不锈钢的分类及其应用领域

刘静

铬的质量分数大于12%的钢，在空气、水、蒸汽中能不受腐蚀和生锈的钢称为不锈钢。不锈钢实际上是不锈钢和耐蚀钢的总称，不锈钢的发明与使用，要追溯到第一次世界大战时期。英国科学家亨利·布雷尔利受英国政府军部兵工厂委托，研究武器的改进工作。那时，士兵用的步枪枪膛极易磨损，布雷尔利想发明一种不易磨损的合金钢。布雷尔利发明的不锈钢于1916年取得英国专利权并开始大量生产，至此，从垃圾堆中偶然发现的不锈钢便风靡全球，亨利·布雷尔利也被誉为“不锈钢之父。

不锈钢的发明在冶金史上有着极其重要的意义，这不仅体现在一个新钢种的诞生，而且更重要的是使钢有了更广泛的用途。尽管目前所使用的不锈钢种类很多，但可以说这些钢都是在20世纪初所发明的3种基本不锈钢，即奥氏体型、马氏体型和铁素体型不锈钢的上发展起来的，之后不锈钢的研究开发有了更大的发展。30年代法国开发出了双相不锈钢；30年代中期美国研发了沉淀硬化型不锈钢，形成了5种基本不锈钢类型。后来又出现了节镍型不锈钢、高纯铁素体型不锈钢、超低碳奥氏体型不锈钢及马氏体时效不锈钢等多种适用于各种腐蚀环境的不锈钢。

一、不锈钢分类

不锈钢按其金相组织可分为奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢。

（一）奥氏体不锈钢

奥氏体不锈钢的室温组织为奥氏体，它是在高铬不锈钢中加入适当的镍而形成的。

奥氏体不锈钢中含Cr约18%、Ni 8%～25%、C约0.1%时，才具有稳定的奥氏体组织。奥氏体不锈钢是在Cr18Ni9铁基合金基础上，随着用途的不同，发展了六大系列奥氏体不锈钢。

奥氏体不锈钢常用牌号：（1）1Cr17Mn6Ni15N；（2）1Cr18Mn8Ni5N；（3）1Cr18Ni9；（4）1Cr18Ni9Si3；（5）06Cr19Ni10；（6）00Cr19Ni10；（7）0Cr19Ni9N；（8）0Cr19Ni10NbN；（9）00Cr18Ni10N；（10）1Cr18Ni12；（11）0Cr23Ni13；（12）0Cr25Ni20；（13）0Cr17Ni12Mo2；（14）00Cr17Ni14Mo2；（15）0Cr17Ni12Mo2N；（16）00Cr17Ni13Mo2N；（17）1Cr18Ni12Mo2Ti；（18）0Cr18Ni12Mo2Ti；（19）1Cr18Ni12Mo3Ti；（20）0Cr18Ni12Mo3Ti；（21）0Cr18Ni12Mo2Cu2；（22）00Cr18Ni14Mo2Cu2；（23）0Cr19Ni13Mo3；（24）00Cr19Ni13Mo3；（25）0Cr18Ni16Mo5；（26）1Cr18Ni9Ti；（27）0Cr18Ni10Ti；（28）0Cr18Ni11Nb；（29）0Cr18Ni13Si4；

奧氏体不锈钢这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。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，另外还可用作装饰品的主体材料。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。

（二）铁素体不锈钢

铁素体不锈钢常用牌号：（1）1Cr17；（2）00Cr30Mo2；（3）00Cr17；（4）00Cr17；（5）1Cr17Mo；（6）00Cr27Mo；

铁素体不锈钢是在室温状态下组织以铁素体为主的不锈钢。含铬量在11%～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，这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。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。也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。

二、不锈钢的发展

我国不锈钢产业发展进步较晚，建国以来到改革开放前，我国不锈钢的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后，国民经济的快速发展，人民生活水平的显著提高，拉动了不锈钢的需求。进入上世纪90年代后，我国不锈钢产业进入快速发展期，不锈钢需求的增速远高于全球水平。1990年以来，全球不锈钢表观消费量以年均6%的速度增长，而90年代的10年间，我国不锈钢表观消费量是世界年均增长率的2.9倍。进入21世纪，我国不锈钢产业高速增长。从不锈钢应用行业分析，汽车工业是当前发展最快的不锈钢应用领域。中国家电行业是不锈钢应用潜在的大市场。另外，不锈钢在建筑业、环保工业、工业设施中的需求也逐年上升，具体来看。

汽车工业：采用高强度不锈钢制造车体结构可大大降低车辆自重，增强车体结构的强度，用不锈钢做车辆的面板与装饰部件可减少维护成本。此外，不锈钢还因具有抗氯离子腐蚀和耐热的优点而被由于汽车的排气系统。现在，日本、美国、瑞典等国已大量使用不锈钢车辆。日本从80年代开始推广，目前其不锈钢火车车辆已达60%。轿车工业是不锈钢应用的开发重点。

建筑业：它是不锈钢应用最早的领域之一。在建筑装饰方面，目前，不锈钢主要用在高层建筑的外墙、室内及外柱的包覆，扶手、地板、电梯壁板、门窗、幕墙等内外装饰及构件。经表面处理、着色、镀层的不锈钢板，解决了触摸后易出现手印等问题，使不锈钢的应用范围进一步扩大。

环保工业：工业废气、垃圾和污水处理装置需采用不锈钢制造。在烟气脱硫过程中，为抵御二氧化硫及氯离子、铁离子的腐蚀，在吸收塔、冷却器、泵、阀门、烟道等处需要采用双相不锈钢及高牌号奥氏体不锈钢。垃圾焚烧炉、废水处理等设施都需要采用高性能不锈钢材料制作。

工业设施：发达国家工业设施采用的不锈钢比例一般可到15%-20%，目前国内的应用比例还很小。化工、石化、化纤、造纸、食品、医药、能源（核电、火电、燃料电池）等领域都需要不锈钢。此外，现有进口设备已进入检修期。随着国产不锈钢产品质量的提高及特殊牌号产品的开发，今后国内工业设施方面不锈钢的应用将会逐年增加。

家电业：在家电业，不锈钢用量大的是自动洗衣机内筒、热水器内胆、微波炉内外壳体、冰箱内衬，且多采用铁素体不锈钢。西欧家用电不锈钢的比例较大，亚洲除日本接近欧洲水平外一般用得较少。1999年，日本家电业铁素体、马氏体类不锈钢的消费量达到28%，奥氏体的占到12%。我国生产的微波炉、冰箱、空调、电视等已是世界上具有竞争力的出口产品，国内家电行业是不锈钢应用的潜在大市。