不鏽鋼

不锈钢[1],也称为不锈耐酸钢,在台語也稱「白鐵」。在冶金學中,是通常含有鎳鉻鉬鎢等合金元素才能稱為不鏽鋼。尤指12%-30%的一類合金鋼的總稱。以重量計算,鉻含量超過12%的「合金[2]。這個名稱源於這種鋼不像普通鋼那樣容易腐蝕生锈[3]。如果含鉻或其他元素比例很低,則只可以在表面形成氧化膜保護而非不會氧化,具有像的防蝕特色,這種鋼材就並非不鏽鋼而是耐候鋼與低碳含量相配合,可顯示出明顯的耐腐蚀性和耐热性,還可以加入,使其表面會產生防锈的氧化膜,以提高對特殊環境的耐腐蝕性和抗氧化性,並賦予特殊性能,從而保護鋼材本身受到外界環境中的空氣(尤指氧氣)、水、某些酸、碱的氧化腐蝕。



的顯微組織

肥粒鐵(α-Fe)
針狀肥粒鐵(acicular α-Fe)
奥氏体(γ-Fe)
马氏体
波來鐵(88%肥粒鐵,12%碳化三铁)
變韌鐵
粒滴斑鐵(波來鐵及渗碳体的共晶
    混合物,含碳量4.3%)
碳化三铁(Fe3C)
β铁(β-Fe)

坩埚钢
碳鋼(含量≤2.1%)
彈簧鋼(低或無合金
合金鋼(含有碳以外的元素)

马氏体时效钢(含鎳)
不鏽鋼(含鉻量≥10.5%)
耐候钢
工具鋼(工具用的合金鋼)
其他含鐵材料

鑄鐵(含碳量>2.1%)

白鑄鐵
灰鑄鐵
可鍛鑄鐵
球墨鑄鐵
蠕墨铸铁
锻铁(含有熔渣)

大多數不锈鋼先在電爐氧氣頂吹轉爐轉爐中熔化,然後在另一煉鋼爐中精煉,主要為了降低碳含量。在氩-氧脱碳法中,將氧和氩的氣體混合物噴入鋼水中。改變氧和氩的比例,通過將碳氧化為一氧化碳而不使昂貴的鉻氧化和損失,來將碳含量降低到控制的水平。因此,在初始的熔化操作中可使用較便宜的原料,如高碳的鉻鐵。

分類

不锈钢分为三大类:奥氏体不锈钢(A1,A2,A3,A4,A5)、不锈钢(F1)和马氏体不锈钢(C1,C4,C3)。

  • 奥氏体不锈钢含有16%-26%铬和35%以下的镍,通常具有最高的耐腐蚀性,不能通过热处理进行强化,并且无磁性;最常见的类型是18/8,或称304级,即含有18%铬和8%镍;典型的用途包括飞机工业、乳制品和食品加工工业。奥氏体不锈钢(A*-50较软/A*-70 适合冷加工/ A*-80具有高强度)
  • 标准的不锈钢含有10.5%-27%铬,而不含镍,由于碳含量低(0.2%以下),不能通过热处理进行强化,仅用于防腐蚀要求不高的场合,如建筑和汽车装潢方面。不锈钢(F1-45较软/F1-60适合冷加工)
  • 马氏体不锈钢通常含有11.5%-18%铬和1.2%以下的碳,有时也含镍,可通过热处理进行强化,具有中等的耐腐蚀性,用于刀具、外科用具、扳手和涡轮机

不锈钢按其抗蚀性分:不锈钢(在空气中能抵抗腐蚀)和不锈耐酸钢(在某些化学介质中能抵抗腐蚀)。

按化学成分可分为高铬不锈钢(如4Cr13、Cr17、Cr28、Cr17Ti 等)、铬镍不锈钢(如0Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti)、铬锰氮不锈钢(如Cr17Mn13Mo2N)。

不锈钢的商业价值

不锈钢号对照

EN-DIN标准钢号 EN-标准钢牌号 ASTMAISI钢牌号 UNS编号 GB-中国国标牌号
1.4310X10CrNi18-8301
1.4318X2CrNiN18-7301LN
1.4307X2CrNi18-9304LS30403
1.4306X2CrNi19-11304LS3040300Cr18Ni9
1.4311X2CrNiN18-10304LNS30453
1.4301X5CrNi18-10304S3040006Cr19Ni10(GB/T3280-2007)
1.4948X6CrNi18-11304HS30409
1.4303X5CrNi18 12305
1.4541X6CrNiTi18-10321S321000Cr18Ni11Ti
1.4878X12CrNiTi18-9321HS32109
1.4404X2CrNiMo17-12-2316LS3160300Cr17Ni14Mo2
1.4432X2CrNiMo17-12-3316LS3160300Cr17Ni14Mo2
1.4435X2CrNiMo18-14-3316LS3160300Cr17Ni14Mo2
1.4401X5CrNiMo17-12-2316S316000Cr17Ni12Mo2
1.4436X3CrNiMo17-13-3316S316000Cr17Ni12Mo2
1.4406X2CrNiMoN17-12-2316LNS31653
1.4571X6CrNiMoTi17-12-2316TiS31635
1.4429X2CrNiMoN17-13-3316LNS31653
1.4438X2CrNiMo18-15-4317LS31703
X10CrNiTi1893470Cr18Ni11Nb
1.4512X6CrTi124090Cr11Ti
S410000Cr13
4101Cr13
420J12Cr13
1.4016X6Cr174301Cr17
1.4118X40CrMo15440AS440028Cr13
1.4112440BS440049Cr13
1.4125440CS4400311Cr18
440FS44020
1.4539X1NiCrMoCu25-20-5904LN0890400Cr20Ni25Mo4.5Cu
1.4547X1CrNiMoCuN20-18-7S31254

不锈钢牌号分组

SAE steel grade -(美國自動機工程學會總會[4]相關規範「Society of Automotive Engineers」)

  • 200系列:-镍-奥氏体不锈钢[5][6][7][8][9][10]
  • 300系列:铬-镍奥氏体不锈钢[5][6][7][8]
    • 型号301:延展性好,用于成型产品。也可通过机械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢,產品如:彈簧、鋼構、車輪蓋。
    • 型号302:耐腐蚀性同304,由于含碳相对要高因而强度更好。
    • 型号303:通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
    • 型号304:通用型号;主要有18(鉻)/8(鎳)與18(鉻)/10(鎳)兩種不锈钢 。產品如:耐蝕容器、餐具、家俱、欄杆、醫療器材。標準成分是18 %鉻加8 %鎳。為無磁性、當雜質含量高時,加工後偶爾會呈現弱磁性、此弱磁性只能使用熱處理的方式消除。屬於無法藉由熱處理方法來改變其金相組織結構的不鏽鋼。[11]
    • 型号304 L:與304相同特性,但低碳故更耐蝕、易熱處理,但機械性較差適用焊接及不易熱處理之產品。
    • 型号304 N:與304相同特性,是一種含氮的不鏽鋼,加氮是為了提高鋼的強度。
    • 型号309:较之304有更好的耐温性。
    • 型号309 S:具多量鉻、鎳,故耐熱、抗氧化性佳,產品如:熱交換器、鍋爐零組件、噴射引擎。
    • 型号310 S:含最多量鉻、鎳,故耐熱、抗氧化性最佳熱交換器、鍋爐零組件、電機設備。
    • 型号316:继304之后,第二个得到最广泛应用的钢种,主要用于食品工业和外科手术器材,添加元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。[12]特用於化學、海邊等易腐蝕環境、船舶裝配、建材。
    • 型号316 L:低碳故更耐蝕、易熱處理,產品如:化學加工設備、核能發電機、冷凍劑儲槽。
    • 型号321:除了因为添加了元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304,適於焊接釀酒設備、蒸氣管、航空零件。
    • 型号347:添加安定化元素鈮,適於焊接航空器具零件及化學設備。
  • 400系列:铁素体和马氏体不锈钢[5][6][7][8]
    • 型号408:耐热性好,弱抗腐蚀性,11 %的Cr,8 %的Ni。
    • 型号409:除了因为添加了元素,最廉价的型号(英美),通常用作汽车排气管,属铁素体不锈钢(铬钢),適於焊接,成本較低汽車排氣管、石油設備。
    • 型号410:马氏体(高强度铬钢),耐磨性好,抗腐蚀性较差,適於幫浦。其化學成分含13 %鉻、0.15 %以下的碳及少量的其他元素合金。原料價格較便宜,具有磁性、可經由熱處理硬化。一般用途有軸承、醫療用具及刀具等。
    • 型号416:添加了改善了材料的加工性能。
    • 型号420:含較高碳、硬度、強度更高,刃具级马氏体不锈钢,类似(,英國治金家Harry Brearley)这种最早的不锈钢,可以做的非常光亮,適於刀、彈簧、外科器具、剃刀切頭、閥。
    • 型号430:铁素体不锈钢,装饰用,具磁性,例如用于汽车饰品。良好的成型性,但耐温性和抗腐蚀性要差,適於扣接件、餐具、家具用品。其標準化學成份為16~18 %鉻,含碳量低。此類不銹鋼具有磁性。
    • 型号434:含鉬故耐蝕性較430優良,適於餐具、雨刷、汽車裝潢。
    • 型号440:高强度刃具钢,含碳稍高,经过适当的热处理后可以获得较高屈服强度,硬度可以达到58HRC,属于最硬的不锈钢之列。最常见的应用例子就是“剃须刀片”。常用型号有三种:440A、440B、440C,另外还有440F(易加工型)。
  • 500系列:耐热合金钢。[5][7][8]
  • 600系列:马氏体沉淀硬化不锈钢。[5][7][8]
    • 型号630:最常用的沉淀硬化不锈钢型号,通常也叫17-4;17 % Cr,4 % Ni。

問題

由於各種類型的不鏽鋼有不同的特性,在長期貼近人體使用,可能對人體產生有害的影響。長期使用不鏽鋼餐具可能對人體產生危害。

  • 2014年5月8日,有媒體報導稱,有一些台灣的專家出示久用不鏽鋼的湯匙強調,用久後有鏽、刮痕、凹凸不平則莫用,因為有溶出有害物的疑慮。消基會也補充說,雖然錳是人體必須的微量礦物質之一,但若吸收過量,會影響神經系統,引發記憶障礙,甚至是帕金森氏症;部份鎳化合物已被認定是人體致癌物[14]

执行标准

在中国,不锈钢管执行的标准有:GB1220-84、GB4241-84、GB4356-84、GB1270-80、GB12771-91等等。

相关

参考來源

文献
  • 陳怡儒、楊和慶、到手香、紀宗廷、林欣瑜、柯昭儀、雲琇卿、吳怡亭、盂美雲、林煜庭、鄭諺彌、陳亭瑋、陳昭明、葉宗桓、林宏儒、蘇怡帆. . 臺灣: 易博士出版社(城邦文化). 2011-05-17 [2011]. ISBN 978-986-120-761-2 (中文).`
引用
  1. 陳怡儒 2011,第304-305页
  2. . 美國鋼鐵學會 (AISI). [2013-07-09]. (原始内容存档于2013-06-21).
  3. 1104 超視《食在有健康》食在好安心-便當盒鍋具餐具毒跡密佈 吃了不孕傷腦筋 之 知識篇
  4. ARTC 財團法人車輛研究測試中心 - 客戶服務 - 知識庫 - 深耕電動車標準 搶進國際市場-與美國SAE簽署「電動車驗證與標準合作」,綠能智慧專案,陳淑絹,2010
  5. 不鏽鋼鍋正確挑 看標示編號 太亮太薄不要買 页面存档备份,存于,報導╱劉燕美,攝影╱高凱新,蘋果日報 (台灣),2013年12月24日
  6. 楊淑閔; 裴禛(攝). . 臺北: 中央通訊社. 2014-05-08.
  7. 施芝吟; 明芳(責任編輯). . 臺北: 大紀元時報股份有限公司. 2014-05-08 (中文(台灣)‎). (简体中文)
  8. 謝文華. . 臺北: 自由時報. 2014-05-09 (中文(台灣)‎).
  9. 洪素卿; 黃以敬、張聰秋、王駿. . 臺北: 自由時報. 2014-06-24 (中文(台灣)‎).
  10. . 臺北: 人間福報. 2014-06-24 (中文(台灣)‎).
  11. 〈資訊〉 國家環境毒物研究中心關於媒體報導「不鏽鋼超錳事件」之看法,國家環境毒物研究中心,國家衛生研究院
  12. 18/10 vs. 18/8 and 18/0 stainless steel for flatware and pots & pans
  13. . [2006-12-26]. (原始内容存档于2006-09-24).
  14. http://www.cna.com.tw/news/firstnews/201405080139-1.aspx

外部链接

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