不锈钢是一门很深的学问,但掌握一些基础知识对于选购和使用都大有裨益。以下是关于不锈钢的一些基础知识。
一、什么是不锈钢?
不锈钢(Stainless Steel)的根本特性是耐锈蚀。它的“不锈”并非绝对不生锈,而是相对普通碳钢而言极具高的抗腐蚀性。
这得益于其内部添加的关键合金元素——铬(Cr)。通常,当钢中的铬含量达到10.5% 以上时,铬就会与大气中的氧气反应,在钢的表面形成一层极薄、致密且坚固的富铬氧化膜(钝化膜)。这层膜可以防止内部的铁基体进一步与氧和水接触,从而实现“不锈”的效果。如果这层膜被机械或化学方式破坏,新的膜又会自行形成。
二、 不锈钢的主要分类(按金相组织)
这是不锈钢最重要、最核心的分类方式,直接决定了其性能和应用。主要分为五类:
1. 奥氏体不锈钢 (Austenitic)
* 特点:这是最常见、用量最大的一类(约占70%)。无磁性(冷加工后可能会有轻微磁性),耐腐蚀性优良,韧性和可塑性好,焊接性好。但强度、硬度较低。
* 常见牌号:
* 304 (0Cr18Ni9):“食品级不锈钢”,最常见的通用型钢。用于厨具、餐具、水槽、家电、建筑装饰、医疗器械等。对一般性有机和无机化学品有良好抵抗力,但不耐氯化物(如盐水)腐蚀。
* 316 (0Cr17Ni12Mo2):“船用级不锈钢”。在304的基础上加入了钼(Mo),显著提高了对氯化物(如海水、盐水)的耐点蚀能力。用于船舶、化工、沿海建筑、手术器械等要求更高的环境。
* 系列号:200系列(如201, 202)和300系列(如304, 316)都属于奥氏体。
2. 铁素体不锈钢 (Ferritic)
* 特点:有磁性,含铬不含镍(或含量极少),耐氯化物应力腐蚀性能优于奥氏体。但成型性和焊接性较差,韧性也不如奥氏体。成本通常低于奥氏体钢。
* 常见牌号:
* 430 (1Cr17):常用的铁素体不锈钢,耐腐蚀性尚可,常用于家电(如洗衣机内筒)、建筑装饰、汽车排气管等。
* 系列号:400系列的一部分。
3. 马氏体不锈钢 (Martensitic)
* 特点:有磁性,可以通过热处理(淬火、回火)来大幅提高其强度、硬度和耐磨性。但耐腐蚀性相对较差(低于奥氏体和铁素体),焊接性也不好。
* 常见牌号:
* 410 (1Cr13):用于力学性能要求较高、耐腐蚀性要求一般的零件,如刀具、轴承、阀门、涡轮叶片等。
* 系列号:400系列的一部分(如410, 420, 440C)。
4. 双相不锈钢 (Duplex)
* 特点:微观组织是奥氏体和铁素体各约占50%的混合结构。它兼具了奥氏体的高韧性和铁素体的高强度,耐氯化物应力腐蚀开裂的能力非常突出。强度是普通奥氏体不锈钢的2倍。
* 应用:主要用于化学、石化和海洋工业等苛刻环境,如海底管道、化工容器。
* 常见牌号:2205 (S31803)。
5. 沉淀硬化不锈钢 (Precipitation-Hardening)
* 特点:可以通过一种特殊的“沉淀硬化”热处理工艺获得非常高的强度,同时保持足够的韧性和耐腐蚀性。
* 应用:用于航空航天、核工业等领域需要极高强度/重量比的高端零部件。
* 常见牌号:17-4PH (0Cr17Ni4Cu4Nb)。
三、 常见牌号与“食品级”概念
* 304不锈钢:是符合国家食品安全标准的钢材,因此被称为“食品级”。但请注意,“食品级”不仅要求材质是304,还对铅、铬、镍等重金属的析出量有严格规定,且对接触食物的表面光滑度等加工工艺也有要求。
* 316不锈钢:是比304更高级的“食品级”和“医用级”不锈钢,因其更优异的抗腐蚀性,尤其适合接触酸性、碱性或盐分较高的食物和药品。
四、 为什么不锈钢也会生锈?
这是一个常见的误区。不锈钢在特定条件下也会生锈,主要原因有:
1. 表面附着物:钢铁粉末、灰尘、果汁、菜汤等污染物附着在表面,在潮湿空气中形成原电池,引发电化学腐蚀。
2. 划伤和刮擦:机械损伤破坏了表面的钝化膜,新膜未及时形成前,腐蚀就已发生。
3. 化学腐蚀:
* 氯离子(Cl⁻):是不锈钢的“天敌”。存在于食盐、海水、汗液、部分清洁剂中。氯离子能穿透钝化膜,导致点蚀(一个个的小坑)。
* 强酸、强碱:非奥氏体不锈钢或低质不锈钢在强酸强碱环境下会迅速腐蚀。
4. 材质问题:使用了不合格的(如201、202等)或根本不是不锈钢的材料(如不锈铁430冒充304)。
五、 日常选购与辨别小技巧
1. 看标识:正规产品上通常会打有钢印,如 “18-8″、”304″、”SUS304″、”316” 等。
2. 磁铁测试(仅供参考):
* 能牢牢吸住的:很可能是马氏体(如410)或铁素体(如430)不锈钢。这类钢耐腐蚀性较差,不适合做厨具。
* 吸不住或吸力微弱的:很可能是奥氏体(如304、316)。这是一个初步判断的线索,但不能仅凭此断定就是304,因为高锰低镍的201也基本没磁性。
* 注意:304冷加工后部分部位可能带微弱磁性。
3. 化学试剂测试:购买不锈钢检测液(如“Mo2”药水),滴在表面,通过变色时间和颜色来大致判断是304还是316,这种方法相对准确。
4. 购买渠道:从正规品牌和渠道购买,不要贪图便宜。