不銹鋼性能及用途

良好的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能。但對溶液中含有氯離子（CL-）的介質(zhì)特別敏感，易于發(fā)生應力腐蝕。18-8型不銹鋼按其化學成分中碳含量的不同又分為三個等級：一般含碳量（Wc≤0.15%）低碳級（Wc≤0.08％）和超低碳級（Wc≤0.03%）。例如我國國家標準中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三種鋼板分屬上面三個等級。世界許多國家都感到鎳儲量的緊缺。為了節(jié)省鎳，早在四、五十年代世界上就開始用錳和氮取代18-8型不銹鋼中的部分鎳。研制并列入國家標準的鋼板牌號有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。 奧氏體-鐵素體型不銹鋼其顯微組織為奧氏體加鐵素體。鐵素體的體積分數(shù)小于10％的不銹鋼，是在奧氏體鋼基礎上發(fā)展的鋼種。

　　沉淀硬化型不銹鋼按其組織形態(tài)可分為三類：沉淀硬化半奧氏體型、沉淀硬化馬氏體型和沉淀硬化奧氏體型不銹鋼。列入我國國家標準鋼板牌號的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三種,是屬于沉淀硬化半奧氏體型不銹鋼。該鋼的組織特點是在固溶或退火狀態(tài)時具有奧氏體加體積分數(shù)為5％~20%的鐵素體組織。這種鋼經(jīng)過系列的熱處理或機械變形處理后奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，再通過時效析出硬化達到所需要的高強度。這種鋼有很好的成形性能和良好的焊接性，可作為超高強度的材料在核工業(yè)、航空和航天工業(yè)中，得到應用。

　　水介質(zhì)中材料的選用

　　2  良的耐腐蝕性能和良好的耐熱性能。但對溶液中含有氯離子（CL-）的介質(zhì)特別敏感，易于發(fā)生應力腐蝕。18-8型不銹鋼按其化學成分中碳含量的不同又分為三個等級：一般含碳量（Wc≤0.15%）低碳級（Wc≤0.08％）和超低碳級（Wc≤0.03%）。例如我國國家標準中的1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9、00Cr17Ni14M02三種鋼板分屬上面三個等級。世界許多國家都感到鎳儲量的緊缺。為了節(jié)省鎳，早在四、五十年代世界上就開始用錳和氮取代18-8型不銹鋼中的部分鎳。研制并列入國家標準的鋼板牌號有1Cr17Mn6Ni5N和0Cr19Ni9N等。

　　奧氏體-鐵素體型不銹鋼其顯微組織為奧氏體加鐵素體。鐵素體的體積分數(shù)小于10％的不銹鋼，是在奧氏體鋼基礎上發(fā)展的鋼種。

　　沉淀硬化型不銹鋼按其組織形態(tài)可分為三類：沉淀硬化半奧氏體型、沉淀硬化馬氏體型和沉淀硬化奧氏體型不銹鋼。列入我國國家標準鋼板牌號的有0Cr17Ni7A、0Cr17Ni4Cu4Nb和0Cr15Ni7M02Al三種,是屬于沉淀硬化半奧氏體型不銹鋼。該鋼的組織特點是在固溶或退火狀態(tài)時具有奧氏體加體積分數(shù)為5％~20%的鐵素體組織。這種鋼經(jīng)過系列的熱處理或機械變形處理后奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，再通過時效析出硬化達到所需要的高強度。這種鋼有很好的成形性能和良好的焊接性，可作為超高強度的材料在核工業(yè)、航空和航天工業(yè)中，得到應用。  水介質(zhì)中材料的選用  按水中含鹽量的不同，水可分為高純水，淡水，半咸水和海水。高純水中幾乎不含鹽，Cl?一般<=0.1ppm；淡水中含鹽量低于0.05%；半咸水中含鹽量在0.05%以上，但低于海水中的含鹽量；海水中含鹽量達3~3.5%。不銹鋼在水介質(zhì)中，一般腐蝕并不是引起不銹鋼破壞的主要形式。而常見的腐蝕破壞系來自局部腐蝕，特別是應力腐蝕，點蝕和縫隙腐蝕。

　　高純水大量應用于核工業(yè)中，特別是以水為冷卻和工作介質(zhì)的沸水和壓水核反應堆中。由于高純水中Cl?和氧都很低(Cl?<=0.10ppm，[O]<=0.01ppm），不銹鋼在此種條件下的腐蝕率很小，<0.01mm/a。因此水冷核反應堆中除核燃料包殼等少量材料外，大量選用不銹鋼，說水冷核反應堆是不銹鋼“堆”成的一點也不夸大。所選用的材料主要牌號為0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，0Cr17Ni12Mo2，00Cr17Ni14Mo2，0Cr18Ni11Ti等，近些年來，控氮的Cr-Ni奧氏體不銹鋼，例如控氮的0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，00Cr17Ni14Mo2等大量用作堆內(nèi)結(jié)構(gòu)材料（法蘭，堆內(nèi)各種支撐件等）和主管道材料。壓水堆蒸汽發(fā)生器管材雖然已選用高鎳耐蝕合金，但蒸發(fā)器隔板則選用0Cr13Al(AISA 405)鐵素體不銹鋼。在水冷反應堆乏燃料儲存裝置中，除耐高純水腐蝕外還要求具有熱中子吸收能力，為此，含硼的Cr-Ni不銹鋼（0Cr18Ni10B）獲得了應用。

　　淡水中即使含有少量Cl?和飽和氧，甚至還有其他雜質(zhì)，但對不銹鋼的一般腐蝕也是微不足道的。因此，所有類型的不銹鋼均可用于與淡水相接觸的環(huán)境中淡水在工業(yè)中(工業(yè)水)，既可作介質(zhì)又可作原料，因此用量極大。在與工業(yè)水相接觸的設備，部件中，常選用的不銹鋼是Cr13型，Cr17型和18-8型三大類。各種換熱設備，例如換熱器，蒸發(fā)器，冷凝器，熱交換器等的工作環(huán)境在工業(yè)水條件下是苛刻的。常選用的是18-8型鋼，例如0Cr18Ni11Ti，0Cr19Ni9，00Cr19Ni11，有時也選用0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。   日常用的醫(yī)療器械，廚房設備和器具以及家庭用具等，既與大氣接觸，又常常受到淡水的腐蝕。在這些條件下選用不銹鋼，由于既美觀，耐用，衛(wèi)生，且清洗又非常方便，因而非常受歡迎。在醫(yī)療器械中，作為外科手術(shù)刀，剪等，隨要求的不同可選用3Cr13，4Cr13，3Cr13Mo，9Cr18，9Cr18MoV等不銹鋼；作為人體植入器官，除人工關(guān)節(jié)等選用鈷基合金等外，骨折治療用植入器官仍多選用含2~3%Mo的不銹鋼，如0Cr17Ni12Mo2和00Cr17Ni14Mo2。廚房設備和器具以及家庭用具，包括調(diào)理作業(yè)設備，調(diào)理臺，運輸車，洗刷臺柜，烹調(diào)臺等普遍選用0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)。加熱設備，灶具--即熱水器，開水器，煤氣灶等則多選用0Cr17(Ti)，低C,N0Cr17MoTi等。廚房機械，即洗碗機等，0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)則是通用的牌號。廚房器具中鍋，碗，瓢，勺等既要求有不銹性，又要求易沖壓成型，一般中低檔可選用0Cr13，0Cr17(Ti)等，而高檔則多選用0Cr19Ni9(或0Cr18Ni11Ti)。目前社會上流行所謂不銹鋼和不銹鐵，前者指18-8型的無磁（或弱磁）的Cr-Ni奧氏體不銹鋼，而后者則指Cr13和Cr17型具有鐵磁性的馬氏體和鐵素體不銹鋼。人們在選用不銹鋼制家用器具時，多用有無磁性來鑒別它們不銹性（或耐蝕性）的優(yōu)劣。實際上這是一種對不銹鋼的誤解。普通的家用不銹鋼器具只要選擇合理并正確使用，即使有磁性的馬氏體，鐵素體不銹鋼同樣可滿足要求，且價格便宜。反之，即使選用無磁性的18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼也會發(fā)生腐蝕。值得提出，對于刀，叉，匙等用具，由于有一定的硬度要求，1Cr13和2Cr13,3Cr13作為餐具專用不銹鋼已得到國內(nèi)外的大量應用。當然，有些高檔的刀，叉，匙等也常常選用18-8型Cr-Ni不銹鋼。對于要求鋒利度好的不銹鋼刀具，4Cr13,3Cr13Mo和6Cr13Mo等受到了用戶的歡迎。需要指出，為了使不銹鋼制的醫(yī)療器械，廚房設備和器具以及家庭用具能長期使用并保持光亮，不銹，在可能條件下盡量使它們處于干燥狀態(tài)。例如使用，清洗后立即擦干后再放置，并避免與酸堿性物質(zhì)長期接觸是非常重要的。

　　在水電站的建設中，含泥沙的河水沖刷是不可避免的，超低碳馬氏體不銹鋼，例如00Cr13Ni4Mo，00Cr13Ni5Mo等獲得了較好的應用。  在海水中，就一般腐蝕而言，不銹鋼的腐蝕率并不高，但常用不銹鋼在海水中的主要破壞形式是點蝕，縫隙腐蝕和應力腐蝕，而且常常受到海水中的含氧量，氯離子濃度，海水與材料的相對流速，海水的污染情況，溫度以及海生物等因素的直接影響。一般來說，在室溫（30?C)以下，可選用含Mo2~4%的0Cr17Ni12Mo2和0Cr19Ni13Mo3等不銹鋼；對于40~50?C以下的海水，一般含Mo2~3%的不銹鋼已處于臨界狀態(tài)，稍有不慎，便可出現(xiàn)點蝕，縫隙腐蝕等破壞。因此必須選用高Cr,Mo的奧氏體不銹鋼，如00Cr18Ni16Mo5(N)，00Cr20Ni25Mo4.5Cu(N)，00Cr25Ni25Mo5N，00Cr20Ni18Mo6CuN，00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN；雙相不銹鋼00Cr25Ni7Mo3N，00Cr25Ni7Mo3WCuN；鐵素體不銹鋼00Cr26Mo1，00Cr25Ni4Mo4Ti，00Cr29Mo4Ni2，00Cr30Mo2等。當選用不銹鋼時，海水流速一般要求不小于1.5m/s。