不銹耐酸鋼
稱耐酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼為耐酸鋼。二者在合金化程度上有差異,不銹鋼不一定耐酸,而耐酸鋼則一般均有不銹性,因此習慣上將不銹耐酸鋼簡稱為不銹鋼。
用途種類
據工業上主要用途,不銹耐酸鋼分為不銹耐酸鋼分為不銹鋼和耐
不銹耐酸鋼
酸兩種。在空氣中能抵搞腐蝕的叫不銹鋼;在各種侵蝕性強烈的介質中能抵搞腐蝕作用的鋼叫耐酸鋼。不銹鋼并不一定耐酸,而耐酸鋼一般卻有良好的不銹性能。這類鋼主要含鉻、鎳等合金元素,有和還含有少量的鉬、釩、銅、錳、氮或其他元素。鉻含量有的高達25%左右(含鉻量在13%以下的鋼,只有在腐蝕不強烈的情況下才是耐蝕的),鎳含量高達20%左右。這類鋼主要用于制造化工設備、醫療器械、食品工業設備以及其他要求不銹的器件等。
歷史
不銹鋼的發明是冶金史上的一項重大成就。20世紀初,吉耶(L.B.Guillet)于1904~1906年和波特萬(A.M.Portevin)于1909~1911年在法國;吉森(W.Giesen)于1907~1909年在英國發現了鐵-鉻和鐵-鉻-鎳合金的耐腐蝕性能。蒙納爾茨(P.Monnartz)于1908~1911年在德國提出了不銹性和鈍化理論的許多觀點。工業用不銹鋼的:含Cr12~13%的馬氏體不銹鋼是布里爾利(H.Brearley)1912~1913年在英國;含Cr14~16%,C0.07~0.15%的鐵素體不銹鋼是丹齊曾 (C.Dantsizen)1911~1914年在美國;含C<1%,Cr15~40%,Ni<20%的奧氏體不銹鋼是毛雷爾 (E.Maurer)和施特勞斯(B.Strauss)1912~1914年在德國。在此基礎上隨后又發展了的“18-8”不銹鋼(C~0.1%,Cr~18%,Ni~8%)。在馬氏體、鐵素體和奧氏體三大類型不銹鋼相繼出現后,30年代又發明了奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。40年代至50年代,馬氏體和半奧氏體沉淀硬化不銹鋼和節約鎳的Cr-Mn-Ni-N等不銹鋼以及含碳量低于 0.03%的超低碳不銹鋼也開始生產。60年代以后又出現了馬氏體時效不銹鋼,TRIP(transformation inducedplasticity,見形變熱處理)不銹鋼和碳,氮總量低于150ppm的鐵素體不銹鋼。70年代末,世界不銹鋼年產量超過1000萬噸,一些不銹鋼產量約占其總鋼產量的1%左右。中國于1952年開始大量試制和生產不銹鋼,至70年代已有45個定型牌號。
合金元素的作用
不銹鋼重要的技術要求是耐蝕性,合適的力學性能,良好的冷、熱加工和焊接等工藝性能。鉻是不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素。當鋼中含鉻量達到12%左右時,鋼在氧化性介質中的耐蝕性發生突變性的上升。此時鋼的表面形成一層極薄而致密的鉻的氧化膜,阻止金屬基體被繼續侵蝕(見金屬腐蝕)。除鉻外,不銹鋼中還含其他元素,有些是作為主要成分加入的,有的則是殘留的雜質;其影響見下表。