不銹鋼可以說是工程領域很特殊的一種材料，說它特殊，主要是不銹鋼涉及到的應用領域比較廣需求量也比較大，比如說水工業、建筑與結構業、環保工業、工業設施等。今天Lydia就來跟大家講講不銹鋼的前世今生。
不銹鋼的起源
不銹鋼的發明和使用，要追溯到第一次世界大戰時期。英國科學家亨利·布雷爾利受英國政府軍部兵工廠委托，研究武器的改進工作。那時，士兵用的步槍槍膛極易磨損，布雷爾利想發明一種不易磨損的合金鋼。
布雷爾利發明的不銹鋼于1916年取得英國專利權并開始大量生產，至此，從垃圾堆中偶然發現的不銹鋼便風靡全球，亨利·布雷爾利也被譽為“不銹鋼之父”。第一次世界大戰時，英國在戰場上的***，總是因槍膛磨損不能使用而運回后方。軍工生產部門命令研制高強度耐磨合金鋼的布雷爾利，專門研究解決槍膛的磨損問題。布雷爾利和其助手搜集了國內外生產的各種型號的鋼材，各種不同性質的合金鋼，在各種不同性質的機械上進行性能實驗，然后選擇出較為適用的鋼材制成槍枝。一天，他們實驗了一種含大量鉻的國產合金鋼，經耐磨實驗后，查明這種合金并不耐磨，說明這不能制造***，于是，他們記錄下實驗結果，往墻角一扔了事。幾個月后的一天，一位助手拿著一塊锃光瓦亮的鋼材興沖沖跑來對布雷爾利說：“先生，這是我在清理倉庫時發現的毛拉先生送來的合金鋼，您是否實驗一下，看它到底有什么特殊作用！”“好！”布雷爾利看著光亮耀眼的鋼材，高興地說。
實驗結果證明：它是一塊不怕酸、堿、鹽的不銹鋼。這種不銹鋼是德國的毛拉在1912年發明的，然而，毛拉卻并不知道這種不銹鋼有什么用途。
布雷爾利心里盤算道：“這種不耐磨卻耐腐蝕的鋼材，不能制槍枝，是否可以做餐具呢？”他說干就干，動手制作了不銹鋼的水果刀、叉、勺、果盤及折疊刀等。
如今不銹鋼的應用領域越來越廣，需求量也在不斷的增加，那么接下來Lydia就來講講關于不銹鋼的那些事。
首先來講講不銹鋼的分類
不銹鋼按主要化學組成分為鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼和鉻錳氮不銹鋼等。
1、鉻系（400系）：指除鐵外，鋼中的主要合金元素是鉻，即鉻系不銹鋼，相當于美國的AISI400系列，因此又稱為400系不銹鋼。代表鋼號SUS430、SUS49L、SUS439
2、鉻鎳系或鉻鎳鉬系（300系）：指除鐵外，鋼中的主要合金元素是鉻、鎳、鉬，即鉻鎳系或鉻鎳鉬系不銹鋼，相當于美國AISI300系列，因此又稱為300系不銹鋼，代表鋼號SUS304、SUS316L。
著重講下304不銹鋼吧！304不銹鋼是一種通用性的不銹鋼材料，防銹性能比200系列的不銹鋼材料要強。耐高溫方面也比較好，一般使用溫度極限小于650℃。304不銹鋼具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸，在實驗中得出：濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中，304不銹鋼具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力。
304不銹鋼的優點：
（1）環保衛生：杜絕了紅水、藍綠水、和隱患水問題，無異味，無有害物質析出保持水質純凈，無鉛對人體健康無害。
（2）耐磨損：表面美觀清潔光亮長久耐用無刮痕,永不生銹、永不斷裂。 3.耐低溫：廚房衛浴不銹鋼水管、龍頭角閥永不斷裂。
（3）熱膨脹性能和保溫性能極好：不銹鋼管具有熱脹冷縮緩慢，保溫性能好。
（4）權威認證：不銹鋼金屬元素的析出量比WHO和歐洲飲用水法令規定標準值的5%還要低。
3、鉻錳氮系：指除鐵外，鋼中的主要合金元素是鉻、錳、氮，相當于美國的AISI200系列。因此又稱為200系不銹鋼。
不銹鋼按照壓延后產品外形的不同，一般分為板材、長材和型材。
1、板材：板狀不銹鋼鋼材
2、長材（棒材、線材）：具有一定長度圓棒狀、線狀的不銹鋼鋼材
3、型材：其他形狀的不銹鋼鋼材
不銹鋼常按組織狀態分為：馬氏體鋼、鐵素體鋼、奧氏體鋼等。
1、鐵素體不銹鋼：含鉻12％～30％。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優于其他種類不銹鋼。屬于這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不銹鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用于受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，并具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹系數小等特點，用于硝酸及食品工廠設備，也可制作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。
2、奧氏體不銹鋼：含鉻大于18％，還含有8％左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕。奧氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC＜0.08%，鋼號中標記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來制作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯里、輸送管道、耐硝酸的設備零件等。奧氏體不銹鋼一般采用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然后水冷，以獲得單相奧氏體組織。
3、奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼：兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優點，并具有超塑性。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。
4、馬氏體不銹鋼：強度高，但塑性和可焊性較差。 馬氏體不銹鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用于力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理后使用的。
不銹鋼的應用領域
從不銹鋼應用行業分析，汽車工業是當前發展最快的不銹鋼應用領域。近十年來，日本汽車用不銹鋼的消費量已從平均10公斤增至30公斤，美國已超過40公斤。大客車、地鐵、高速鐵路用車等公共交通運輸工具也廣泛采用了不銹鋼。中國家電行業是不銹鋼應用潛在的大市場。另外，不銹鋼在水工業、建筑與結構業、環保工業、工業設施中的需求也將逐年上升。具體來看：
車輛/汽車工業：這是當前發展最快的不銹鋼應用領域。采用高強度不銹鋼制造車體結構可大大降低車輛自重，增強車體結構的強度，用不銹鋼做車輛的面板與裝飾部件可減少維護成本。此外，不銹鋼還因具有抗氯離子腐蝕和耐熱的優點而被由于汽車的排氣系統。現在，日本、美國、瑞典等國已大量使用不銹鋼車輛。日本從80年代開始推廣，目前其不銹鋼火車車輛已達60％。轎車工業是不銹鋼應用的開發重點。
水工業：水在其儲運過程中遭受污染的問題已為人們日益重視。大量實踐證明，不銹鋼是水的準備、貯存、輸送、凈化、再生、海水淡化等水工業最佳選材。其優點是：耐腐蝕、抗地震、節水、衛生（無鐵銹及銅綠色）、重量輕（減輕1/3）、少維修、壽命長（可使用40年）、壽命周期成本（LCC）低、屬可回收再利用的綠色環保材料。據介紹，目前，日本東京地區管道不銹鋼化已達76％，管道漏水率由原來的14.7％降至目前的7.5％。日本大阪遭受大地震後，不銹鋼儲水罐完好無損。最近，日本開發出波紋管接頭，使不銹鋼輸水管路的施工成本降低20％，總成本降低3％，維修成本降低3/4。
建筑業：它是不銹鋼應用最早的領域之一。在建筑裝飾方面，目前，不銹鋼主要用在高層建筑的外墻、室內及外柱的包覆，扶手、地板、電梯壁板、門窗、幕墻等內外裝飾及構件。經表面處理、著色、鍍層的不銹鋼板，解決了觸摸后易出現手印等問題，使不銹鋼的應用范圍進一步擴大。日本開發了多種不銹鋼屋面材料，如耐腐蝕性能更好的高、中鉻鐵素體和各種鍍層板。瑞典研制的super-clean刷光表面不銹鋼板、法國Ugine開發的UGITOP表面板，為建筑業提供了新的選擇。
家電業：在家電業，不銹鋼用量大的是自動洗衣機內筒、熱水器內膽、微波爐內外殼體、冰箱內襯，且多采用鐵素體不銹鋼。西歐家用電不銹鋼的比例較大，亞洲除日本接近歐洲水平外一般用得較少。1999年，日本家電業鐵素體、馬氏體類不銹鋼的消費量達到28％，奧氏體的占到12％。我國生產的微波爐、冰箱、空調、電視等已是世界上具有競爭力的出口產品，國內家電行業是不銹鋼應用的潛在大市場。據估計，今后5-10年，我國家電行業不銹鋼需求將達到10萬-15萬噸。
環保工業：工業廢氣、垃圾和污水處理裝置需采用不銹鋼制造。在煙氣脫硫過程中，為抵御二氧化硫及氯離子、鐵離子的腐蝕，在吸收塔、冷卻器、泵、閥門、煙道等處需要采用雙相不銹鋼及高牌號奧氏體不銹鋼。垃圾焚燒爐、廢水處理等設施都需要采用高性能不銹鋼材料制作。
工業設施：發達國家工業設施采用的不銹鋼比例一般可到15％-20％，目前國內的應用比例還很小。這一方面是因成套引進的工業設備，不銹鋼材料并未統計，另一方面是因國內材料尚未采用。化工、石化、化纖、造紙、食品、醫藥、能源（核電、火電、燃料電池）等領域都需要不銹鋼。此外，現有進口設備已進入檢修期。隨著國產不銹鋼產品質量的提高及特殊牌號產品的開發，今后國內工業設施方面不銹鋼的應用將會逐年增加。
最后（Lydia的話）：不銹鋼的發明和人類歷史上大多數發明一樣，都是在不經意間被發明出來的，同樣也隨著時間的遷移，人類也在更好的去運用，促進了其發展。順便說下，那些不銹鋼材料的雕塑很美的哦！
編輯：張崇素 |
