不銹鋼
不銹鋼
耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、堿、鹽等化學腐蝕介質的鋼。也稱為不銹耐酸鋼。在實際應用中，耐弱腐蝕介質的鋼通常稱為不銹鋼，而耐化學介質的鋼稱為耐酸鋼。因為化學成分的不同，前者不壹定耐化學介質的腐蝕，後者壹般不銹。不銹鋼的耐腐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。鉻是使不銹鋼耐腐蝕的基本元素。當鋼中鉻含量達到12%左右時，鉻與腐蝕介質中的氧反應，在鋼表面形成壹層薄的氧化膜(自鈍化膜)，可阻止鋼基體的進壹步腐蝕。除了鉻，常用的合金元素還有鎳、鉬、鈦、鈮、銅、氮等。以滿足各種用途對不銹鋼組織和性能的要求。不銹鋼通常按基體結構分為:①鐵素體不銹鋼。鉻12% ~ 30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨鉻含量的增加而增加，其抗氯化物應力腐蝕性能優於其他種類的不銹鋼。②奧氏體不銹鋼。它含有超過18%的鉻，約8%的鎳和少量元素如鉬、鈦和氮。綜合性能好，耐各種介質腐蝕。③奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。它具有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點，並且是超塑性的。④馬氏體不銹鋼。強度高，但塑性和可焊性差。
不銹鋼是壹種具有60年歷史的現代材料。
自本世紀初不銹鋼發明以來，不銹鋼將現代材料的形象與建築應用上的優秀口碑結合在壹起，令其競爭對手艷羨不已。
只要鋼種選擇正確，加工得當，保養得當，不銹鋼是不會被腐蝕、點蝕、生銹、磨損的。不銹鋼也是最堅固的建築金屬材料之壹。因為不銹鋼具有良好的耐腐蝕性，可以永久保持工程設計的完整性。含鉻不銹鋼還兼具機械強度和高延展性，易於制造，滿足建築師和結構設計師的需求。
在建築、建築和結構行業，不銹鋼成功的關鍵在於其良好的耐腐蝕性。
不銹鋼品牌分組
200系列-鉻鎳錳奧氏體不銹鋼
300系列-鉻鎳奧氏體不銹鋼
型號301-延展性好，用於成型制品。它也可以通過機械加工快速硬化。良好的可焊性。耐磨性和疲勞強度優於304不銹鋼。
302型——耐腐蝕性與304相同，由於含碳量相對較高，強度更好。
303型-添加少量硫和磷，比304型更容易切割。
型號304-通用型號；即18/8不銹鋼。GB品牌為0Cr18Ni9。
型號309-比304具有更好的耐溫性。
型號316——僅次於304，用途第二廣的鋼材主要用於食品工業和手術器械。添加鉬使其獲得特殊的耐腐蝕結構。因為比304具有更好的抗氯化物腐蝕性能，所以也被用作“船用鋼”。SS316通常用於核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常滿足此應用級別。[1]
型號321——性能與304相似，只是由於添加了鈦，降低了焊接腐蝕的風險。
400系列-鐵素體和馬氏體不銹鋼
型號408-耐熱性好，抗腐蝕性弱，11%鉻，8%鎳。
409型——最便宜的型號(英美)，通常用作汽車排氣管，屬於鐵素體不銹鋼(鉻鋼)。
型號410-馬氏體(高強度鉻鋼)耐磨性好，耐腐蝕性差。
型號416—添加硫磺可改善材料的加工性能。
420型——“葉片級”馬氏體鋼，類似布氏高鉻鋼，最早的不銹鋼。也用於手術刀，可以做得很亮。
型號430-鐵素體不銹鋼，用於裝飾，如汽車配件。成型性好，但耐溫性和耐腐蝕性差。
440型——高強度切削工具鋼，含碳量略高，經過適當的熱處理可以獲得較高的屈服強度，硬度可達58HRC，屬於最硬的不銹鋼之壹。最常見的應用例子是“剃須刀片”。常用的型號有三種:440A、440B、440C、440F(易加工)。
500系列-耐熱鉻合金鋼。
600系列-馬氏體沈澱硬化不銹鋼。
型號630-最常用的沈澱硬化不銹鋼型號，通常也稱為17-4；17%鉻，4%鎳.
不銹鋼為什麽耐腐蝕？
所有的金屬都會與大氣中的氧氣發生反應，在表面形成壹層氧化膜。不幸的是，在普通碳鋼上形成的氧化鐵繼續被氧化，使得腐蝕擴大，最終形成孔洞。可以用油漆或抗氧化金屬(如鋅、鎳、鉻)進行電鍍來保證碳鋼的表面，但眾所周知，這種保護只是壹層膜。如果保護層被破壞，下面的鋼鐵就會開始生銹。
不銹鋼的耐蝕性取決於鉻，但因為鉻是鋼的成分之壹，所以保護方法也不壹樣。
當鉻含量達到10.5%時，鋼的耐大氣腐蝕性能顯著提高，但當鉻含量更高時，耐腐蝕性仍有提高，但不明顯。原因在於，當鋼與鉻形成合金時，表面氧化物的類型發生變化，類似於純鉻金屬上形成的氧化物。這種緊密附著的富鉻氧化物保護表面不被進壹步氧化。這種氧化層極薄，透過它可以看到鋼鐵表面的自然光澤，使不銹鋼具有獨特的表面。而且，如果表層受損，暴露在外的鋼鐵表面會與大氣發生反應進行自我修復，重新形成這種“鈍化膜”，繼續發揮保護作用。
所以所有的不銹鋼都有壹個相同的特征，就是鉻含量在10.5%以上。
不銹鋼的類型
“不銹鋼”這個詞不僅僅是指壹種不銹鋼，而是指100多種工業用不銹鋼，每壹種開發出來的不銹鋼在其特定的應用領域都有著良好的性能。成功的關鍵是先搞清楚目的，再確定正確的鋼號。有關不銹鋼的更多詳情，請參考NiDI編制的“不銹鋼指南”軟盤。
好在建築結構應用領域相關的鋼材通常只有6種。都含有17 ~ 22%的鉻，較好的鋼還含有鎳。添加鉬可以進壹步提高大氣腐蝕性，尤其是對含氯大氣的耐腐蝕性。
耐大氣腐蝕
經驗表明，不同地區的大氣腐蝕程度不同。為了便於說明，建議將地區分為四類，即農村地區、城市、工業區和沿海地區。
農村基本是無汙染地區。這個地區人口密度低，只有無汙染的工業。
這個城市是壹個典型的住宅區、商業區和輕工業區，這裏有光汙染，如交通汙染。
工業區是重工業造成空氣汙染的地區。汙染可能是由燃油形成的氣體造成的，如硫和氮的氧化物，或化工廠或加工廠釋放的其他氣體。空氣中的懸浮顆粒，如鋼鐵生產過程中產生的粉塵或氧化鐵沈澱，也會加劇腐蝕。
沿海地區通常指離海壹英裏以內的地區。然而，海洋大氣可以擴散到內陸，尤其是在島上。盛行風來自海洋，氣候惡劣。比如英國的天氣情況就是這樣，所以整個國家都屬於沿海地區。如果風中夾雜著海霧，特別是因為蒸發造成的鹽分沈積堆積，再加上雨水少，不經常被雨水沖走，沿海地區的條件就更不利了。如果有工業汙染，腐蝕性更強。
美國、英國、法國、意大利、瑞典和澳大利亞的研究確定了這些區域對各種不銹鋼耐大氣腐蝕性能的影響。NiIDI出版的《建築師簡介》中對相關內容進行了簡要介紹。本書中的表格可以幫助設計師為不同領域選擇最具成本效益的不銹鋼。
做出選擇時，確定是否仍有影響現場環境使用的本地因素是很重要的。例如，當在工廠煙囪下、空調排氣擋板附近或廢料場附近使用不銹鋼時，會出現異常情況。
維護和清潔
像其他暴露在大氣中的材料壹樣，不銹鋼也會變臟。未來的講座將分析影響維護和清潔成本的設計因素。但是雨洗、手洗和表面臟還是有關系的。
雨水沖刷的效果是通過將相同的板條直接放置在大氣中和棚子中來確定的。手工清洗的效果是通過每六個月用海綿蘸肥皂水手工擦洗每個板條的右側來確定的。結果表明，與放置在棚內和未沖洗的地方相比，用雨水沖洗和人工擦洗去除表面的灰塵和沈積物對表面狀況有良好的效果。此外，還發現表面加工條件也有影響，表面光滑的板條比表面粗糙的板條好。
所以洗的間隔受很多因素影響，主要影響因素是要求的審美標準。雖然很多不銹鋼幕墻只是在清洗玻璃的時候才清洗，但壹般來說，用於外墻的不銹鋼壹年清洗兩次。
典型用途
大部分使用要求是長期保持建築原貌。在確定要選擇的不銹鋼類型時，主要考慮的是所需的美學標準、當地大氣的腐蝕性以及要采用的清潔系統。
然而，越來越多的其他應用僅尋求結構完整性或不滲透性。例如工業建築的屋頂和側墻。在這些應用中，業主的施工成本可能比美觀更重要，表面不是很幹凈。
在幹燥的室內環境下使用430不銹鋼的效果相當不錯。但是，在農村和城市，如果妳想在戶外保持它的外觀，妳需要經常清洗它。在汙染嚴重的工業區和沿海地區，表面會非常臟，甚至生銹。但是為了獲得戶外環境中的美觀效果，必須使用含鎳不銹鋼。因此，304不銹鋼廣泛應用於幕墻、側墻、屋頂等建築用途，但在腐蝕性嚴重的工業或海洋大氣中，最好使用316不銹鋼。
現在，人們已經充分認識到在結構應用中使用不銹鋼的優勢。壹些設計標準包括304和316不銹鋼。因為“雙相”不銹鋼2205結合了良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度和彈性極限強度，它也被包括在歐洲標準中。
產品形狀
事實上，不銹鋼是按照全標準的金屬形狀和尺寸制造的，還有許多特殊的形狀。最常用的產品是薄板和帶鋼，特殊產品也是中厚板，例如熱軋結構鋼和擠壓結構鋼。還有圓形、橢圓形、方形、矩形和六邊形的焊接或無縫鋼管以及其他形式的產品，包括型材、棒材、線材和鑄件。
表面特性
正如後面將要提到的，為了滿足建築師的美學要求，已經開發了許多不同的商業表面處理。例如，表面可以是高反射性的或暗淡的；可以是光滑的、拋光的或壓花的；可在不銹鋼表面著色、上色、電鍍或蝕刻圖案，以滿足設計師對外觀的各種要求。
很容易保持表面狀態。灰塵只有偶爾清洗才能去除。由於其良好的耐腐蝕性，塗鴉汙染或類似的其他表面汙染也可以很容易地清除。
設計
60多年來，建築師壹直選擇不銹鋼來建造具有成本效益的永久性建築。許多現存的建築充分說明了這壹選擇的正確性。有些很有觀賞性，比如紐約的克萊斯勒大廈。但在很多其他應用中，不銹鋼的作用並不那麽引人註目，但它對建築的美觀和性能有著重要的作用。比如，由於不銹鋼比同等厚度的其他金屬材料更耐磨、抗壓，所以在人流量大的地方修建人行道時，是設計師的首選。
70多年來，不銹鋼壹直被用作建造新建築和修復歷史遺跡的結構材料。早期的設計是根據基本原理計算的。如今的設計規範，如ANSI/ASCE-8-90《冷彎不銹鋼結構件設計規範》和NiDI與Euro Inox聯合出版的《結構不銹鋼設計手冊》等，簡化了結構件的設計，使用壽命長，整體性好。
未來前景
因為不銹鋼有很多建築材料所要求的理想性能，所以在金屬中可以說是獨壹無二的，而且發展還在繼續。為了提高不銹鋼在傳統應用中的性能，對現有類型進行了改進，並正在開發新的不銹鋼，以滿足先進建築應用的嚴格要求。由於生產效率和質量的不斷提高，不銹鋼成為建築師選擇的最具性價比的材料之壹。
不銹鋼集性能、外觀和使用特性於壹身，因此它仍將是世界上最好的建築材料之壹。
不銹鋼的鑒定方法
鋼的編號和表示
(1)用國際化學元素符號和國家符號表示化學成分，用阿拉伯字母表示成分含量；
如:中俄12CrNi3A。
(2)用固定位數表示鋼的系列或編號；如:美國、日本、300系列、400系列、200系列；
(3)用拉丁字母和順序組成序號，序號只表示用途。
中國的編號規則
(1)使用元素符號
②用途，漢語拼音，平爐鋼:P，沸騰鋼:F，鎮靜鋼:B，A級鋼:A，T8: Te8，
GCr15:球
◆組合鋼和彈簧鋼，如20CrMnTi 60SiMn，(C含量以萬分之幾表示)。
◆不銹鋼和合金工具鋼(C含量以千分之壹表示)，如:1Cr18Ni9千分之壹(即
0.1%C)，不銹C≤0.08%，如0Cr18Ni9，超低碳C≤0.03%，如0Cr17Ni13Mo。
國際不銹鋼標記方法
美國鋼鐵協會使用三個數字來表示可鍛不銹鋼的各種標準等級。其中包括:
①奧氏體不銹鋼標有200和300系列號，
②鐵素體和馬氏體不銹鋼用400系列號表示。比如壹些比較常見的奧氏體不銹鋼。
標有201，304，316，310。
③鐵素體不銹鋼標註430、446，馬氏體不銹鋼標註410、420、440C。
記住，雙相(奧氏體-鐵素體)，
④不銹鋼、沈澱硬化不銹鋼和含鐵量小於50%的高合金通常以專利名稱或商標命名。
4).標準的分類和分級
4-1評級:
①國家標準GB
②行業標準YB
③地方標準
④企業標準Q/CB
4-2分類:
①產品標準
②包裝標準
③方法標準
④基本標準
4-3標準等級(分為三個等級):
Y級:國際先進水平。
I類:國際平均水平。
H類:國內先進水平。
4-4國家標準
GB1220-84不銹鋼棒(壹級)
GB4241-84不銹鋼焊接盤(H級)
GB4356-84不銹鋼焊接圓盤花園(壹級)
GB1270-80不銹鋼管(壹級)
GB12771-91不銹鋼焊管(Y級)
GB3280-84不銹鋼冷板(壹級)
GB4237-84不銹鋼熱板(壹級)
GB4239-91不銹鋼冷軋帶鋼(壹級)
不銹鋼
不銹耐酸鋼簡稱不銹鋼，由不銹鋼和耐酸鋼組成。簡而言之，能抗大氣腐蝕的鋼叫不銹鋼，能抗化學介質腐蝕的鋼叫耐酸鋼。壹般來說，Wcr大於12%的鋼具有不銹鋼的特征。根據熱處理後的顯微組織，不銹鋼可分為五大類:鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、奧氏體-鐵素體不銹鋼和沈澱碳化不銹鋼。
不銹鋼設備在制造過程中，會有性能損傷、缺陷和壹些影響表面的物質，如灰塵、浮鐵粉或嵌鐵、熱回火色等氧化層、銹斑、打磨毛刺、焊接引弧痕跡、焊接飛濺物、焊劑、焊接缺陷、油脂、殘留的膠粘劑和油漆、粉筆和記號筆痕跡等。大部分都是因為忽視了它們的危害性，所以不重視，不做好。然而，它們對氧化保護膜有潛在的危害。壹旦保護膜被破壞、變薄或其他方式的改變，下面的不銹鋼就會開始腐蝕。腐蝕壹般不是遍及整個表面，而是在缺陷處或周圍。這種局部全腐蝕通常會是點蝕或縫隙腐蝕，這兩種腐蝕會向深度和廣度發展，而大部分表面不會被腐蝕。先說這些問題的各種原因。
清洗不銹鋼表面損傷和夾帶的異物
1，灰塵
生產往往是在多塵的地方進行，空氣中往往會有很多灰塵，不停地落在設備表面。它們可以用水或堿性溶液去除。但是，粘附性汙垢需要高壓水或蒸汽來清洗。
2、漂浮鐵粉或嵌鐵
在任何表面上，遊離鐵都會生銹並腐蝕不銹鋼。因此，必須將其刪除。漂浮粉末通常可以與灰塵壹起去除。有的附著力強，必須做嵌鐵處理。除了灰塵之外，還有許多表面鐵的來源，包括用普通碳鋼鋼絲刷清潔、用以前在普通碳鋼、低合金鋼或鑄鐵件上使用的沙子、玻璃珠或其他磨料噴丸，或在不銹鋼零件和設備附近研磨前述非不銹鋼產品。如果在卸料或吊裝過程中沒有對不銹鋼進行保護，鋼絲繩、吊具和工作臺上的鐵件很容易嵌入或弄臟表面。
訂單要求和生產後檢查可以預防和發現遊離鐵的存在。ASTM標準A380[3]規定了檢查不銹鋼表面鐵或鋼顆粒的生銹試驗方法。當要求不得有鐵時，應使用該試驗方法。如果結果令人滿意，用幹凈的純水或硝酸清洗表面，直到深藍色完全消失。
正如標準A380[3]所指出的，如果銹蝕試驗溶液不能完全清除，則不建議在設備的技術表面，即用於生產人類消費品的直接接觸面上采用這種試驗方法。壹個比較簡單的測試方法是，在水中暴露12~24小時，檢查是否有銹斑。這種測試不靈敏且耗時。這些是測試，不是清潔方法。如果發現了鐵，就必須用後面描述的化學和電化學方法進行清理。
3、劃痕
為了防止工藝潤滑劑或產品和/或灰塵的積聚，必須用機械方法清潔刮痕和其他粗糙表面。
4.熱回火顏色和其他氧化層
如果不銹鋼在焊接或打磨過程中在空氣中加熱到壹定的高溫，焊縫兩側、下表面和焊縫底部會出現氧化鉻熱回火色。熱回火顏色比氧化物保護膜薄，明顯可見。顏色視厚薄而定，可以是彩虹色、藍色、紫色到淡黃色、棕色。較厚的氧化物壹般是黑色的。是長時間呆在高溫或高海拔環境下造成的。當任何壹種氧化層出現時，金屬表面的鉻含量都會降低，從而降低這些區域的耐腐蝕性。在這種情況下，不僅要消除熱回火色和其他氧化層，而且要清除其下面的貧鉻金屬層。
5.銹斑
不銹鋼產品或設備在生產前或生產過程中有時會出現銹跡，表明表面受到嚴重汙染。設備投入使用前必須除銹，徹底清潔後的表面應進行鐵試驗和/或水試驗檢查。
6、粗磨和機加工
打磨和機加工都會造成表面粗糙，留下溝槽、重疊、毛刺等缺陷。每壹個缺陷也可能對金屬表面造成壹定深度的損傷，使得損傷的金屬表面無法通過酸洗、電拋光或噴丸處理來清洗。粗糙表面可能是腐蝕和沈積產物的發源地，不允許在重新焊接前使用粗磨清理焊縫缺陷或去除多余的焊縫鋼筋。在後壹種情況下，應使用細磨料研磨。
7、焊接電弧斑點
當焊機在金屬表面打弧時，會造成表面粗糙缺陷。保護膜受損，留下了潛在的腐蝕源。焊工應在焊道上或焊接接頭的側面引弧。然後引弧痕跡被熔化到焊縫中。
8、焊接飛濺
焊接飛濺與焊接工藝有很大關系。例如，GTAM(氣體保護鎢極電弧焊)或TIG(惰性氣體保護鎢極電弧焊)沒有飛濺。然而，當使用GMAW(氣體保護金屬極電弧焊)和FCAW(藥芯焊絲電弧焊)時，如果焊接參數使用不當，會造成大量的飛濺。出現這種情況時，必須調整參數。如果要解決焊接飛濺問題，應在焊接前在接頭的每壹側塗上防濺劑，這樣可以消除飛濺物的附著。焊接後，防濺劑和各種飛濺物可以很容易地清除，不會損壞表面或造成輕微損壞。
9、通量
使用焊劑的焊接工藝包括手工焊、帶焊劑芯的電弧焊和埋弧焊。這些焊接過程會在表面留下細小的焊劑顆粒，用普通的清洗方法無法清除。這種顆粒將成為縫隙腐蝕的腐蝕源，必須通過機械清洗去除這些殘留的焊劑。
10，焊接缺陷
咬邊、未焊透、密集氣孔和裂紋等焊接缺陷不僅降低了接頭的牢固性，而且成為縫隙腐蝕的腐蝕源。為了改善這壹結果，在進行清潔操作時，它們還會攜帶固體顆粒。這些缺陷可以通過重新焊接或打磨後重新焊接來修復。
11，油和油脂
油、油脂甚至指紋等有機物都會成為局部腐蝕的腐蝕源。因為這些物質可以起到屏障作用，會影響化學和電化學清洗效果，所以必須徹底清理幹凈。TM A380有壹個簡單的防水測試來檢測有機汙染物。測試時，水從垂直表面的頂部註入，在向下流動的過程中，水將沿著有機物的外圍分離。助焊劑和/或酸性化學清洗劑可以去除油汙和油脂。
12，殘留粘合膠
當膠帶和保護紙被撕掉時，壹部分粘合劑總是殘留在不銹鋼表面上。如果膠不硬，可以用有機溶劑去除。然而，當暴露於光和/或空氣中時，粘合劑變硬，形成縫隙腐蝕的腐蝕源。然後需要用細磨料進行機械清洗。
13，顏料，粉筆和記號筆打印
這些汙染物的影響類似於石油和油脂。建議使用幹凈的刷子和清水或堿性清洗劑進行清洗，或者使用高壓水或蒸汽進行清洗。