不鏽鋼產品為什麼很難生鏽呢?
這得益於不鏽鋼中主要合金元素鉻(Cr)。在不鏽鋼表面的Cr易與大氣中的氧生成Cr2O3的緻密鈍態氧化膜,將大氣中的水氣及氧阻絕在外,保護基材不繼續受氧化影響而腐蝕,即使材料本身受到外力或化學方式破壞表面,Cr2O3也能迅速再生成。不鏽鋼成分中除了鉻,還含有錳、鎳、鉬等合金元素,這些合金元素會對不鏽鋼有什麼影響呢?
不鏽鋼中合金元素的作用
鐵(Fe)
是不鏽鋼的基本金屬元素。
鉻(Cr)
是主要鐵素體形成元素,鉻與氧結合能生成耐腐蝕的Cr2O3鈍化膜,是不鏽鋼保持耐蝕性的基本元素之一,鉻含量增加可提高鋼的鈍化膜修復能力,一般不鏽鋼中的鉻含量必須在12%以上。
鎳(Ni)
是主要奧氏體形成元素,能減緩鋼的腐蝕現象及在加熱時晶粒的長大。
鉬(Mo)
是碳化物形成元素,所形成的碳化物極為穩定,能阻止奧氏體加熱時的晶粒長大,減小鋼的過熱敏感性,另外鉬元素能使鈍化膜更緻密牢固,從而有效提高不鏽鋼的耐Cl-腐蝕性。
鈮、鈦(Nb、Ti)
是強碳化物形成元素,能提高鋼的耐晶間腐蝕能力。但碳化鈦對不鏽鋼的表面質量有不利影響,因此在表面要求較高的不鏽鋼中一般透過新增鈮來改善效能。
錳(Mn)
提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工效能。錳含量達到11-14%的鋼有較高的耐磨性,可用於球磨機襯板等,較高的錳會降低抗腐蝕能力。
不鏽鋼中碳、氮、矽、磷、硫的作用
碳(C)
是強奧氏體形成元素,可顯著提高鋼的強度,另外碳對耐腐蝕性也有不利的影響。
氮(N)
是強奧氏體形成元素,可顯著提高鋼的強度。但是對不鏽鋼的時效開裂影響較大,因此在衝壓用途的不鏽鋼中要嚴格控制氮含量。
磷、硫(P、S)
是不鏽鋼中的有害元素,對不鏽鋼的耐腐蝕性和衝壓性都會產生不利影響。
矽(Si)
可顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和拉伸強度,廣泛用於彈簧鋼。此外在鍊鋼過程中矽還作為還原劑與脫氧劑。
在生產、貿易及使用等環節中,人們對於不鏽鋼產品關注較多的是不鏽鋼牌號。不同牌號,不鏽鋼化學成分的種類或含量有所不同。這樣,就可以透過儀器分析手段確定不鏽鋼的成分及其比例後,對照分析結果和相應材料材質或牌號的標準要求,從而判斷被檢不鏽鋼是不是某個牌號的不鏽鋼了。例如304不鏽鋼(國標牌號為06Cr19Ni10),其化學成分為 C(0。08%),Si(1。00%),Mn(2。00%),P(0。045%)、S(0。030%)、Ni(8。00%~11。00%)、Cr(18。00%~20。00%)等。實驗室用於分析不鏽鋼材質或判斷不鏽鋼牌號的儀器或方法有原子吸收光譜法、傳統化學滴定分析法、碳硫分析儀、ICP-OES、X射線熒光光譜儀等。