不锈钢与碳钢

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1、不锈钢不锈钢（Stainless Steel ）指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和 酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢。实际应用 中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的 钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介 质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所 含的合金元素。不锈钢基本合金元素还有镍、相、钛、铌、铜、氮等， 以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。不锈钢容易被氯离子腐 蚀，因为铬、镍、氯是同位元素，同位元素（？）会进行互换同化从 而形成不锈钢的腐蚀。不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，大多数不锈钢的含碳量 均较

2、低，最大不超过1.2%，有些钢的Wc （含碳量）甚至低于0.03% （如00Cr12 *不锈钢中的主要合金元素是Cr，只有当Cr含量达到 一定值时，钢才有耐蚀性。因此，不锈钢一般Cr含量至少为10.5%。 不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥 氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分 分为：铬、铬镍、铬锰氮等不锈钢。不锈钢是靠其表面形成的一层极薄而又坚固细密的稳定的富铬 氧化膜（防护膜）。防止氧原子继续渗入继续氧化,而获得抗锈蚀能力。 一旦有某种原因，这种薄膜受到不断的破坏，空气或液体中的

3、氧原子 就会不断地析离出来，形成疏松的氧化铁，金属表面也就受到不断的 锈蚀。不锈钢材料出现生锈现象，可能有以下几个原因：使用环境中 存在氯离子；没有经过固溶处理；天生的晶间腐蚀。钢的编号和表示方法：用国际化学元素符号和该国的符号来表 示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量，如：中国、俄国12CrNi3 ； 用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：美国、日本、300系、 400系、200系；用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。国内编号规则：采用元素符号；用途、汉语拼音，平炉钢： P、沸腾钢：F、镇静钢：B、甲类钢：A、T8 ：特8、GCr15 ：滚 珠等；合金钢、弹簧钢，如：20CrMnTi

4、60SiMn、（用万分之几表 示C含量）；不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如： 1Cr18Ni9 千分之一（即 0.1%C）;不锈 CM0.08% 如 0Cr18Ni9 ,超 低碳。M0.03%；超低碳 CM0.03% 如 00Cr17Ni13Mo。美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。如某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、304、316以及310为标记。SUS304 对应 0Cr18Ni9 ,SUS304L 对应 00Cr19Ni10,SUS316对应 0Cr17Ni12Mo2 , SUS316L 对应 00Cr17Ni14Mo2。不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏

5、体型的钢板的综合性能最好， 既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广 泛采用的原因之一。奥氏体不锈钢没有磁性，一般加入18%的铬并 含有一定的镍，以增加抗腐蚀性。铁素体具有磁性，铬元素是其主要 的含量，比例为17%，这种材料具有很好的抗氧化性。304不锈钢一般水中氯离子不超过25mg/L。碳钢碳钢主要指碳的质量分数小于2.11% ,而不含有特意加入的合金 元素的钢铁碳合金，也称普碳钢或碳素钢。碳钢除含碳外一般还含有 少量的硅、锰、硫、磷。一般碳钢中含碳量较高则硬度越大，强度也 越高，但塑性较低。分类方法有：碳素结构钢按照钢材屈服强度分为5个牌号：Q195、 Q215、Q23

6、5、Q255、Q275，按脱氧方法可分为沸腾钢（F）、镇 静钢（Z X半镇静钢（b）和特殊镇静钢（TZ）;按含碳量可以把碳 钢分为低碳钢（WC 0.6% ）;按钢的质量（含磷、硫量）可以把碳素钢分为普通 碳素钢、优质碳素钢和高级优质钢和特级优质钢；还有冶炼方法分类 的。通常在含锰高的钢的牌号后附加标记“Mn,如15Mn、20Mn以 区别于正常含锰量的碳素钢。牌号为Q235-A-F，表示os=235MPa, Q是屈服强度，A质量 等级（有ABCD四级），F沸腾钢；T12钢表示Wc=1.2%的碳素工 具钢。各种元素对碳钢的质量影响因素：（1 ）锰，约为0.25%0.80% , 固溶强化，清除FeO

7、，降低钢的脆性。与硫合成MnS，可以减轻硫 的有害作用，有益。（2）硅，约为0.10%0.40%，固溶强化；除FeO 对钢质量的不良影响，有益。（3 ）硫，FeS与Fe形成低熔点共晶体 （熔点为9851）, 10001250OC热加工导致钢变脆而开裂，“热脆”， 有害。（4 ）磷，强度、硬度提高，塑性和韧性降低，“冷脆”，有害。不锈钢与碳钢接触，自然状态下，不锈钢的电位比碳钢更正，碳 钢会成为阳极，被腐蚀掉。当然，如果碳钢面积比不锈钢大，就是大 阳极，问题不大。不锈钢面积大的话，碳钢也要腐蚀。还有铁离子污 染是铁离子在不锈钢表面会置换Cr和Ni。有一个渗碳说法，不锈 钢C少 碳钢多，C会从多的

8、地方到低的地方。所以，不锈钢和碳钢 都要腐蚀。低碳钢和低合金钢在热浓的氢氧化钠溶液中应力腐蚀破裂 属于阳极溶解型。氨的储存和运输大部分用碳钢或低合金钢制压力容器。近年来国内外多次发 生液氨储罐破裂爆炸事故，事故分析表明，很多是由于应力腐蚀造成的。另外， 对未发生事故的液氨球罐进行检查，相继发现了程度不同的数量很多的裂纹，这 些裂纹大都分布在长期处于液面下部的南极板与下温带组焊的周向焊缝上。一般情况下，无水液氨只对钢产生很轻微的均匀腐蚀。但液氨储罐在充装、 排料及检修过程中，容易受空气的污染，空气中的氧和二氧化碳则促进氨对钢的 腐蚀，反应中的氨基甲酸氨对碳钢有强烈的腐蚀作用，使钢材表面的钝化膜产生 破裂，并在此产生阳极型腐蚀。由于焊缝处残余应力较高，所以应力腐蚀严重。干燥的CO2气体本身没有腐蚀性。CO2较易溶解在水中，二氧化碳溶于水 后对部分金属材料有极强的腐蚀性，由此而引起的材料破坏统称CO2腐蚀。