一、简介

不锈钢指耐空气、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。

二、不锈钢的主要特性
1、焊接性

产品用途的不同对焊接性能的要求也各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求，甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好，像二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。

2、耐腐蚀性

绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好，像一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等，有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验：用NACL水溶液加温到沸腾，一段时间后倒掉溶液，洗净烘干，称重量损失，来确定受腐蚀程度（注意：产品抛光时，因砂布或砂纸中含有Fe的成分，会导致测试时表面出现锈斑）。

3、抛光性能

当今社会不锈钢制品在生产时一般都经过抛光这一工序，只有少数制品如热水器、饮水机内胆等不需要抛光。因此这就要求原料的抛光性能很好。影响抛光性能的因素主要有以下几点：

①原料表面缺陷。如划伤、麻点、过酸洗等。

②原料材质问题。硬度太低，抛光时就不易抛亮（BQ性不好），而且硬度太低，在深拉伸时表面易出现桔皮现象，从而影响BQ性。硬度高的BQ性相对就好。

③经过深拉伸的制品，变形量极大的区域表面也会出小的黑点和RIDGING，从而影响BQ性。

4、耐热性能

耐热性能是指高温下不锈钢仍能保持其优良的物理机械性能。

碳的影响：碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳。定奥氏体且扩大奥氏体区的元素。碳形成奥氏体的能力约为镍的30倍，碳是一种间隙元素，通过固溶强化可显著提高奥氏体不锈钢的强度。碳还可提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物(如42%MgCl2沸腾溶液)中的耐应力耐腐蚀的性能。

但是，在奥氏体不锈钢中，碳常常被视为有害元素，这主要是由于在不锈钢的耐蚀用途中的一些条件下(比如焊接或经450~850℃加热)，碳可与钢中的铬形成高铬的Cr23C6型碳化合物从而导致局部铬的贫化，使钢的耐蚀性特别是耐晶间腐蚀性能下降。因此。60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢大都是碳含量小于0.03%或0.02%超低碳型的，可以知道随着碳含量降低，钢的晶间腐蚀敏感性降低，当碳含量低于0.02%才具有最明显的效果，一些实验还指出，碳还会增大铬奥氏体不锈钢的点腐蚀分倾向。由于碳的有害作用，不仅在奥氏体不锈钢冶炼过程中应按要求控制尽量低的碳含量，而且在随后的热、冷加工和热处理等过程中也在防止不锈钢表面增碳，避免铬的碳化物析出。

5、耐腐蚀性

当钢中铬量原子数量不低于12.5%时，可使钢的电极电位发生突变，由负电位升到正的电极电位。阻止电化学腐蚀。

三、不锈钢的物理性能

与碳钢比较

1、密度

碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；

2、电阻率

电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；

3、线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小；

4、碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成马氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。

奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：

1）高的电阻率，约为碳钢的5倍。

2）大的线膨胀系数，比碳钢大40%，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。

3）低的热导率，约为碳钢的1/3。

四、不锈钢板生产工艺

1.不锈钢粗钢冶炼工艺流程

目前世界上生产不锈钢的冶炼工艺主要分为一步法、二步法和三步法，以及新型一体化生产方法。一步法冶炼为：铁水+AOD（氩氧精炼炉） ；二步法为：EAF（电弧炉）+AOD（氩氧精炼炉）。三步法为：EAF（电弧炉）+AOD（氩氧精炼炉）+ VOD（真空精炼炉）。除了传统的几种生产工艺，目前一体化生产工艺，即从铁水直接到不锈钢的生产工艺，也被很多企业采用，生产流程为：RKEF（回转窑电炉）+AOD（氩氧精炼炉）。

2.不锈钢热轧工艺流程

不锈钢热轧工艺是以板坯(主要为连铸坯)为原料，经加热后由粗轧机组及精轧机组制成带钢。从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度，由卷取机卷成钢卷，冷却后的钢卷外表有氧化皮，呈现黑色，俗称“不锈钢黑皮卷”。经过退火酸洗，去掉氧化表面，即为“不锈钢白皮卷”，不锈钢市场流通的大部分热轧产品为不锈钢白皮卷。具体不锈钢热轧生产工艺流程如下：

3.不锈钢冷轧工艺流程

在不锈钢热轧之后，部分不锈钢热轧品直接被下游使用，部分热轧产品需要继续加工成冷轧之后再使用。

不锈钢冷轧，多采用热轧厚度在3.0-5.5mm厚度的不锈钢热轧产品，经过冷轧设备的压延加工之后，生产成不锈钢冷轧产品。当前不锈钢冷轧主要生产工艺为两类：不锈钢单机架冷轧、不锈钢多机架冷轧。具体生产流程如下图：

在不锈钢经过冷轧之后，需要经过退火和酸洗机组。冷轧后的不锈钢退火，是通过再结晶的过程消除加工硬化而达到软化的目的；酸洗的目的一是去掉退火过程中在钢带表面形成的氧化层，二是对不锈钢表面进行钝化处理，提高钢板耐蚀性。

五、不锈钢板的主要分类

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：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。还有用于压力容器用的专用不锈钢《GB24511_2009_承压设备用不锈钢钢板及钢带》。

1.铁素体不锈钢

含铬15%～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、耐蚀性能和无磁或弱磁性，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，另外还可用作不锈钢钟表饰品的主体材料。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷或风冷，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。在含碳量较低的情况下，铬（Cr）含量在18%~28%，镍（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.沉淀硬化不锈钢

基体为奥氏体或马氏体组织，沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化（又称时效硬化）处理使其硬（强）化的不锈钢。

5.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。锻造、冲压后需退火。

6.承压设备用不锈钢钢板及钢带

压力容器专用不锈钢，其分类和代号、尺寸、外形及允许偏差、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及产品质量证明书等有明确要求。常用牌号有06Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2数字代号为：S30408、S31603等。主要用于食品机械、制药机械等卫生级设备。

六、不锈钢板元素作用

碳 （C）：1. 提高刀刃抗变形能力和抗张强度；2. 增强硬度，提高抗磨损能力。
　　铬（Cr）：1. 增强硬度，抗张强度和韧性；2. 防磨损和腐蚀。

钴（Co）：1. 增大硬度和力度，使之可以承受高温淬火；2. 在更复杂的合金中用来加强其他元素的某些个体特性。
　　铜（Cu）：1. 增强抗腐蚀能力；2. 增强抗磨损能力。
　　锰（Mn）：1. 增大可淬性，抗磨损力和抗张强度；2. 从熔化的金属中以分离氧化和分离汽化作用带走氧；3. 大量加入时，增强硬度，但提高脆性。
　　钼（Mo）：1.增强力度，硬度，可淬性和韧性；2. 改善机械加工性和抗腐蚀能力。
　　镍（Ni） ：1. 增强力度，硬度和抗腐蚀能力。
　　磷（P） ：增强力度，机械加工性和硬度。
　　硅（Si）：1. 增强延展性；2. 增大抗张强度；3. 从熔化的金属中以分离氧化和分离汽化作用带走氧。
　　硫（S） ：少量使用可改善机械加工性。
　　钨（W）：增大力度，硬度和韧性。
　　钒（V） ：增大力度，硬度和抗震能力。

七、不锈钢板腐蚀条件

1. 不锈钢表面存积着含有其他金属元素的粉尘或异类金属颗粒的附着物，在潮湿的空气中，附着物与不锈钢间的冷凝水，将二者连成一个微电池，引发了电化学反应，保护膜受到破坏，称之谓电化学腐蚀。
　　2. 不锈钢表面粘附有机物汁液（如瓜菜、面汤、痰等），在有水氧情况下，构成有机酸，长时间则有机酸对金属表面的腐蚀。
　　3. 不锈钢表面粘附含有酸、碱、盐类物质（如装修墙壁的碱水、石灰水喷溅），引起局部腐蚀。
　　4. 在有污染的空气中（如含有大量硫化物、氧化碳、氧化氮的大气），遇冷凝水，形成硫酸、硝酸、醋酸液点，引起化学腐蚀以上情况均可造成不锈钢表面防护膜的破坏引发锈蚀。

八、不锈钢板标识方法

编号和表示方法

①用国际化学元素符号和本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 12CrNi3A

②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。

③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

国际不锈钢标示方法

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。其中：

①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示。

②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。例如，某些较普通的奥氏体不锈钢是以201、 304、 316以及310为标记。

③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢 是以410、420以及440C为标记，双相（奥氏体－铁素体）。

④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命名。

九、实船应用