科學(xué)選用不銹鋼正確認(rèn)識系

1、?科學(xué)選用不銹鋼正確認(rèn)識 200 系不銹鋼大世界時間 : 2007-11-28 8:54:00來源 :瀏覽 : 10次前言隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長，人民生活水平的不斷提高，我國不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，消費量持續(xù)增長。不銹鋼表觀消費量由1991 年的 33 萬噸增長到2006 年的 595 萬噸，年均增長率達(dá)到20%。然而伴隨消費量的增長，我國不銹鋼市場出現(xiàn)了大量假冒偽劣200系不銹鋼產(chǎn)品， 給國民經(jīng)濟(jì)和人民生活帶來嚴(yán)重負(fù)面影響。為了規(guī)范不銹鋼市場，維護(hù)消費者權(quán)益，我們在進(jìn)行市場調(diào)研、走訪專業(yè)人士，并參閱有關(guān)資料后，編撰了不銹鋼的一般性基本知識， 希望能對經(jīng)營者和消費者區(qū)分各種類型不銹鋼、辨

2、識真假不銹鋼和正確選擇不銹鋼提供一些有益的幫助。由于水平所限，謬誤之處，敬請讀者指正。編者2007 年 11 月一、什么是不銹鋼1、不銹鋼的定義不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡稱或統(tǒng)稱，是在空氣和淡水中或化學(xué)腐蝕介質(zhì)中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。通俗地說， 不銹鋼就是不容易生銹的鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻（Cr，本文中元素對應(yīng)注解見附1）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(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中，其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高，當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時，鋼的耐蝕性發(fā)生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。為了保持不銹鋼所固

3、有的耐腐蝕性，不銹鋼必須含有 12%以上的鉻。2 、不銹鋼的分類不銹鋼的分類方法有很多。按主要化學(xué)組成可分為鉻不銹鋼（俗稱400 系）、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼（俗稱300系）、鉻錳氮不銹鋼（俗稱200 系）按鋼的功能特點分類，如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼，超塑性不銹鋼等。按金相組織分類為：鐵素體(F) 型不銹鋼、馬氏體(M) 型不銹鋼、奧氏體(A) 型不銹鋼、奧氏體 - 鐵素體 (A-F) 型雙相不銹鋼、 奧氏體 - 馬氏體 (A-M) 型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH) 型不銹鋼。以下是三種常見不銹鋼的主要性能比較：1 / 9分類金相組織磁性強(qiáng)度耐蝕性加工性200 系奧氏體無高一般較

4、好300 系奧氏體無較高好好400 系鐵素體 / 馬氏體有中/ 高良一般不銹鋼金相組織決定其是否具有磁性。其中鐵素體(F) 型不銹鋼、馬氏體(M) 型不銹鋼具有磁性；奧氏體(A) 型不銹鋼無磁性。目前市場上將是否具有磁性將不銹鋼分為不銹鋼和“不銹鐵”是不科學(xué)的。3、鉻與鎳在不銹鋼中作用鉻在不銹鋼中的決定作用每種不銹鋼都必須含有一定數(shù)量的鉻。迄今為止， 還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加12%以上的鉻作為合金元素以后，鋼表面自動形成一種非常薄的無色、透明且非常光滑的一層富鉻的氧化物膜（即鈍化膜），這層膜的形成大大緩減了鋼的氧化。鎳與鉻配合在不銹鋼中

5、發(fā)揮重要作用鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結(jié)構(gòu)。在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結(jié)構(gòu)，從而改善和加強(qiáng)鉻的鈍化機(jī)理，其抗晶間腐蝕能力得到提高，同時如加工性、可焊接性和韌性等機(jī)械性能提高。即300 系不銹鋼。然而，鎳并不是唯一的奧氏體形成元素，常見的奧氏體形成元素還有：碳、氮、錳、銅等。最著名的是下面的公式：奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu%所以，在不銹鋼中通過增加一定量錳、氮元素，也可以形成奧氏體不銹鋼，即200 系不銹鋼。雖然碳是一種較強(qiáng)的奧氏體形成元素，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因為在焊接后它會造成敏化腐蝕和隨后的晶

6、間腐蝕問題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但由于溶解度問題，只能在不銹鋼中添加數(shù)量有限的氮。添加錳和銅會造成鋼材使用過程中的焊接問題。4 、不銹鋼的應(yīng)用范圍不銹鋼具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點，所以在重工業(yè)、 輕工業(yè)、 生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，但在不同使用環(huán)境選擇不同的不銹鋼品種十分重要。下表為主要不銹鋼鋼號的特性及其應(yīng)用領(lǐng)域。鋼號特性用途300 系與 304 鋼相比， Cr、 Ni 含量少，冷加工時抗拉列車、航空器、傳送帶、車輛、螺301強(qiáng)度和硬度增高，無磁性，但冷加工后有磁性。栓、螺母、彈簧、篩網(wǎng)2 / 9在 301 鋼基礎(chǔ)上

7、，降低C 含量，改善焊口的抗301L晶界腐蝕性；通過添加N 元素來彌補(bǔ)含 C 量降鐵道車輛構(gòu)架及外部裝飾材料低引起的強(qiáng)度不足，保證鋼的強(qiáng)度。作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、醫(yī)療器具，建材，化學(xué)，船舶部件、304耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性；沖壓、彎曲等汽車配件食品工業(yè)、家庭用品（餐熱加工性好，無熱處理硬化現(xiàn)象（無磁性，使具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、浴用溫度 - 196800）。缸等），農(nóng)業(yè)作為低 C 的 304 鋼，在一般狀態(tài)下，其耐蝕性應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化與 304 剛相似，但在焊接后或者消除應(yīng)力后，學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機(jī)304L其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀；在未進(jìn)行熱處理的情

8、器，建材耐熱零件及熱處理有困難況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度的零件- 196800。300 系在含有氯離子腐蝕介質(zhì)中，具有比作為 316 鋼種的低 C 系列，除與 316 鋼有相同316L304、304L 更高的抗腐蝕能力。 適用的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。于海水淡化及水工業(yè)321在 304 鋼中添加 Ti 元素來防止晶界腐蝕；適合航空器、排氣管、鍋爐汽包于在 430 - 900溫度下使用。409L因添加了 Ti 元素，故其高溫耐蝕性及高溫強(qiáng)度汽車排氣管、熱交換機(jī)、集裝箱等較好。在焊接后不熱處理的產(chǎn)品。410L在 410 鋼的基礎(chǔ)上，降低了含 C 量，其加工性，機(jī)械構(gòu)造用件，發(fā)動機(jī)排氣管

9、，鍋抗焊接變形，耐高溫氧化性優(yōu)秀。爐燃燒室，燃燒器。作為鐵素體鋼的代表鋼種，熱膨脹率抵，成形耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、餐430具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、性及耐氧化性優(yōu)。螺栓、螺母、 CD桿、篩網(wǎng)400 系耐熱性、耐磨蝕性良好，因含有鈮元素，故其洗衣機(jī)、汽車排氣管、電子產(chǎn)品、 3436L加工性，焊接性優(yōu)秀。層底的鍋410作為馬氏體鋼的代表鋼，雖然強(qiáng)度高，但不適刀刃、機(jī)械零件、石油精練裝置、合于苛刻的腐蝕環(huán)境下使用；其加工性好。螺栓、螺母、泵桿、餐具（刀叉）。420J1淬火后硬度高，耐蝕性好餐具（刀）、渦輪機(jī)葉片420J2淬火后，比420J1 鋼硬度升高刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具（剪刀、刀

10、）201與 304 鋼相比， Ni含量少， Mn含量高，無磁照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等干（美標(biāo)）性，硬度強(qiáng)，耐腐蝕性差。燥環(huán)境下普通用途。200 系202與 201 鋼相比， Mn含量高，無磁性，硬度強(qiáng)。照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等普（美標(biāo)）耐腐蝕性差。通用途。二、對 200 系不銹鋼的認(rèn)識二戰(zhàn)時期，作為戰(zhàn)略物資的鎳各個國家都嚴(yán)格控制使用，為了解決鎳供應(yīng)量嚴(yán)重不足的困境，美國首先開發(fā)出含鎳低的200 系不銹鋼的產(chǎn)品，作為300 系列產(chǎn)品的應(yīng)急和補(bǔ)充。3 / 9在特定的歷史條件下，該產(chǎn)品的開發(fā)和使用，其積極意義不言而喻。但隨著歐美國家對該產(chǎn)品的認(rèn)識不斷提高，發(fā)現(xiàn)其性能具有很大的局限性，一直在有

11、限的范圍內(nèi)使用，一般用于中性干燥環(huán)境中的結(jié)構(gòu)支撐領(lǐng)域，如照明設(shè)備、 電信桿、汽車框架等普通用途。在成熟的不銹鋼主要生產(chǎn)國和消費國中，其生產(chǎn)和消費約占不銹鋼總量的1%。1、 200 系不銹鋼的特征資料顯示，各個國家、各個企業(yè)生產(chǎn)的200 系列不銹鋼牌號名稱各不相同。美國最初研制的 201 和 202 兩個牌號（具體化學(xué)成份見下表）的不銹鋼鋼種CMnPSSiCrNiN201(1Cr17Mn6Ni5N)0.155.5-7.50.060.03116-183.5-5.50.25202(1Cr18Mn8Ni5N)0.155.5-100.060.03116-193.5-5.50.25含鎳量均在4%左右。 國

12、際標(biāo)準(zhǔn) ISO15510 及中國國家標(biāo)準(zhǔn)均列有相近化學(xué)成份的牌號。在 200 系列的不銹鋼中， 是用足夠的錳和氮來代替鎳， 鎳的含量越低， 所需要加入的錳和氮就越高，形成 100%的奧氏體結(jié)構(gòu)，因此 200 系不銹鋼具備奧氏體鋼的無磁特性。但由于抗晶間腐蝕和抗點腐蝕能力明顯低于300 系不銹鋼，使用范圍具有局限性。2、充斥國內(nèi)市場的假冒偽劣200 系不銹鋼的特征2001 年開始，由國外某廠生產(chǎn)的鋼號為J1、 J4 的 200 系不銹鋼進(jìn)入中國市場。由于近幾年鎳價居高不下，導(dǎo)致 300 系不銹鋼價格過高， 價格相對便宜的200 系不銹鋼產(chǎn)量大幅增加。 由于該產(chǎn)品與300 系不銹鋼產(chǎn)品同樣具有無磁

13、特性，很容易與300 系不銹鋼混淆， 因而在消費領(lǐng)域中出現(xiàn)大量假冒300 系不銹鋼的200 系不銹鋼產(chǎn)品， 為牟取暴利， 國內(nèi)一些地方也趁機(jī)紛紛仿效生產(chǎn)質(zhì)量更為低劣的類似于200 系不銹鋼的“地條鋼”產(chǎn)品。目前國內(nèi)不銹鋼市場上流通的牌號為201、J4、202A、K-4 、200、300 等自稱“ 201”的產(chǎn)品，在國內(nèi)的流通量不斷增加，占到我國不銹鋼市場表觀消費的近四分之一左右。最近，國家鋼鐵研究總院對在市場上采樣的此類產(chǎn)品進(jìn)行了化學(xué)成分檢驗和點蝕性能檢驗，并與大企業(yè)生產(chǎn)的409L、439L 、304 進(jìn)行了對比。結(jié)果顯示，在國內(nèi)市場上銷售的名稱為“ 201”的產(chǎn)品，成份都不符合國家或國際20

14、1 的標(biāo)準(zhǔn)，國家和國際標(biāo)準(zhǔn)對200 系不銹鋼的 Cr 含量規(guī)定為 16% 18%，但這些產(chǎn)品 Cr 含量都不到15%；鎳含量在國家和國際標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定為 3.5% 5.5%，這類產(chǎn)品的鎳含量都不到1%。且硫、銅等元素含量偏高，尤其對人體有害的元素錳、磷含量則更高。通過在中性氯化物(3.5%NaCl 溶液 ) 中的耐點蝕性能檢驗，這些產(chǎn)品的耐點蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于304 和 439L。因此，不銹鋼業(yè)界稱其為假冒偽劣200 系。在這些不符合標(biāo)準(zhǔn)的200 系列不銹鋼中，由于不能加入足夠數(shù)量的錳和氮，為了形成100%的奧氏體結(jié)構(gòu)（可實現(xiàn)無磁性），人為地減少了鉻的加入量，雖然使這類產(chǎn)品與300系( 鉻鎳不銹鋼 )

15、 產(chǎn)品同樣具有“無磁性”， 但也必然導(dǎo)致不銹鋼抗腐蝕能力的下降， 即為取得無磁性而降低了不銹鋼的主要特性耐蝕性。三、假冒偽劣200 系不銹鋼的危害1、受利益驅(qū)動，以假亂真4 / 9假冒偽劣的200 系與 300 系 ( 鉻鎳不銹鋼 ) 產(chǎn)品同屬“奧氏體”， 同樣具有“無磁性”，但成本很低， 一些不法經(jīng)營者為獲取暴利，利用廣大消費者對不銹鋼材料認(rèn)識上的誤區(qū)，在流通經(jīng)營中大量假冒300 系產(chǎn)品，由于假冒偽劣的200 系不銹鋼產(chǎn)品在化學(xué)成分設(shè)計上存在嚴(yán)重缺陷， 抗腐蝕等多項性能不達(dá)標(biāo)，使廣大消費者蒙受了巨大損失，同時也干擾了正常的市場秩序。 根據(jù)近幾年的市場調(diào)查顯示，這類產(chǎn)品投入使用后，在很短的時間

16、內(nèi)就出現(xiàn)銹蝕，在廣東珠海市某住宅區(qū)、在山西某賓館、 在上海磁懸浮車站等地，隨處可以看到嚴(yán)重銹蝕的護(hù)欄、水箱、路燈桿、電話亭等。給廣大的消費者帶來了極大的危害，嚴(yán)重?fù)p害了消費者利益，并且嚴(yán)重?fù)p害了不銹鋼產(chǎn)品在消費者心目中的形象（具體危害案例見附件2）。2、假冒偽劣200 系不銹鋼對人身健康的危害科學(xué)實驗表明，錳元素一旦進(jìn)入人體，可對神經(jīng)、免疫、內(nèi)分泌、生殖等多個系統(tǒng)造成不同程度的損害。目前市場上泛濫的這類假冒偽劣的200 系不銹鋼材料， 其金屬錳的含量是 300 系材料的4-5 倍。更讓人們感到擔(dān)心的是這些高錳含量的劣質(zhì)200 系材料， 已被大量應(yīng)用于百姓日常生活用品中，如廚具、餐具等，會對人類

17、的身體健康構(gòu)成直接危害。3、污染不銹鋼廢鋼的循環(huán)利用，造成自然資源的極大浪費。眾所周知，不銹鋼歷來被稱為可百分之百可回收利用的“綠色產(chǎn)品”，不會造成環(huán)境污染，既是一種是環(huán)保產(chǎn)品，也是一種相對保值產(chǎn)品。由于假冒200 系列不銹鋼含磷較高，特別是來自某個國家的200 系不銹鋼，據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測， 磷含量最大值分別達(dá)到0.075%和 0.09%，是中國標(biāo)準(zhǔn)磷含量最大值的2-3 倍，而不銹鋼中的磷含量又是在廢鋼回收利用中（再煉鋼） 難以去除， 尤其是一些利用感應(yīng)電爐做熔化爐的不銹鋼煉鋼小企業(yè)，80%以上的原料來自不銹鋼廢鋼，長此以往循環(huán)下去，磷含量越累積越高， 不銹鋼將成為不可回收利用的物資，由此給資源

18、帶來的浪費是巨大的，對整個不銹鋼產(chǎn)業(yè)的打擊也是致命的。銅含量較高也是給廢鋼回收利用帶來嚴(yán)重影響的一個因素。銅對大部分不銹鋼牌號屬有害元素， 一旦進(jìn)入回收利用過程， 將給正規(guī)的不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量帶來難以挽回的損害。鎳是全球范圍內(nèi)的緊缺資源，我國的鎳資源更加缺乏，假冒 200 系列不銹鋼實際抗腐蝕性能遠(yuǎn)低于 304，甚至低于不含鎳的 409L，但仍然要消耗 1%以上的鎳資源，無疑是對全球性的緊缺貴重金屬資源的極大浪費。四、對消費者的建議1、合理選用符合國家及國際標(biāo)準(zhǔn)的200 系不銹鋼，謹(jǐn)慎識別真假200 系不銹鋼。事物的存在都是有兩面性的，200 系不銹鋼的存在也是同樣的道理。我國在社會建設(shè)

19、中需要大量的不銹鋼，合理地使用符合國家及國際標(biāo)準(zhǔn)的200 系不銹鋼，會降低建設(shè)成本，符合建設(shè)節(jié)約型社會的要求。其強(qiáng)度與耐磨性較300 系不銹鋼強(qiáng)， 并且價格低， 適用于中性干燥環(huán)境中的結(jié)構(gòu)支撐領(lǐng)域，如照明設(shè)備、電信桿、汽車框架等普通用途。另外，200 系不銹鋼還適合于作建筑用鋼如鋼筋和鉚釘?shù)取榱司S護(hù)消費者利益，對于假冒偽劣200 系不銹鋼， 我們應(yīng)正確辨識堅決抵制其生產(chǎn)、銷售及使用。5 / 92、為使消費者能簡便快速辨別出各種不銹鋼，下面介紹四種不銹鋼的鑒別方法光譜：用高壓電激發(fā)光譜槍（該儀器體積小，攜帶方便）打光譜可定性區(qū)分出鋼的元素種類，以及含量的大致高低?；瘜W(xué)試劑： 有一種專門的試劑叫鎳定性液，將其滴在不銹鋼表面，通電后瞬間氧化，生成淡白色或淺黃色，說明該不銹鋼不含鎳；生成淡玫瑰紅色且馬上褪色變成深黃色，說明該不銹鋼含鎳在 1% 2%左右；生成玫瑰紅色且不褪色，說明該不銹鋼含鎳在