常说的304不锈钢是什么?
自人类开始利用钢铁材料以来,就一直存在防止钢铁材料生锈的难题。
1911-1912年,开发的不锈钢,至今已有100多年的历史。不锈钢是高合金的钢铁材料,含有多种合金元素。按照组织的不同,可将不锈钢分为奥氏体系、铁素体系、马氏体系、双相系和析出硬化系等多种类型。
不锈钢定义为Cr含量10.5%以上,C含量1.2% 以下。Cr含量定为10.5%是因为从Cr含量为10%起,合金表面生成的钝态膜稳定性增大,耐蚀性大幅度提高。所谓钝态膜是在Fe-Cr合金表面生成的钝态氧化物保护膜,是含结晶水的水合氢氧化铬(如CrOx(OH)3-2x·nH2O)主体的非晶质膜。随着Cr含量的增加,从结晶性尖晶石结构向非晶质结构变化,12%-19%Cr以上基本变为非晶质。厚度是约3nm,Cr含量越高的钢,膜越薄。钝态膜实际的结构尚不完全清楚。
按组织分类,不锈钢可以大致分为奥氏体(γ)系、铁素体(α)系、马氏体(α’)系、双相(α-γ)系和析出硬化系五种。为了提高不锈钢的耐蚀性和加工性,添加了Cr、Ni、Mo、Si、Mn、N、Cu、Ti、Nb和Al等多种合金元素。这些合金元素分为易生成铁素体相(α相)的元素和易生成奥氏体相(γ相)的元素。
标准大体规定是奥氏体系为300系,铁素体系和马氏体系为400系,双相系为320系,析出硬化系为630系,高Mn奥氏体系为200系等。还有分类为耐热钢的不锈钢(含Cr10%以上的钢种),钢种代号为SUH。耐热钢在组织上也分类为奥氏体系、铁素体系和马氏体系。
按组织分,不锈钢可分为奥氏体系、铁素体系、马氏体系、双相系和析出硬化系,由于这些组织的不同,钢种的性能也有很大差异。
奥氏体系不锈钢的加工性、焊接性和耐蚀性均优越,所以占世界不锈钢消费量约60%。奥氏体系不锈钢的代表钢种是SUS304(18Cr-8Ni-0.05C)。SUS304也是应用最广的不锈钢。晶体结构是FCC(面心立方),因为生成加工诱导马氏体,所以伸长率为约60%。在日常生活环境中,具有充分的耐蚀性,但为了进一步提高耐蚀性,大多添加Mo,最大的缺点是产生应力腐蚀裂纹。通过增减Ni含量等,可以控制加工诱导马氏体生成,也有SUS301(17Cr-7Ni)等兼顾高强度和高韧性的钢种。为了抑制焊接部位的晶间腐蚀,将C含量降低到约0.02%,开发了SUS304L。这就是我们常说的不锈钢304。
