如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹一項水處理***知識——解析不銹鋼。

一、導讀

所有金屬都和大氣中的氧氣進行反應，在表面形成氧化膜。在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續(xù)進行氧化，使銹蝕不斷擴大，形成孔洞。實際應用中，常將耐腐蝕的鋼稱為不銹鋼，不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。

二、綜述

不銹鋼（Stainless Steel）是不銹耐酸鋼的簡稱，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼；而將耐化學腐蝕介質(zhì)（酸、堿、鹽等化學浸蝕）腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。

由于兩者在化學成分上的差異而使它們的耐蝕性不同，普通不銹鋼一般不耐化學介質(zhì)腐蝕，而耐酸鋼則一般均具有不銹性。“不銹鋼”一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應用領域具有良好的性能。成功的關鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。和建筑構(gòu)造應用領域有關的鋼種通常只有六種。它們都含有17～22%的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。

不銹鋼指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)和酸、堿、鹽等化學浸蝕性介質(zhì)腐蝕的鋼，又稱不銹耐酸鋼。實際應用中，常將耐弱腐蝕介質(zhì)腐蝕的鋼稱為不銹鋼，而將耐化學介質(zhì)腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異，前者不耐化學介質(zhì)腐蝕，而后者則一般均具有不銹性。不銹鋼的耐蝕性取決于鋼中所含的合金元素。

三、歷史起源

不銹鋼的發(fā)明和使用要追溯到世界大戰(zhàn)時期。英國科學家亨利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委托，研究武器的改進工作。那時，士兵用的槍膛極易磨損，布雷爾利想發(fā)明一種不易磨損的合金鋼。

布雷爾利發(fā)明的不銹鋼于1916年取得英國專利權(quán)并開始大量生產(chǎn)，至此，從垃圾堆中偶然發(fā)現(xiàn)的不銹鋼便風靡世界，亨利·布雷爾利也被譽為“不銹鋼之父”。世界大戰(zhàn)時，英國在戰(zhàn)場上的槍，總是因槍膛磨損不能使用而運回后方。***生產(chǎn)部門命令布雷爾利研制耐磨合金鋼，專門研究解決槍膛的磨損問題。布雷爾利和其助手搜集了國內(nèi)外生產(chǎn)的各種型號的鋼材，各種不同性質(zhì)的合金鋼，在各種不同性質(zhì)的機械上進行性能實驗，然后選擇出較為適用的鋼材制成槍枝。一天，他們實驗了一種含大量鉻的國產(chǎn)合金鋼，經(jīng)耐磨實驗后，查明這種合金并不耐磨，說明這不能使用，于是，他們記錄下實驗結(jié)果，往墻角一扔了事。幾個月后的一天，一位助手拿著一塊锃光瓦亮的鋼材興沖沖跑來對布雷爾利說：“先生，這是我在清理倉庫時發(fā)現(xiàn)的毛拉先生送來的合金鋼，您是否實驗一下，看它到底有什么特殊作用！”“好！”布雷爾利看著光亮耀眼的鋼材，高興地說。

實驗結(jié)果證明：它是一塊不怕酸、堿、鹽的不銹鋼。這種不銹鋼是德國的毛拉在1912年發(fā)明的，然而，毛拉卻并不知道這種不銹鋼有什么用途。

布雷爾利心里盤算道：“這種不耐磨卻耐腐蝕的鋼材，不能制槍枝，是否可以做餐具呢？”他說干就干，動手制作了不銹鋼的水果刀、叉、勺、果盤等。

四、主要類型

不銹鋼常按組織狀態(tài)分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼、奧氏體-鐵素體（雙相）不銹鋼及沉淀硬化不銹鋼等。另外，可按成分分為：鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。還有用于壓力容器用的專用不銹鋼《GB24511_2009_承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶》。

1、鐵素體不銹鋼

含鉻15%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼，屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結(jié)構(gòu)及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數(shù)小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。

2、奧氏體不銹鋼

含鉻大于18%，還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質(zhì)腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的Wc<0.08%，鋼號中標記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態(tài)。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性、耐蝕性能和無磁或弱磁性，在氧化性和還原性介質(zhì)中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等，另外還可用作不銹鋼鐘表飾品的主體材料。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷或風冷，以獲得單相奧氏體組織。

3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼

兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點，并具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數(shù)高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。

4、沉淀硬化不銹鋼

基體為奧氏體或馬氏體組織，沉淀硬化不銹鋼的常用牌號有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通過沉淀硬化（又稱時效硬化）處理使其硬（強）化的不銹鋼。

5、馬氏體不銹鋼

強度高，但塑性和可焊性較差。馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。鍛造、沖壓后需退火。

6、承壓設備用不銹鋼鋼板及鋼帶

壓力容器專用不銹鋼，其分類和代號、尺寸、外形及允許偏差、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、包裝、標志及產(chǎn)品質(zhì)量證明書等有明確要求。常用牌號有06Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2數(shù)字代號為：S30408、S31603等。主要用于食品機械、制藥機械等衛(wèi)生級設備。

五、主要特性

1、焊接性

產(chǎn)品用途的不同對焊接性能的要求也各不相同。一類餐具對焊接性能一般不做要求，甚至包括部分鍋類企業(yè)。但是絕大多數(shù)產(chǎn)品都需要原料焊接性能好，像二類餐具、保溫杯、鋼管、熱水器、飲水機等。

2、耐腐蝕性

絕大多數(shù)不銹鋼制品要求耐腐蝕性能好，像一、二類餐具、廚具、熱水器、飲水機等，有些國外商人對產(chǎn)品還做耐腐蝕性能試驗：用NACL水溶液加溫到沸騰，一段時間后倒掉溶液，洗凈烘干，稱重量損失，來確定受腐蝕程度（注意：產(chǎn)品拋光時，因砂布或砂紙中含有Fe的成分，會導致測試時表面出現(xiàn)銹斑）

3、拋光性能

當今社會不銹鋼制品在生產(chǎn)時一般都經(jīng)過拋光這一工序，只有少數(shù)制品如熱水器、飲水機內(nèi)膽等不需要拋光。因此這就要求原料的拋光性能很好。

影響拋光性能的因素主要有以下幾點：

（1）原料表面缺陷。如劃傷、麻點、過酸洗等。

（2）原料材質(zhì)問題。硬度太低，拋光時就不易拋亮（BQ性不好），而且硬度太低，在深拉伸時表面易出現(xiàn)桔皮現(xiàn)象，從而影響BQ性。硬度高的BQ性相對就好。

（3）經(jīng)過深拉伸的制品，變形的區(qū)域表面也會出小的黑點和RIDGING，從而影響BQ性。

4、耐熱性能

耐熱性能是指高溫下不銹鋼仍能保持其優(yōu)良的物理機械性能。

碳的影響：碳在奧氏體不銹鋼中是強烈形成并穩(wěn)。定奧氏體且擴大奧氏體區(qū)的元素。碳形成奧氏體的能力約為鎳的30倍，碳是一種間隙元素，通過固溶強化可顯著提高奧氏體不銹鋼的強度。碳還可提高奧氏體不銹鋼在高濃氯化物（如42%MgCl2沸騰溶液）中的耐應力耐腐蝕的性能。

但是，在奧氏體不銹鋼中，碳常常被視為有害元素，這主要是由于在不銹鋼的耐蝕用途中的一些條件下（比如焊接或經(jīng)450~850℃加熱），碳可與鋼中的鉻形成高鉻的Cr23C6型碳化合物從而導致局部鉻的貧化，使鋼的耐蝕性特別是耐晶間腐蝕性能下降。因此。60年代以來新發(fā)展的鉻鎳奧氏體不銹鋼大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的，可以知道隨著碳含量降低，鋼的晶間腐蝕敏感性降低，當碳含量低于0.02%才具有明顯的效果，一些實驗還指出，碳還會增大鉻奧氏體不銹鋼的點腐蝕分傾向。由于碳的有害作用，不僅在奧氏體不銹鋼冶煉過程中應按要求控制盡量低的碳含量，而且在隨后的熱、冷加工和熱處理等過程中也在防止不銹鋼表面增碳，避免鉻的碳化物析出。

5、耐腐蝕性

當鋼中鉻量原子數(shù)量不低于12.5%時，可使鋼的電極電位發(fā)生突變，由負電位升到正的電極電位。阻止電化學腐蝕。

五、結(jié)構(gòu)成分

不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低，因此，大多數(shù)不銹鋼的含碳量均較低，不超過1.2%，有些鋼的ωc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。不銹鋼中的主要合金元素是Cr（鉻），只有當Cr含量達到限定值時，鋼材有耐蝕性。因此，不銹鋼一般Cr（鉻）含量至少為10.5%。不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。

六、制作材料

各產(chǎn)品由于用途的不同，其加工工藝和原料的品質(zhì)要求也不同。一般來說不銹鋼制品的不同，其要求原料厚度公差也各不相同，象二類餐具和保溫杯等，厚度公差一般要求較高，為-3~5%，而一類餐具厚度公差一般要求-5%，鋼管類要求-10%，賓館用冷柜用材厚度公差要求為-8%，經(jīng)銷商對厚度公差的要求一般在-4%~6%間。同時產(chǎn)品內(nèi)外銷的不同也會導致客戶對原料厚度公差要求的不同。一般出口產(chǎn)品客戶的厚度公差要求較高，而內(nèi)銷企業(yè)對厚度公差要求相對較低（大多出于成本方面考慮），部分客戶甚至要求-15%。

1、DDQ（deep drawing quality）材：是指用于深拉（沖）用途的材料，也就是大家所說的的軟料，這種材料的主要特點是延伸率較高（≧53%），硬度較低（≦170%），內(nèi)部晶粒等級在7.0~8.0之間，深沖性能好。許多生產(chǎn)保溫瓶、鍋類的企業(yè)，其產(chǎn)品的加工比一般都比較高，它們的加工比分別達3.0、1.96、2.13、1.98。SUS304DDQ用材主要就是用于這些要求較高加工比的產(chǎn)品，當然加工比超過2.0的產(chǎn)品一般都需經(jīng)過幾道次的拉伸才能完成。如果原料延伸方面達不到的話，在加工深拉制品時產(chǎn)品極易產(chǎn)生裂紋、拉穿的現(xiàn)象，影響成品合格率，當然也就加大了廠家的成本；

2、一般材：主要用于除了DDQ用途外的材料，這種材料的特點是延伸率相對較低（≧45%），而硬度相對較高（≦180HB），內(nèi)部晶粒度等級在8.0~9.0間，與DDQ用材比較，它的深沖性能相對稍差，它主要用于不需伸拉就能得到的制品，象一類餐具的勺、匙、叉、電器用具、鋼管用途等。但它與DDQ材相比有一個優(yōu)點，就是BQ性相對較好，這主要是由于它的硬度稍高的緣故。

不銹鋼薄板是一種價格不高的材料，但是客戶對它的表面質(zhì)量要求非常高。不銹薄板在生產(chǎn)過程中不可避免會出現(xiàn)各種缺陷，如劃傷、麻點、沙孔、暗線、折痕、污染等，從而其表面質(zhì)量，象劃傷、折痕等這些缺陷是材不允許出現(xiàn)的，而麻點、沙孔這種缺陷在勺、匙、叉、制作時也是決不允許的，因為拋光時很難拋掉它。需要根據(jù)表面各種缺陷出現(xiàn)的程度和頻率，來確定其表質(zhì)量等級，從而來確定產(chǎn)品等級。

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