通俗地說,不銹鋼就是不容易生銹的鋼,實(shí)際上一部分不銹鋼,既有不銹性,又有耐酸性(耐蝕性)。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對(duì)的。試驗(yàn)表明,鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時(shí),鋼的耐蝕性發(fā)生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類,有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼;按主要化學(xué)成分分類,基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統(tǒng);按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等,按耐蝕類型分可分為耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等;按功能特點(diǎn)分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強(qiáng)度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn),所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中獲取得廣泛的應(yīng)用。
奧氏體不銹鋼:在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時(shí),具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性,但強(qiáng)度較低,不可能通過相變使之強(qiáng)化,僅能通過冷加工進(jìn)行強(qiáng)化。如加入S,Ca,Se,Te等元素,則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外,如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能,在各行各業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)用。
鐵素體不銹鋼:在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%,具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。這類鋼一般不含鎳,有時(shí)還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素,這類鋼具導(dǎo)熱系數(shù)大,膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn),多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點(diǎn),因而限制了它的應(yīng)用。爐外精煉技術(shù)(AOD或VOD)的應(yīng)用可使碳、氮等間隙元素大大降低,因此使這類鋼獲得廣泛應(yīng)用。
不銹鋼的物理性能主要用以下幾方面來表示:
?、?熱膨脹系數(shù):因溫度變化而引起物質(zhì)量度元素的變化。膨脹系數(shù)是膨脹-溫度曲線的斜率,瞬時(shí)膨脹系數(shù)是特定溫度下的斜率,兩個(gè)指定的溫度之間的平均斜率是平均熱膨脹系數(shù)。膨脹系數(shù)可以用體積或者是長(zhǎng)度表示,通常是用長(zhǎng)度表示。
?、?密度:物質(zhì)的密度是該物質(zhì)單位體積的質(zhì)量,單位是kg/m3或1b/in3。
?、?彈性模量:當(dāng)施加力于單位長(zhǎng)度棱住的兩端能引起物體在長(zhǎng)度上的單位變化時(shí),單位面積上所需的力稱為彈性模量。單位為1b/in3或N/m3。
?、?電阻率:在單位長(zhǎng)度立方體材料的兩對(duì)面之間測(cè)量的電阻,單位用Ω?m,μΩ?cm或(已廢的)Ω/(circular mil.ft)來表示。
⑤.磁導(dǎo)率:無量綱系數(shù),表示物質(zhì)易被磁化的程度,是磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度之比。
?、?熔化溫度范圍:確定合金開始凝固和凝固完了的溫度。
?、?比熱:?jiǎn)挝毁|(zhì)量的物質(zhì)溫度改變1度所需要的熱量。在英制和CGs制中二者比熱的數(shù)值相同,因?yàn)闊崃康膯挝?Biu或cal)取決于單位質(zhì)量的水升高1度聽需的熱量。國際單位制中比熱的數(shù)值與英制或CGS制是不同的,因?yàn)槟芰康膯挝?J)是按不同的定義定的。比熱的單位是Btu(1b?0F)及J/(kg?k)。
?、?熱導(dǎo)率:物質(zhì)導(dǎo)熱的速率的量度。在單位截面積物質(zhì)上建立單位長(zhǎng)度上的1度的溫度梯度時(shí),那么熱導(dǎo)率定義為單位時(shí)間傳導(dǎo)的熱量,熱導(dǎo)率的單位為Btu/(h?ft?0F)或w/(m?K)。
?、?熱擴(kuò)散率:是確定物質(zhì)內(nèi)部溫度前遷速率的一種性能,是熱導(dǎo)率對(duì)比熱和密度乘積的比值,熱擴(kuò)散率單位以Btu/(h?ft?0F)或w/(m?k)表示。