现代煤化工系列报告及不锈钢、不锈铁知识介绍与咨询

《现代煤化工产业系列研究报告》2019年版，包括煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制乙醇、煤制油以及煤制天然气等内容，《现代煤化工政策汇编及解读》亦收录其中。此外，还有《内蒙古煤化工战略规划报告》和《陕西煤化工战略规划报告》。如需咨询，请添加微信3181066003，并在添加时注明报告相关事宜。

不锈钢通常指的是不锈钢和耐酸钢的统称。其中，不锈钢具备抵抗大气、蒸汽以及水等较弱腐蚀介质的能力，而耐酸钢则能够抵御酸、碱、盐等具有较强化学腐蚀性的介质。不锈铁与不锈钢的主要区别在于它们含镍量的多少。那么，我们该如何区分不锈钢与不锈铁呢？

不锈钢中包含不锈铁这一类别，其型号包括409、410、430、444等，这类不锈钢主要分为马氏体和铁素体两种，若用吸铁石测试，则会显现磁性；而奥氏体不锈钢则涵盖了201、202、304、321、316L等多个型号。

不锈钢，亦称作不锈耐酸钢，是一种能够抵御空气或酸等化学物质侵蚀的钢材。然而，不锈钢并非不会生锈，它在不同的介质中表现出的腐蚀特性各不相同。依据其组织结构的不同，不锈钢主要分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢以及奥氏体不锈钢三大类。

a、马氏体不锈钢

马氏体不锈钢广泛应用的碳含量介于0.1%至0.45%之间，铬含量则在12%至14%的范围，它被归类为铬不锈钢，通常特指Cr13型不锈钢。其中，常见的钢号包括1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13等。此类钢材通常用于制造既需承受负荷又需具备耐腐蚀性能的阀门、机泵等部件，以及部分不锈钢工具等。

为了增强其抗腐蚀性能，马氏体不锈钢的碳含量被严格限制在极低的水平，通常不会超过0.4%。碳含量越少，钢的抗腐蚀性能越佳；相反，碳含量增加，会导致钢的基体碳含量上升，从而提升其强度和硬度；同时，碳含量增加还会导致铬碳化物的生成量增多，这多少会降低钢的耐腐蚀性能。从这一对比中我们可以明显看出，4Cr13在强度和硬度方面超过了1Cr13，然而，它的耐腐蚀性能却并不及1Cr13。

1Cr13和2Cr13这两种材料能够抵御大气、蒸汽等不同介质的侵蚀，因此它们常被选作耐腐蚀的结构钢材。为了提升其整体性能，通常会对这些材料实施淬火处理和随后在600至700摄氏度的高温回火，这样处理后的材料将形成回火索氏体组织，进而用于制造汽轮机叶片、锅炉管道的配件等。3Cr13和4Cr13这两种钢材，因其碳含量略高，其耐腐蚀性能相对较弱。然而，通过实施淬火加低温回火处理（温度介于200至300摄氏度之间），可以形成回火马氏体，从而赋予其较高的强度和硬度（硬度值可达HRC 50）。正因为这些特性，它们常被用作工具钢，广泛应用于医疗器械、刀具以及热油泵轴等产品的制造。

b、铁素体不锈钢

一般而言，普遍采用的铁素体不锈钢碳含量不超过0.15%，铬含量介于12%至30%之间，此类材料亦归类于铬不锈钢范畴。其中，典型的钢种包括0Cr13、1Cr17、1Cr17Ti以及1Cr28等。此类钢种的碳含量相对较低，铬含量则相对较高。当钢从室温加热至高温（960~1100℃）时，其微观结构始终保持为单一的铁素体形态。其耐腐蚀性能、塑性和焊接性能均超越了马氏体不锈钢。在高铬铁素体不锈钢的范畴内，它抵抗氧化和介质腐蚀的能力显著，并且随着铬含量的提升，其耐腐蚀性能也随之增强。

在钢铁中掺入钛元素，可以使得晶粒变得更加细小，同时还能保持碳和氮的稳定性，从而提升钢的韧性和焊接性能。铁素体不锈钢在加热和冷却过程中不会发生相变，因此无法通过热处理来增强其强度。如果在加热过程中晶粒出现粗化，那么就只能通过冷塑性变形和再结晶的方式来优化其组织结构，进而改善其性能。当这类钢在450至550摄氏度的温度范围内停留过久，会导致其变得脆弱，这种现象被称为“475℃脆性”。加热至大约600℃后迅速冷却，能有效去除脆性。同时，需注意，此类钢在600至800℃的长时间加热过程中，会产生硬度高且脆的σ相，导致材料出现σ相脆性。此外，在925℃以上进行快速冷却时，容易出现晶间腐蚀的倾向，以及晶粒显著粗化导致的脆性。这些问题对于焊接区域来说尤为严重。其中，第一种情况可以通过在650至815℃之间进行短时回火来消除。这种钢材的强度相对较低，较马氏体不锈钢而言，它主要被用于生产耐腐蚀部件，并且在硝酸以及氮肥产业中有着广泛的应用。

c、奥氏体不锈钢

在含有18%铬的钢中添加8至11%的镍，便制成了奥氏体不锈钢。其中，1Cr18Ni9是这类钢中最具代表性的型号。此类钢种因镍的加入，使得奥氏体区域得以扩展，因此即便在室温条件下，也能形成亚稳态的单相奥氏体结构。由于含有较高的铬和镍，且呈现为单相奥氏体组织，此类钢种相较于铬不锈钢，化学稳定性更强，耐腐蚀性能更佳，因此成为目前应用最为广泛的不锈钢类型。

18-8型不锈钢在退火状态下表现为奥氏体与碳化物的混合结构，碳化物的存在严重影响了钢材的耐腐蚀性能。因此，通常会对钢材进行固溶处理，具体操作是将钢材加热至1100℃，随后进行水冷处理，这样可以使碳化物在高温下溶解于形成的奥氏体中。最后，通过快速冷却，可以在室温下获得单相的奥氏体组织。

通常所说的不锈钢主要包括铁素体不锈钢和马氏体不锈钢，它们与广泛使用且具有优异防锈性能的奥氏体不锈钢相区分。