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不锈钢简介

   1、不锈钢发展简史

不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。在冶金学和材料科学领域中,依据钢的主要性能特征,将含铬量大于12%,且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称为不锈钢,不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于钢表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成。狭义的不锈钢是指在大气中不容易生锈的钢,广义的不锈钢指在特定条件下的酸、碱、盐中耐蚀的钢。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于钢的表面上富铬氧化膜(钝化膜)的形成,这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明,钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中,其耐蚀性随钢中铬含量的提高而增加,当铬含量≥10%时,钢的耐蚀性发生突变,即从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。所以通常称不锈钢是铬含量为12%以上的铁基合金。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点,所以在汽车、建筑、电梯、轨道运输车辆、石油化工、原子能、轻工、纺织、食品、家用器械等方面得到广泛的应用。通常对在大气、水蒸汽和淡水等腐蚀性较弱的介质中具有不锈性和耐腐蚀性的钢种称不锈钢;对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导致了它们具有不同的耐蚀性,前者合金化程度低,一般不耐酸;后者合金化程度高,既具有耐酸性又具有不锈性。

20世纪初,冶金学家基于对铬在钢中作用的深入认识,发明了不锈钢,从发现到工业应用大约经历了十年。自20世纪60年代末期以来,各种精炼设备和连铸设备陆续投产,将不锈钢生产水平推向快速发展阶段。

我国不锈钢生产起步较晚,工业化生产开始于1952年。目前已形成了较完整的不锈钢系列,产量规模也已跃居世界首位,但在钢种结构、产品质量控制、产品深加工等方面与国外工业发达国家相比仍有一定差距。目前通过中外合资或改造扩建,生产装备方面已接近世界先进水平。

2、不锈钢在国民经济中的作用

不锈钢作为重要的金属材料,在中国其产量占钢总产量的1%以上,而西方工业发达国家通常为210%之间。由于不锈钢具有良好的耐蚀性、力学性能和工艺性能,因此广泛应用于化工、石油化工、原子能、航天航空、能源、交通、轻工、纺织、民用五金等各个工业部门,成为这些领域建设和发展不可缺少的重要材料。例如,建一座大型核电站需要1000t不锈钢产品,建设十座年产30t合成氨和生产52t尿素的大型化肥厂需耗费各种不锈钢材近千t。上述仅是几个典型实例,说明了没有不锈钢材就没有现代化学加工工业和现代国防工业。在当今高科技飞速发展的时代,不锈钢是使之变成生产力的基础,缺少这种基础原材料,一些先进技术只能停留在概念设计阶段,难于使各类工程设计变成现实。为此,各工业发达国家,十分重视不锈钢的研究和发展,因而倾注了大量人力和物力开发了近200多个牌号并建成了一系列具有先进工艺水平的生产装备,以保证日益发展的经济建设对不锈钢的需求。一个国家不锈钢的研究和生产水平,包括材料生产和使用水平,是衡量一个国家特殊钢水平高低的重要标志之一,也是一个国这综合经济和人民生活水平的重要标志。

    3、发展趋势和展望

  由于Ni价格昂贵,并且波动剧烈,奥氏体不锈钢产量占7080%的比例将会将会逐渐下降,预计维持在5060%,其中低碳、超低碳奥氏体不锈钢为主导钢种,如0Crl9Ni900Crl9Nill0Crl7Ni12Mo200Crl7Ni14Mo2值得重视的是高氮奥氏体不锈钢中的研制。节约镍资源仍然是奥氏体不锈钢的主要研究方向之一。

铁素体不锈钢仍以Crl7型钢为主,同时还要开发Crl2型。由于Ni价格问题,低成本的铁素体不锈钢将会得到越来越多的应用。解决脆性、提高其耐蚀性、通过冲压和表面等性能是今后研究的重点课题。根据不同的使用要求,开发不同级别C+N含量和含钼、钛、铌、铜等合金元素的铁素体不锈钢是另一重要研究方向。产品方向将以汽车排气系统用钢、厨卫家电制品、铁路轨道用钢等为主。

双相不锈钢发展起始于30年代,尽管目前其产量较少,但由于它具有高的强度、良好的耐磨蚀性能和优良的耐应力腐蚀性能、耐点蚀性能等,现代化学化工、纺织、造纸等工业已离不开它。Cr18型、Cr22型和Cr25型钢种系列化以及含钨、钼、铜、氮等合金元素和各种双相钢的开发是双相钢的重要研究方向。

马氏体不锈钢发展的方向是解决耐磨性较差及疲劳强度比较低的问题。


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