Application and analysis
不銹鋼設計應用與分析
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304
304 是一種通用性的不銹鋼，它廣泛地用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設備和機件。
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301
301 不銹鋼在形變時呈現出明顯的加工硬化現象，被用于要求較高強度的各種場合。
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302
302 不銹鋼實質上就 是含碳量更高的304不銹鋼的變種，通過冷軋可使其獲得較高的強度。
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302B
302B 是一種含硅量較高的不銹鋼，它具有較高的抗高溫氧化性能。
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303、303Se
303 和 303Se是分別含有硫和硒的易切削不銹鋼，用于主要要求易切削和表而光浩度高的場合。303Se不銹鋼也用于制作需要熱鐓的機件，因為在這類條件下，這種不銹鋼具有良好的可熱加工性
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304L
304L是碳含量較低的304不銹鋼的變種，用于需要焊接的場合。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少，而碳化物的析出可能導致不銹鋼在某些環境中產生晶間腐蝕（焊接侵蝕）。
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304N
304N 是一種含氮的不銹鋼，加氮是為了提高鋼的強度。
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305、384
305 和 384 不銹鋼含有較高的鎳，其加工硬化率低，適用于對冷成型性要求高的各種場合。
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308
308 不銹鋼用于制作焊條。
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309、310、314、330
309、310、314 及 330 不銹鋼的鎳、鉻含量都比較高，為的是提高鋼在高溫下的抗氧化性能和蠕變強度。而30S5和310S乃是309和310不銹鋼的變種，所不同者只是碳含量較低，為的是使焊縫附近所析出的碳化物減至最少。
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330
330 不銹鋼有著特別高的抗滲碳能力和抗熱震性．
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316、317
316 和 317 型不銹鋼含有鋁，因而在海洋和化學工業環境中的抗點腐蝕能力大大地優于304不銹鋼。其中，316型不銹鋼由變種包括低碳不銹鋼316L、含氮的高強度不銹鋼316N以及合硫量較高的易切削不銹鋼316F。
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321、347、348
321、347及348 是分別以鈦，鈮加鉭、鈮穩定化的不銹鋼，適宜作高溫下使用的焊接構件。348是一種適用于核動力工業的不銹鋼，對鉭和鉆的合量有著一定的限制。
通俗地說，不銹鋼就是不容易生銹的鋼，實際上一部分不銹鋼，既有不銹性，又有耐酸性（耐蝕性）。
不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜（鈍化膜）的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明，鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中，其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高，當鉻含量達到一定的百分比時，鋼的耐蝕性發生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。
不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結構分類，有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼；按主要化學成分分類，基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統；按用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等，按耐蝕類型分可分為耐點蝕不銹鋼、耐應力腐蝕不銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等；按功能特點分類又可分為無磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強度不銹鋼等等。由于不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點，所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建筑裝飾等行業中獲取得廣泛的應用。
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奧氏體不銹鋼
在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%時，具有穩定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性。此類鋼除耐氧化性酸介質腐蝕外，如果含有Mo、Cu等元素還能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業中獲得了廣泛的應用。
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鐵素體不銹鋼
在使用狀態下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%~30%，具有體心立方晶體結構。這類鋼一般不含鎳，有時還含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，這類鋼具導熱系數大，膨脹系數小、抗氧化性好、抗應力腐蝕優良等特點，多用于制造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點，因而限制了它的應用。爐外精煉技術（AOD或VOD）的應用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因此使這類鋼獲得廣泛應用。
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奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼
是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不銹鋼。
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馬氏體不銹鋼
通過熱處理可以調整其力學性能的不銹鋼，通俗地說，是一類可硬化的不銹鋼。典型牌號為Cr13型，如2Cr13 ,3Cr13 ,4Cr13等。粹火后硬度較高，不同回火溫度具有不同強韌性組合，主要用于蒸汽輪機葉片、餐具、外科手術器械。根據化學成分的差異，馬氏體不銹鋼可分為馬氏體鉻鋼和馬氏體鉻鎳鋼兩類。根據組織和強化機理的不同，還可分為馬氏體不銹鋼、馬氏體和半奧氏體（或半馬氏體）沉淀硬化不銹鋼以及馬氏體時效不銹鋼等。
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鉻鎳鉬不銹鋼
以鉻、鎳、鉬為主要合金元素的不銹鋼種。例如00Cr17Ni14Mo2、00Cr19Ni13Mo3、0Cr18Ni16Mo5等屬奧氏體不銹鋼,0Cr26Ni5Mo2屬奧氏體一鐵素體不銹鋼。鉻鎳鉬不銹鋼既耐氧化性介質腐蝕,又耐還原性介質腐蝕;既耐均勻腐 蝕,又耐局部腐蝕。鉻是不銹鋼獲得耐蝕性的基本元素。鉻對抗一般腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕很有利，對抗晶間腐蝕 和抗應力腐蝕有利;而鉬對抗一般腐蝕有利,對抗點蝕腐蝕和縫隙腐蝕極有利。鉻和鉬的配合使不銹鋼的耐蝕性能有極大的提高,鎳是改進不銹鋼韌性最有效的元素。世界上的鉻除用了電鍍外，大部分用于制造各種不銹鋼合金。起初僅將含鉻12.8%的鋼稱為不銹鋼，后來又將許多新元素加入，便產生了更好的性能。如鎳、鉬、鈦、鈮、硼、銅、釩及稀有元素等。現在不銹鋼已發展成為一個合金大家族，品種不下數百種。
不銹鋼的“不銹”也是相對的，在一定條件下也可能生銹，如奧氏體不銹鋼在400--850℃時有發生晶間腐蝕的傾向，在受拉應力和特寫腐蝕介質聯合作用下易發生應力腐蝕，而縫隙腐蝕也可能發生。但這此腐蝕可以采取措施避免。目前，不銹鋼仍然不失為合金鋼舞臺上的華麗主角。
在眾多的工業用途中，不銹鋼都能提供今人滿意的耐蝕性能。根據使用的經驗來看，除機械失效外，不銹鋼的腐蝕主要表現在：不銹鋼的一種嚴重的腐蝕形式是局部腐蝕（亦即應力腐蝕開裂、點腐蝕、晶間腐蝕、腐蝕疲勞以及縫隙腐蝕）。這些局部腐蝕所導致的失效事例幾乎占失效事例的一半以上。事實上，很多失效事故是可以通過合理的選材而予以避免的。
● 應力腐蝕開裂（SCC）：是指承受應力的合金在腐蝕性環境中由于烈紋的擴展而互生失效的一種通用術語。應力腐蝕開裂具有脆性斷口形貌，但它也可能發生于韌性高的材料中。發生應力腐蝕開裂的必要條件是要有拉應力（不論是殘余應力還是外加應力，或者兩者兼而有之）和特定的腐蝕介質存在。型紋的形成和擴展大致與拉應力方向垂直。這個導致應力腐蝕開裂的應力值，要比沒有腐蝕介質存在時材料斷裂所需要的應力值小得多。在微觀上，穿過晶粒的裂紋稱為穿晶裂紋，而沿晶界擴圖的裂紋稱為沿晶裂紋，當應力腐蝕開裂擴展至其一深度時（此處，承受載荷的材料斷面上的應力達到它在空氣中的斷裂應力），則材料就按正常的裂紋（在韌性材料中，通常是通過顯微缺陷的聚合）而斷開。因此，由于應力腐蝕開裂而失效的零件的斷面，將包含有應力腐蝕開裂的特征區域以及與已微缺陷的聚合相聯系的“韌窩”區域。
● 點腐蝕：是一種導致腐蝕的局部腐蝕形式。
● 晶間腐蝕：晶粒間界是結晶學取向不同的晶粒間紊亂錯合的界城，因而，它們是鋼中各種溶質元素偏析或金屬化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利區城。因此，在某些腐蝕介質中，晶粒間界可能先行被腐蝕乃是不足為奇的。這種類型的腐蝕被稱為晶間腐蝕，大多數的金屬和合金在特定的腐蝕介質中都可能呈現晶間腐蝕。
● 縫隙腐蝕：是局部腐蝕的一種形式，它可能發全于溶液停滯的縫隙之中或屏蔽的表面內。這樣的縫隙可以在金屬與金屬或金屬與非金屬的接合處形成，例如，在與鉚釘、螺栓、墊片、閥座、松動的表面沉積物以及海生物相接燭之處形成。
● 全面腐蝕：是用來描述在整個合金表面上以比較均勺的方式所發生的腐蝕現象的術語。當發生全面腐蝕時，村料由于腐蝕而逐漸變薄，甚至材料腐蝕失效。不銹鋼在強酸和強堿中可能呈現全面腐蝕。全面腐蝕所引起的失效問題并不怎么令人擔心，因為，這種腐蝕通常可以通過簡單的浸泡試驗或查閱腐蝕方面的文獻資料而預測它。
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