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专业知识篇 不锈钢的分类及概念 1.1 不锈钢的分类 1.1.1 按钢的金相组织，可分为奥氏体型不锈钢、奥氏体-铁素体型不锈钢、铁素体型不锈钢、马氏体型不锈钢和沉淀硬化不锈钢五大类。这是最常见的分类方法。 1.1.2 按合金元素，可分为鉻系不锈钢、鉻镍系不锈钢、鉻镍钼系不锈钢、鉻锰镍（氮）系不锈钢，以及低碳不锈钢、超低碳不锈钢和高纯不锈钢等。 1.1.3 按不锈钢主要节约元素，可以分为节镍型不锈钢、无镍型不锈钢、节鉻型不锈钢等。 1.1.4按用途，可分为耐硝酸、耐硫酸、抗点腐蚀、抗磨蚀、抗应力、低温、无磁、高强度、易切削不锈钢等。 1.2 不锈钢的概念 1.2.1 不锈钢从化学成分上讲，是一种以铁和碳为基础的多合金元素的高合金钢。不锈钢从物理、化学性能上讲，是一种特殊钢。 1.2.2 日本工业标准，鉻含量约大于11%；德国DIN标准和欧洲标准EN10020规定，鉻含量不小于10.5%，碳含量不大于1.2%。我国一般将不锈钢的鉻含量定为不小于11.5%。 1.2.3 不锈钢不是绝对不生锈、不被腐蚀，而是生锈量，被腐蚀量少；生锈和被腐蚀的过程较慢，甚至根本察觉不到。因此说，不锈钢具有相对的含义，而不是绝对的。不锈钢的共同点是在空气及弱腐蚀介质中能抵抗腐蚀性——即不易生锈。由于这些钢具有不易生锈的特点，所以人民统称它们为不锈钢。 2 不锈钢的腐蚀形态 2.1 不锈钢的耐腐蚀方式简介 腐蚀形态示图 (a)全面腐蚀（均匀腐蚀） （b）点腐蚀 （c）晶间腐蚀 （d）剥蚀 （e）点偶腐蚀 (f)缝隙腐蚀 （g）应力腐蚀 （h）疲劳腐蚀 2.2 应力腐蚀开裂（SCC） 应力腐蚀开裂是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于裂纹的扩展而产生失效的一种形式。 2.3 点腐蚀 点腐蚀也称为小孔腐蚀，是电化学腐蚀的一种形式，是不锈钢常见的局部腐蚀的一种。 2.4 晶间腐蚀 不锈钢的晶粒间界腐蚀是一种沿着或紧挨着晶界发生的腐蚀。 2.5 缝隙腐蚀 在电解液中由于不锈钢与金属非金属极小的缝隙，形成了浓差电池而在缝隙内或附近产生的局部腐蚀称之为缝隙腐蚀。 2.6 点偶腐蚀 点偶腐蚀是由两种或两种以上的金属连接引起的腐蚀。 3 不锈钢的成分特点 形成不锈钢的性能和组织，主要是由各种元素决定的。对不锈钢的性能和组织影响最大的元素有：碳、鉻、镍、锰、氮、钛、铌、钼、铜、铝、硅、钒、鎢、硼等十多种。 3.1 鉻——构成不锈钢的基本元素 3.1.1 鉻是决定不锈钢耐腐蚀性能的最基本元素。在氧化性介质中，鉻能使钢的表面很快形成一层腐蚀介质不能透过和不溶解的富鉻的氧化膜Cr2O3，这层氧化膜很致密，并与金属基体结合得很牢固，保护钢免受外界介质进一步氧化侵蚀； 3.1.2 鉻还能有效地提高钢的电极电位。当含鉻量不低于12.5%（摩尔分数）即11.7%（质量分数）时，可使钢的电极电位发生突变，由负电位升到正的电极电位，使铁的电极电位由-0.56V跃增至+0.2V，从而使钢有效地抵抗空气、水蒸气和稀硫酸的腐蚀，提高了钢的耐蚀性。 3.1.3 鉻的含量越高，钢的耐蚀性越好。当含鉻量达到25%，37.5%（摩尔分数）时，会发生第二次和第三次的突变，使钢具有更高的耐腐蚀性能。 3.2 镍——单独不能构成不锈钢。低碳镍钢要获得纯奥氏体组织，含镍量需达24%；要使钢在某些介质中的耐腐蚀性能显著改变，含镍量需在27%以上。所以，镍不能单独构成不锈钢。 3.2.1 镍是扩大奥氏体区的元素，但镍的作用只有与鉻配合时才会发挥出来。 3.2.2 高鉻不锈钢加镍可使组织发生明显的变化，如Cr17钢加入2%镍以后，会使单一的铁素体组织过渡到两相状态，可以部分地接受淬火强化，获得很高的力学性能。 3.2.3 将高鉻不锈钢的镍提高到8%时，钢的马氏体转变点(M8)可降至室温以下，使在常温具有奥氏体组织，这就是广泛应用的18-8鉻镍奥氏体不锈钢，这类钢除了对非氧化性介质（如：稀硫酸、盐酸、磷酸等）具有高的耐蚀性能以外，还具有许多良好的性能，如冷变形及焊接性能，高的冲击韧性等。 3.3 锰和氮——可代替鉻镍不锈钢中的镍 3.3.1 锰和氮在不锈钢中有与镍相仿的作用。锰的稳定奥氏体作用为镍的1/2，即2%的锰可代替1%的镍，而氮的作用比镍大40倍左右，因而锰和氮可代替镍获得单一的奥氏体组织。 3.3.2 锰含量2%以下对不锈钢的性能不产生重大影响。但过高的锰会使含鉻低的不锈钢耐蚀性降低。同时，高猛奥氏体钢不易加工。因此，在不锈钢中不单独使用锰，只用部分代替镍。 3.3.3在低碳高鉻（C2%,Cr14%-15%）的情况下仅以锰代镍不能获得纯奥氏体组织，因此发展了以锰和氮同时加入以代镍的钢种，以氮代镍的比例约为1：40，一般认为可用