不锈钢,又称为不锈耐酸钢,是由不锈钢和耐酸钢两部分组成的特殊合金。简而言之,能够抵御大气腐蚀的钢材被称为不锈钢,而能抵御化学介质腐蚀的则是耐酸钢。通常,含铬量(Wcr)大于12%的钢材便具备了不锈钢的特点。
不锈钢可根据其热处理后的显微组织分为多个类型,这些类型包括铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢及沉淀碳化不锈钢。
在不锈钢设备的制作过程中,表面可能出现各种损伤和缺陷,包括粉尘、浮铁粉、焊接飞溅、油脂、残余粘合剂等。这些问题通常被忽视,其实它们对不锈钢的氧化保护膜造成潜在危害。一旦保护膜被损坏或减薄,它下面的不锈钢就会开始腐蚀。
值得注意的是,腐蚀并不总是遍及整个表面,通常会集中在缺陷处或周围。这种局部腐蚀往往表现为点蚀或缝隙腐蚀,这两种腐蚀形式将朝着深度和广度发展。
在讨论不锈钢的力学性质时,奥氏体型不锈钢的综合性能最佳,既具备足够的强度,又有优良的塑性,并且硬度适中。这也是它们广泛应用的原因之一。奥氏体不锈钢在低温下的抗拉强度、屈服强度和硬度均随温度降低而提高,而其塑性则随温度降低而减小。此外,奥氏体不锈钢在低温下可以保持良好的塑性和韧性。
谈及不锈钢的耐热性能,指的是其在高温下的抗氧化能力和足够的强度。碳元素在奥氏体不锈钢中的作用十分显著,它能够增强奥氏体的形成并稳定其结构。虽然碳可以提高不锈钢在高浓度氯化物环境下的耐应力腐蚀性能,但其过高的含量会导致钢中的铬形成高铬碳化物,从而降低钢的耐蚀性。
铬作为奥氏体不锈钢中最重要的合金元素,赋予了不锈钢良好的耐蚀性和不锈性。铬促使钢材表面形成钝化层,保持稳定的钝态。铬含量的增高会缩小奥氏体区域,而合金中的合理镍含量有助于稳定单一的奥氏体组织。相对适宜的铬镍配比,如18Cr-8Ni型合金,是获得理想性能的不二选择。
总之,通过控制不锈钢的合金成分并优化其热处理工艺,可以有效提升其机械性能和耐蚀性,确保其在各种环境下的可靠性与耐久性。