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不锈钢的前世今生

不锈钢可以说是工程领域很特殊的一种材料，说它特殊，主要是不锈钢涉及到的应用领域比较广需求量也比较大，比如说水工业、建筑与结构业、环保工业、工业设施等。今天Lydia就来跟大家讲讲不锈钢的前世今生。

不锈钢的起源

不锈钢的发明和使用，要追溯到**次世界大战时期。英国科学家亨利·布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托，研究武器的改进工作。那时，士兵用的步枪枪膛极易磨损，布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。

布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产，至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球，亨利·布雷尔利也被誉为“不锈钢之父”。**次世界大战时，英国在战场上的枪支，总是因枪膛磨损不能使用而运回后方。

军工生产部门命令研制高强度耐磨合金钢的布雷尔利，专门研究解决枪膛的磨损问题。布雷尔利和其助手搜集了国内外生产的各种型号的钢材，各种不同性质的合金钢，在各种不同性质的机械上进行性能实验，然后选择出较为适用的钢材制成枪枝。

**，他们实验了一种含大量铬的国产合金钢，经耐磨实验后，查明这种合金并不耐磨，说明这不能制造枪支，于是，他们记录下实验结果，往墙角一扔了事。

几个月后的**，一位助手拿着一块锃光瓦亮的钢材兴冲冲跑来对布雷尔利说：“先生，这是我在清理仓库时发现的毛拉先生送来的合金钢，您是否实验一下，看它到底有什么特殊作用！”“好！”布雷尔利看着光亮耀眼的钢材，高兴地说。

实验结果证明：它是一块不怕酸、碱、盐的不锈钢。这种不锈钢是德国的毛拉在1912年发明的，然而，毛拉却并不知道这种不锈钢有什么用途。

布雷尔利心里盘算道：“这种不耐磨却耐腐蚀的钢材，不能制枪枝，是否可以做餐具呢？”他说干就干，动手制作了不锈钢的水果刀、叉、勺、果盘及折叠刀等。

如今不锈钢的应用领域越来越广，需求量也在不断的增加，那么接下来Lydia就来讲讲关于不锈钢的那些事。

首先来讲讲不锈钢的分类

不锈钢按主要化学组成分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。

1、铬系（400系）：指除铁外，钢中的主要合金元素是铬，即铬系不锈钢，相当于美国的AISI400系列，因此又称为400系不锈钢。代表钢号SUS430、SUS49L、SUS439

2、铬镍系或铬镍钼系（300系）：指除铁外，钢中的主要合金元素是铬、镍、钼，即铬镍系或铬镍钼系不锈钢，相当于美国AISI300系列，因此又称为300系不锈钢，代表钢号SUS304、SUS316L。

着重讲下304不锈钢吧！304不锈钢是一种通用性的不锈钢材料，防锈性能比200系列的不锈钢材料要强。耐高温方面也比较好，一般使用温度极限小于650℃。304不锈钢具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，在实验中得出：浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，304不锈钢具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。

304不锈钢的优点：

（1）环保卫生：杜绝了红水、蓝绿水、和隐患水问题，无异味，无有害物质析出保持水质纯净，无铅对人体健康无害。

（2）耐磨损：表面美观清洁光亮长久耐用无刮痕,永不生锈、永不断裂。 3.耐低温：厨房卫浴不锈钢水管、龙头角阀永不断裂。

（3）热膨胀性能和保温性能极好：不锈钢管具有热胀冷缩缓慢，保温性能好。

（4）权威认证：不锈钢金属元素的析出量比WHO和欧洲饮用水法令规定标准值的5%还要低。

3、铬锰氮系：指除铁外，钢中的主要合金元素是铬、锰、氮，相当于美国的AISI200系列。因此又称为200系不锈钢。

不锈钢按照压延后产品外形的不同，一般分为板材、长材和型材。

1、板材：板状不锈钢钢材

2、长材（棒材、线材）：具有一定长度圆棒状、线状的不锈钢钢材

3、型材：其他形状的不锈钢钢材

不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢等。

1、铁素体不锈钢：含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。

铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。 

2、奥氏体不锈钢：含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的wC＜0.08%，钢号中标记为“0”。

这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。

3、奥氏体 - 铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。

该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。

与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 

 4、马氏体不锈钢：强度高，但塑性和可焊性较差。 马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。

不锈钢的应用领域

从不锈钢应用行业分析，汽车工业是当前发展**快的不锈钢应用领域。近十年来，日本汽车用不锈钢的消费量已从平均10公斤增至30公斤，美国已超过40公斤。大客车、地铁、高速铁路用车等公共交通运输工具也广泛采用了不锈钢。中**电行业是不锈钢应用潜在的大市场。另外，不锈钢在水工业、建筑与结构业、环保工业、工业设施中的需求也将逐年上升。具体来看：

车辆/汽车工业：这是当前发展**快的不锈钢应用领域。采用高强度不锈钢制造车体结构可大大降低车辆自重，增强车体结构的强度，用不锈钢做车辆的面板与装饰部件可减少维护成本。

此外，不锈钢还因具有抗氯离子腐蚀和耐热的优点而被由于汽车的排气系统。现在，日本、美国、瑞典等国已大量使用不锈钢车辆。日本从80年代开始推广，目前其不锈钢火车车辆已达60％。轿车工业是不锈钢应用的开发重点。

水工业：水在其储运过程中遭受污染的问题已为人们日益重视。大量实践证明，不锈钢是水的准备、贮存、输送、净化、再生、海水淡化等水工业**佳选材。其优点是：耐腐蚀、抗地震、节水、卫生（无铁锈及铜绿色）、重量轻（减轻1/3）、少维修、寿命长（可使用40年）、寿命周期成本（LCC）低、属可回收再利用的绿色环保材料。

据介绍，目前，日本东京地区管道不锈钢化已达76％，管道漏水率由原来的14.7％降至目前的7.5％。日本大阪遭受大地震後，不锈钢储水罐完好无损。**近，日本开发出波纹管接头，使不锈钢输水管路的施工成本降低20％，总成本降低3％，维修成本降低3/4。

建筑业：它是不锈钢应用**早的领域之一。在建筑装饰方面，目前，不锈钢主要用在高层建筑的外墙、室内及外柱的包覆，扶手、地板、电梯壁板、门窗、幕墙等内外装饰及构件。经表面处理、着色、镀层的不锈钢板，解决了触摸后易出现手印等问题，使不锈钢的应用范围进一步扩大。

日本开发了多种不锈钢屋面材料，如耐腐蚀性能更好的高、中铬铁素体和各种镀层板。瑞典研制的super-clean刷光表面不锈钢板、法国Ugine开发的UGITOP表面板，为建筑业提供了新的选择。

家电业：在家电业，不锈钢用量大的是自动洗衣机内筒、热水器内胆、微波炉内外壳体、冰箱内衬，且多采用铁素体不锈钢。西欧家用电不锈钢的比例较大，亚洲除日本接近欧洲水平外一般用得较少。

1999年，日本家电业铁素体、马氏体类不锈钢的消费量达到28％，奥氏体的占到12％。我国生产的微波炉、冰箱、空调、电视等已是世界上具有竞争力的出口产品，国内家电行业是不锈钢应用的潜在大市场。据估计，今后5-10年，我**电行业不锈钢需求将达到10万-15万吨。

环保工业：工业废气、垃圾和污水处理装置需采用不锈钢制造。在烟气脱硫过程中，为抵御二氧化硫及氯离子、铁离子的腐蚀，在吸收塔、冷却器、泵、阀门、烟道等处需要采用双相不锈钢及高牌号奥氏体不锈钢。垃圾焚烧炉、废水处理等设施都需要采用高性能不锈钢材料制作。

工业设施：发达**工业设施采用的不锈钢比例一般可到15％-20％，目前国内的应用比例还很小。这一方面是因成套引进的工业设备，不锈钢材料并未统计，另一方面是因国内材料尚未采用。

化工、石化、化纤、造纸、食品、医药、能源（核电、火电、燃料电池）等领域都需要不锈钢。此外，现有进口设备已进入检修期。随着国产不锈钢产品质量的提高及特殊牌号产品的开发，今后国内工业设施方面不锈钢的应用将会逐年增加。