不锈钢知识详解：了解不锈钢的分类、特性及应用

不锈钢作为工作中常见的一种钢材，了解它对于我们设备的选择和使用非常重要。不锈钢简称不锈耐酸钢，是具有不锈性能的一类钢材，能耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质的侵蚀。此外，耐化学腐蚀介质（酸、碱、盐等化学侵蚀）的钢称为耐酸钢。

在实际应用中，我们需要注意的是，不锈钢的耐腐蚀性能不仅仅取决于它是否是不锈钢，更多的是取决于钢中所含的合金元素。这些合金元素很大程度上决定了不锈钢的耐腐蚀性能。因此，对于需要经常接触腐蚀环境的工作，选择合适的不锈钢材料至关重要。

不锈钢的常见分类：

通常按金相组织分类：

它分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢和马氏体不锈钢三类，在这三种基本金相组织的基础上，又衍生出针对特定需要和用途的双相钢、沉淀硬化不锈钢和含铁量低于50%的高合金钢。

1.奥氏体不锈钢

基体主要为面心立方晶体结构的奥氏体，无磁性，主要通过冷加工获得强化（可能造成一定的磁性），美国钢铁协会采用200、300系列编号，如304。

2.铁素体不锈钢

基体主要由体心立方晶体结构的铁素体（a相）组成，具有磁性。一般不能通过热处理硬化，但可以通过冷加工略微强化。美国钢铁协会以430和446作为牌号。

3.马氏体不锈钢

基体为马氏体，具有磁性，并具有可通过热处理调整的力学性能；美国钢铁协会采用410、420和440号。马氏体在高温下具有奥氏体组织，当以适当的速度冷却至室温时，奥氏体组织可转变为马氏体（即硬化）。

4.奥氏体-铁素体（双相）不锈钢

基体同时具有奥氏体和铁素体相，其中较少相基体含量一般大于15%，有磁性；可通过冷加工获得强化。与奥氏体不锈钢相比，双相钢强度高，抗晶间腐蚀、氯化物应力腐蚀和点蚀能力明显提高。

5.沉淀硬化不锈钢

一种具有奥氏体或马氏体基体的不锈钢，可通过沉淀硬化而硬化。美国钢铁协会使用 600 系列编号，例如 630，即 17-4PH。

另外按成分可分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬锰氮不锈钢等，还有压力容器专用的不锈钢《GB24511_2009_承压设备用不锈钢钢板和钢带》。

一般而言，除合金外，奥氏体不锈钢具有优良的耐腐蚀性能，在腐蚀性较小的环境中，可以采用铁素体不锈钢，在轻度腐蚀环境中，如果要求材料具有高强度或高硬度，可以采用马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

不锈钢材质识别方法：

颜色差异：

不锈钢经酸洗后表面颜色呈银白色，且光亮；铬镍不锈钢颜色呈银白色、翠绿色；铬不锈钢颜色呈浅灰色，且暗淡；铬锰氮不锈钢颜色与铬镍不锈钢颜色相似。冷轧非退火铬镍不锈钢表面呈银白色，且有反光性。

用磁铁识别：

由于铬不锈钢在任何状态下都能被磁铁吸引，所以铬镍不锈钢在退火状态下一般无磁性，有的在冷加工后才会有磁性。但高锰钢和高锰钢都是无磁性的，而CrNi-N不锈钢的磁性就比较复杂了，有的无磁性，有的有磁性，还有的在纵向无磁性而在横向有磁性。

用硫酸铜鉴别：

把钢材表面的氧化层除去，滴一滴水在上面，用硫酸铜擦拭，如果擦拭后不变色，一般是不锈钢；如果变成紫红色，则是无磁性和高锰钢，有磁性的钢一般是普通钢或低合金钢。

但以上方法对于不锈钢的鉴别只能根据外观、磁性、耐蚀性等做出初步判断，实际上不同牌号的不锈钢不仅物理性质存在差异，在微观领域中还存在元素含量波动的差异或成分类别的差异。

成分分析应用：

1.了解化工产品的分子式。

2、未知物质（未知液体、粉末、固体、颗粒等）的分析。

3、与同行优质配方进行对比，了解自己、了解竞争对手，升级自己的产品配方。

不锈钢材料成分分析方法：

化学分析方法：

常用的火花放电原子发射光谱法是常用的材料成分分析方法，可用于测定铁基、镍基和钴基合金等材料。

SPSE的原理是采用制备好的块体样品作为电极，用光发生器在样品与对电极之间激发出光，将光束引入光谱仪，经色散元件色散后，测量选定的内标线与分析线的强度，根据标准样品制备的校准曲线，计算出分析样品中待测元素的含量。

在不锈钢材料成分分析中，需要先对不锈钢进行预处理，如去除表面氧化物等，经过预处理后的不锈钢样品可以用火花放电原子发射光谱仪进行分析，得到样品中的铬含量。

火花放电原子发射光谱法可以快速准确地测定不锈钢中碳、铬、镍、钼、锰、氮等元素的含量。但该方法只能测定不锈钢主要元素的含量，而不能测定微量元素的含量。而且需要使用特定的化学试剂和操作程序，对实验室条件和操作人员技能要求较高。

X射线荧光光谱法：

这是一种无损、快速、半定量的分析方法，可以分析不锈钢中的铁、铬、镍、钛、铝等元素。但这种方法不太准确，只能做简单的定性分析，不能定量分析。

湿法分析方法：

单元素分析法操作过程繁琐，但可以同时分析多种元素，适合大批量样品的分析。如果样品中含有多种微量元素，则需要采用专门的湿式分析方法，如ICP-OES，可以同时分析多种元素。

ICP-OES是一种电感耦合等离子体发射光谱法，简称ICP-OES分析方法，可用于测定钢铁材料中的硅、锰、磷、硫、氧等元素。ICP-OES法还可用于不锈钢材料成分的分析。

ICP-OES法的原理是利用待测样品作为阴极，经直流高压电场激发后，产生大量气态自由基，这些自由基通过碰撞与周围溶液中的目标元素形成浓度梯度，最终逸出探头并被检测器接收，根据背景干扰、信号强度等因素对特征信号进行处理分析，实现对样品中待测元素的测定。

不锈钢的耐腐蚀性能随碳含量的增加而下降，因此大多数不锈钢的碳含量较低，最多不超过1.2%，有的钢的ωc（碳含量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。不锈钢中的主要合金元素是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢才会耐腐蚀，因此不锈钢的Cr（铬）含量一般至少为10.5%。不锈钢还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。

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