不锈钢的结构和原理

不锈钢的结构和原理

﹝一﹞不锈钢并不是一个钢种名称，不锈钢的种类很多，目前大约有一百八十余种，这还不包括许多不锈钢厂自行开发的特殊不锈钢钢种。

不同的不锈钢，它的抗腐蚀性、机械强度、延展性、磁性及加工性等，都可能有相当大的差异。

﹝二﹞所有的不锈钢中，并没有任何一种可以应付所有的腐蚀环境而【不锈】的；然而，在一般大气环境下，大部分不锈钢是比碳钢更不易生锈的。

﹝三﹞钢【steel】的基本定义是：铁基材料可以利用热处理来变化其性能者。然而，仅有***数的不锈钢钢种，可以藉由热处理来改变其强度与材质结构。不锈的原理不锈钢之所以不易生锈，是因其含有铬，在钢表面上形成一层致密的氧化铬保护膜，厚度约10~50A﹝1A=10-8cm﹞。这薄薄的一层，却扮演着***罩铁布衫的功能，在一般的大气或有水的环境下，它可以防止腐蚀性的气体或液体向内侵蚀，进而保护内部的材质不受侵害；更神奇的是，如果这层保护层受到外界以机械式﹝如刮伤﹞或化学式的损伤，在一般大气下或有氧的环境下，就有自行修补的能力，以保护内部不被继续腐蚀。不锈钢的成分与种类不锈钢是由铁、铬、碳及众多不同元素所组成的合金，铁是主要成分元素，铬是***主要的合金元素。一般而言，铬含量至少要占11%才能称为不锈钢，因为如果铬含量不足，则不锈钢外表将无法形成那层致密的氧化铬保护膜，而失去防锈﹝腐蚀﹞的功能。若铬的含量足够，在常温大气中，是不会生锈的。

一般依其金相***可以分为五大类：

﹝一﹞奥斯田系不锈钢平时***常看到的304不锈钢即为此类，其标准成分是18%铬加8%镍，即一般所称的18-8不锈钢。此类不锈钢的特性为无磁性、无法藉由热处理方法来改变其金相***结构、加工性佳，又因含合金元素--镍，所以抗蚀性优于只含铬﹝不含镍﹞的另两类不锈钢。300系不锈钢主要的用途有：一般民生用途如厨房餐具、建材、***卫生器材、食品加工用材、交通工具、化工设备及管件、机械设备及零件。在一般人的心目中，所谓的不锈钢就是指300系不锈钢等﹝尤其是指304不锈钢﹞。

﹝二﹞麻田散系不锈钢这类不锈钢的代表性钢种为410，其化学成分含13%铬、0.15%以下的碳及少量的其他元素合金。原料价格较便宜，具有磁性、可经由热处理硬化、增加强度。但因不含镍，其抗腐蚀性劣于一般的304不锈钢，故只能用于轻度腐蚀环境。一般用途有轴承、***用具及刀具等。

﹝三﹞肥粒系不锈钢这类不锈钢的代表性钢种为430，其标准化学成份为16~18%铬，含碳量低。此类不锈钢具有磁性，若我们所看见的不锈钢板片可被磁铁吸附住，很有可能便属于此类不锈钢。因不含镍而价格较廉，典型用途有厨房用具、织网及饰品等。

﹝四﹞析出硬化型不锈钢美国钢铁协会AISI编号为600系不锈钢。这类不锈钢除了含铬与镍之外，还含有析出硬化的元素如铜、铝与钛，使材料硬化、强度升高。这类不锈钢的典型用途为：阀件、马达轴心、石化设备及高尔夫球头等。

﹝五﹞双相不锈钢这类不锈钢的典型钢种为2205，即22%铬和5%镍。这类钢种的特性是：强度佳﹝远优于304﹞耐蚀性亦佳，因此常用于石化业管线、压力容器及心轴等。

不锈钢的优点

﹝一﹞耐蚀性佳

﹝二﹞美观

﹝三﹞卫生：不锈钢表面可以杜绝***的滋生，对于食品加工、贮存而言，可将食物***或污染【甚至***】的机率降至***低。不锈钢易于清洗且不易附着的特性，使得不锈钢特别适用于***、厨房、食品加工储存等设备。

﹝四﹞耐久性：以美国纽约市的克莱斯勒摩天大楼为例，建立于1930年，其外表采用了302不锈钢，经历七十个年头，仍完好如新。

﹝五﹞耐高温及耐火性

﹝六﹞良好的加工性

﹝七﹞良好的机械性质：1995年日本阪神***中，在大阪所有的建筑物几乎都倒塌了，然而有一以不锈钢建构的二层房屋，毫发无伤地屹立不摇。

﹝八﹞绿色产品：不锈钢产品是100%可以再回收利用，即使是使用到使用寿命终结，仍有剩余价值。