和铝也依赖于钝化膜的耐腐蚀性。)由于其耐用性和美观性,不锈钢被用于各种领域,从餐具到银行金库到厨房水槽。
304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种,用于需要焊接的场合。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)。304N 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少。330不锈钢有着高的抗渗碳能力和抗热震性.
奥氏体--铁素体双相不锈钢:是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下,Cr含量在18%~28%,Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti,N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点,与铁素体相比,塑性、韧性更高,无室温脆性,耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高,同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高,具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比,强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能,也是一种节镍不锈钢。
不锈钢的简易分类不锈钢可以粗浅的分为200系列,300系列和400系列三大类,其中300系列是常用的,200系列和400系列一定程上是300系列的替代品,而严格来讲400系列不叫不锈钢,叫不锈铁,因为里面不含镍元素,所以用磁铁可以吸引住。而200系列和300系列是有镍的,所以是没有磁性的,吸铁吸不住。304是300系列中常见的品种,所以一般从304的价格变化可以判断出整个不锈钢的价格走势。200系列含镍少,400系列不含镍,300系列含镍多,所以受镍价影响大的是300系列。