劉靜

鉻的質(zhì)量分數(shù)大于12%的鋼，在空氣、水、蒸汽中能不受腐蝕和生銹的鋼稱為不銹鋼。不銹鋼實際上是不銹鋼和耐蝕鋼的總稱，不銹鋼的發(fā)明與使用，要追溯到第一次世界大戰(zhàn)時期。英國科學(xué)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，士兵用的步槍槍膛極易磨損，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(fēng)靡全球，亨利·布雷爾利也被譽為“不銹鋼之父。

不銹鋼的發(fā)明在冶金史上有著極其重要的意義，這不僅體現(xiàn)在一個新鋼種的誕生，而且更重要的是使鋼有了更廣泛的用途。盡管目前所使用的不銹鋼種類很多，但可以說這些鋼都是在20世紀初所發(fā)明的3種基本不銹鋼，即奧氏體型、馬氏體型和鐵素體型不銹鋼的上發(fā)展起來的，之后不銹鋼的研究開發(fā)有了更大的發(fā)展。30年代法國開發(fā)出了雙相不銹鋼；30年代中期美國研發(fā)了沉淀硬化型不銹鋼，形成了5種基本不銹鋼類型。后來又出現(xiàn)了節(jié)鎳型不銹鋼、高純鐵素體型不銹鋼、超低碳奧氏體型不銹鋼及馬氏體時效不銹鋼等多種適用于各種腐蝕環(huán)境的不銹鋼。

一、不銹鋼分類

不銹鋼按其金相組織可分為奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、雙相不銹鋼。

（一）奧氏體不銹鋼

奧氏體不銹鋼的室溫組織為奧氏體，它是在高鉻不銹鋼中加入適當?shù)逆嚩纬傻摹?/p>

奧氏體不銹鋼中含Cr約18%、Ni 8%～25%、C約0.1%時，才具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體不銹鋼是在Cr18Ni9鐵基合金基礎(chǔ)上，隨著用途的不同，發(fā)展了六大系列奧氏體不銹鋼。

奧氏體不銹鋼常用牌號：（1）1Cr17Mn6Ni15N；（2）1Cr18Mn8Ni5N；（3）1Cr18Ni9；（4）1Cr18Ni9Si3；（5）06Cr19Ni10；（6）00Cr19Ni10；（7）0Cr19Ni9N；（8）0Cr19Ni10NbN；（9）00Cr18Ni10N；（10）1Cr18Ni12；（11）0Cr23Ni13；（12）0Cr25Ni20；（13）0Cr17Ni12Mo2；（14）00Cr17Ni14Mo2；（15）0Cr17Ni12Mo2N；（16）00Cr17Ni13Mo2N；（17）1Cr18Ni12Mo2Ti；（18）0Cr18Ni12Mo2Ti；（19）1Cr18Ni12Mo3Ti；（20）0Cr18Ni12Mo3Ti；（21）0Cr18Ni12Mo2Cu2；（22）00Cr18Ni14Mo2Cu2；（23）0Cr19Ni13Mo3；（24）00Cr19Ni13Mo3；（25）0Cr18Ni16Mo5；（26）1Cr18Ni9Ti；（27）0Cr18Ni10Ti；（28）0Cr18Ni11Nb；（29）0Cr18Ni13Si4；

奧氏體不銹鋼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)。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(shè)備，如耐蝕容器及設(shè)備襯里、輸送管道、耐硝酸的設(shè)備零件等，另外還可用作裝飾品的主體材料。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(fēng)冷，以獲得單相奧氏體組織。

（二）鐵素體不銹鋼

鐵素體不銹鋼常用牌號：（1）1Cr17；（2）00Cr30Mo2；（3）00Cr17；（4）00Cr17；（5）1Cr17Mo；（6）00Cr27Mo；

鐵素體不銹鋼是在室溫狀態(tài)下組織以鐵素體為主的不銹鋼。含鉻量在11%～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(yīng)力腐蝕性能優(yōu)于其他種類不銹鋼，這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的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，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。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。也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。

二、不銹鋼的發(fā)展

我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展進步較晚，建國以來到改革開放前，我國不銹鋼的需求主要是以工業(yè)和國防尖端使用為主。改革開放后，國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，拉動了不銹鋼的需求。進入上世紀90年代后，我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)進入快速發(fā)展期，不銹鋼需求的增速遠高于全球水平。1990年以來，全球不銹鋼表觀消費量以年均6%的速度增長，而90年代的10年間，我國不銹鋼表觀消費量是世界年均增長率的2.9倍。進入21世紀，我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)高速增長。從不銹鋼應(yīng)用行業(yè)分析，汽車工業(yè)是當前發(fā)展最快的不銹鋼應(yīng)用領(lǐng)域。中國家電行業(yè)是不銹鋼應(yīng)用潛在的大市場。另外，不銹鋼在建筑業(yè)、環(huán)保工業(yè)、工業(yè)設(shè)施中的需求也逐年上升，具體來看。

汽車工業(yè)：采用高強度不銹鋼制造車體結(jié)構(gòu)可大大降低車輛自重，增強車體結(jié)構(gòu)的強度，用不銹鋼做車輛的面板與裝飾部件可減少維護成本。此外，不銹鋼還因具有抗氯離子腐蝕和耐熱的優(yōu)點而被由于汽車的排氣系統(tǒng)?，F(xiàn)在，日本、美國、瑞典等國已大量使用不銹鋼車輛。日本從80年代開始推廣，目前其不銹鋼火車車輛已達60%。轎車工業(yè)是不銹鋼應(yīng)用的開發(fā)重點。

建筑業(yè)：它是不銹鋼應(yīng)用最早的領(lǐng)域之一。在建筑裝飾方面，目前，不銹鋼主要用在高層建筑的外墻、室內(nèi)及外柱的包覆，扶手、地板、電梯壁板、門窗、幕墻等內(nèi)外裝飾及構(gòu)件。經(jīng)表面處理、著色、鍍層的不銹鋼板，解決了觸摸后易出現(xiàn)手印等問題，使不銹鋼的應(yīng)用范圍進一步擴大。

環(huán)保工業(yè)：工業(yè)廢氣、垃圾和污水處理裝置需采用不銹鋼制造。在煙氣脫硫過程中，為抵御二氧化硫及氯離子、鐵離子的腐蝕，在吸收塔、冷卻器、泵、閥門、煙道等處需要采用雙相不銹鋼及高牌號奧氏體不銹鋼。垃圾焚燒爐、廢水處理等設(shè)施都需要采用高性能不銹鋼材料制作。

工業(yè)設(shè)施：發(fā)達國家工業(yè)設(shè)施采用的不銹鋼比例一般可到15%-20%，目前國內(nèi)的應(yīng)用比例還很小?；?、石化、化纖、造紙、食品、醫(yī)藥、能源（核電、火電、燃料電池）等領(lǐng)域都需要不銹鋼。此外，現(xiàn)有進口設(shè)備已進入檢修期。隨著國產(chǎn)不銹鋼產(chǎn)品質(zhì)量的提高及特殊牌號產(chǎn)品的開發(fā)，今后國內(nèi)工業(yè)設(shè)施方面不銹鋼的應(yīng)用將會逐年增加。

家電業(yè)：在家電業(yè)，不銹鋼用量大的是自動洗衣機內(nèi)筒、熱水器內(nèi)膽、微波爐內(nèi)外殼體、冰箱內(nèi)襯，且多采用鐵素體不銹鋼。西歐家用電不銹鋼的比例較大，亞洲除日本接近歐洲水平外一般用得較少。1999年，日本家電業(yè)鐵素體、馬氏體類不銹鋼的消費量達到28%，奧氏體的占到12%。我國生產(chǎn)的微波爐、冰箱、空調(diào)、電視等已是世界上具有競爭力的出口產(chǎn)品，國內(nèi)家電行業(yè)是不銹鋼應(yīng)用的潛在大市。