不锈钢,又称不锈耐酸钢,是由不锈钢与耐酸钢两部分构成的合金材料。简单来说,能够抵抗大气腐蚀的钢材称为不锈钢,而具有抵抗化学介质腐蚀能力的则被称为耐酸钢。通常情况下,含铬量Wcr超过12%的钢才能被归类为不锈钢。根据热处理后的显微组织,不锈钢可以分为铁素体不锈钢、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等类型。
在不锈钢设备的制作过程中,表面可能会出现各种损伤和缺陷。这些缺陷包括:粉尘、浮铁粉、热回火色、锈斑、焊接缺陷、油脂残留等。这些表面物质如果得不到重视,会对不锈钢的氧化保护膜造成潜在威胁。一旦保护膜受到破坏,不锈钢则会开始腐蚀,通常在缺陷处或其周围会出现局部腐蚀现象,而这可能导致点蚀或缝隙腐蚀的发生。
不锈钢的力学性能非常优秀,尤其是奥氏体型不锈钢,其综合性能最佳。它不仅具有足够的强度,还展现出极好的塑性。奥氏体型不锈钢在温度降低时,通常抗拉强度和屈服强度会提高,而塑性则有所降低,且在低温下能够保持良好的冲击韧性,而没有明显的脆性转变温度。
不锈钢的耐热性能是评价其高温下抗氧化能力和气体介质腐蚀能力的重要指标。碳作为一种间隙元素,能够显著提高奥氏体不锈钢的强度,同时改善其在高浓度氯化物环境下的耐应力腐蚀性能。然而,高含量的碳在某些条件下会与铬结合,形成高铬的Cr23C6型碳化合物,使钢的耐腐蚀性能下降。因此,近年来出现的低碳型合金(例如碳含量小于0.02%的超低碳不锈钢)极大地改善了其耐晶间腐蚀性能。
铬是奥氏体不锈钢中最重要的合金元素,其主要作用是促进钢材的钝化过程,增强其耐腐蚀性。当铬含量增加时,会缩小奥氏体区,导致铁素体的形成。研究表明,在铬镍奥氏体不锈钢中,若碳含量为0.1%且铬含量为18%,则所需的镍含量最低可达约8%。因而,18Cr-8Ni型不锈钢成为了应用广泛的标准配比。
总结来说,不锈钢作为一种具有优良性能的合金材料,其制作与使用过程中需要极其重视其表面处理和化学成分的控制,以确保不锈钢的耐蚀性和力学性能能够得以发挥。通过合理的合金配比和热处理工艺,我们可以充分发挥不锈钢的优势,满足各类工业应用的需求。