不鏽鋼之所以不生鏽,裡面含有什么元素

時間 2022-01-14 16:10:08

1樓:匿名使用者

不鏽鋼是指在空氣、水、蒸汽等弱腐蝕介質中不生鏽和在酸、鹼、鹽溶液等強腐蝕介質中耐腐蝕的鋼。其中一些在弱腐蝕介質中不生鏽的鋼,不一定在強腐蝕介質中耐腐蝕,而在強腐蝕介質中耐腐蝕的鋼,一般都具有良好的不鏽性。

不鏽鋼是在碳素鋼的基礎上新增一定含量的鉻元素冶煉製成。它為什麼不生鏽耐腐蝕呢?主要原因就在於鋼中含有鉻。

由於鉻的影響,在腐蝕介質的作用下,鋼件表面生成一層堅固緻密的氧化物膜,稱作“鈍化膜”。這層膜極薄而透明,肉眼幾乎看不到,看到的依然是銀亮光澤的金屬表面。這層膜使金屬與外界的介質隔離,阻止金屬被進一步腐蝕;並且還具有自我修復的能力,如果一旦遭到破壞,鋼中的鉻會與介質中的氧重新生成鈍化膜,繼續起保護作用。

碳素鋼與這就不一樣。在腐蝕介質的作用下,碳素鋼表面會很快生成鬆散的氧化鐵層,就是常說的鏽,它不能阻止金屬與介質隔離,外界的氧原子不斷往內擴散而使鋼件繼續生鏽、腐蝕,以致完全破壞。

不鏽鋼能夠不生鏽、耐腐蝕,所需要的最低鉻含量是多少呢?美國、歐洲標準中規定為不小於10.5%(質量分數,後同),日本工業標準規定一般不小於約11%,我國一般認為不小於12%。

實際上,不鏽鋼的耐腐蝕效能,對鉻元素的含量要求,取決於腐蝕介質的種類、濃度、溫度、壓力、流動速度,以及鋼中除鉻以外的其它合金元素等許多因素。

為了使不鏽鋼既具有良好的耐腐蝕效能,又具有良好的力學和物理等其它效能,根據不同要求,鋼中除新增較高含量的合金元素鉻以外,還匹配新增鎳、鉬、錳、氮等其它合金元素。這樣,不僅可以改變鈍化膜的化學組成,強化它在苛刻介質中的耐腐蝕能力,而且使鋼材還能獲得足夠的強度、塑性和韌性,以及良好的工藝效能,如可焊接性、加工成型性等。

2樓:匿名使用者

通俗地說,不鏽鋼就是不容易生鏽的鋼,實際上一部分不鏽鋼,既有不鏽性,又有耐酸性(耐蝕性)。不鏽鋼的不鏽性和耐蝕性是由於其表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。這種不鏽性和耐蝕性是相對的。

試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含水量的增加而提高,當鉻含量達到一定的百分比時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生鏽到不易生鏽,從不耐蝕到耐腐蝕。當不鏽鋼管表面出現褐色鏽斑(點)的時候,人們大感驚奇:認為 “不鏽鋼是不生鏽的,生鏽就不是不鏽鋼了,可能是鋼質出現了問題”。

其實,這是對不鏽鋼缺乏瞭解的一種片面的錯誤看法。不鏽鋼在一定的 條件下也會生鏽的。 不鏽鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不鏽性,同時也具有在含酸、鹼、鹽的介質中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。

但其抗腐蝕能力的大小是 隨其鋼質本身化學組成、加互狀態、使用條件及環境介質型別而改變的。 如304鋼管,在乾燥清潔的大氣中,有絕對優良的抗鏽蝕能力,但將它移到海濱地區,在含有大量鹽份的海霧中,很快就會生鏽了;而316鋼管則表現良好。因此,不是任何一種不鏽鋼,在任何環境下都能耐腐蝕, 不生鏽的

不鏽鋼裡面含有什麼成分,為什麼有的不鏽鋼會生鏽?

3樓:多榮及和風

不鏽鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低,因此,大多數不鏽鋼的含碳量均較低,有些鋼的wc甚至低於0.03%(如00cr12)。不鏽鋼中的主要合金元素是cr,只有當cr含量達到一定值時,鋼才有耐蝕性。

因此,不鏽鋼一般wcr均在13%以上。不鏽鋼中還含有ni、ti、mn、n、nb等元素。

不鏽鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅固細密的的繼續滲入、繼續氧化,而獲得抗鏽蝕的能力。一旦有某種原因,這種薄膜遭到了不斷地破壞,空氣或液體就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏鬆的氧斷地鏽蝕。

不鏽鋼為什麼會不生鏽?是哪種元素在起作用?

4樓:

不鏽鋼所以不生鏽,原因就在於裡面含有金屬鉻。鉻是化學元素週期表中第24號元素,符號為cr。不鏽鋼裡不但必須含鉻,而且必須含有一定數量的鉻才能達到防鏽效果。

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不鏽鋼中各元素的作用

5樓:

不鏽鋼中cr,ni,mo,ti各元素的作用是增強不鏽鋼的效能。具體的作用如下:

1、不鏽鋼中cr的作用

在不鏽鋼中加入鉻(cr)促進了鋼的鈍化並使鋼保持穩定鈍態。

鉻可以提高鋼的耐氧化性介質和酸性氯化物介質的效能;在鎳以及鉬和銅複合作用下,鉻可以提高鋼耐一些還原性介質,有機酸,尿素和鹼介質的效能;鉻還能提高鋼耐區域性腐蝕,比如晶間腐蝕。

2、不鏽鋼中ni的作用

在不鏽鋼中加入鎳(ni)能夠改變不鏽鋼的力學效能。隨著不鏽鋼中鎳含量的增加,鋼的強度降低而塑性提高。此外鎳還可顯著提高不鏽鋼的熱加工效能,從而顯著提高不鏽鋼鋼的成材率。

3、不鏽鋼中mo的作用

在不鏽鋼中加入鉬(mo)可以使不鏽鋼基體強化,從而提高不鏽鋼的高溫強度和蠕變效能。因此含鉬不鏽鋼也常在高溫下應用。

4、不鏽鋼中ti的作用

在不鏽鋼中加入鈦(ti)可提高不鏽鋼耐晶間腐蝕以及提高不鏽鋼的高溫強度。

6樓:匿名使用者

1、鉻cr

鉻是不鏽鋼的基本成分,增加鉻含量,對提高不鏽鋼對氧化性酸的耐腐蝕性極為有效,同時也使耐點腐蝕性提高。是主要鐵素體形成元素,鉻與氧結合能生成耐腐蝕的cr2o3鈍化膜,是不鏽鋼保持耐蝕性的基本元素之一,鉻含量增加可提高鋼的鈍化膜修復能力,一般不鏽鋼中的鉻含量必須在12%以上。

2、鎳ni

鎳是奧氏體不鏽鋼的基本元素之一,鎳在不鏽鋼中的主要作用在於它改變了鋼的晶體結構。在不鏽鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結構,從而改善諸如可塑性、可焊接性和韌性等不鏽鋼的屬性,所以鎳被稱為奧氏體形成元素。

隨著含鎳量的提高,奧氏體鋼的硬度,抗拉強度下降,韌性提高,耐應力腐蝕效能提高。含鎳量低的奧氏體不鏽鋼是不穩定的,進行冷加工後,奧氏體顯著硬化,韌性下降。鎳對非氧化性酸及中性氯化物溶液有顯著的耐腐蝕性,但對高溫含硫氣體是不耐腐蝕的。

3、碳c

碳含量增加可提高強度。碳可以與不鏽鋼中的其它元素形成化合物cr23c6、nbc、tic、tac等碳化物。對耐腐蝕性而言,當固溶奧氏體中的碳與鉻形成cr23c6析出時,使鋼對晶間腐蝕、點腐蝕的敏感性急劇上升,因此對耐腐蝕要求高的裝置,要採用含碳量低的(在0.

03%以下)的不鏽鋼。碳是強烈的奧氏體形成元素,可顯著提高鋼的強度,另外碳對耐腐蝕性也有不利的影響。

4、鉬mo

鉬能使不鏽鋼的基體強化,並提高不鏽鋼的高溫強度和蠕變效能。鉬的加入使不鏽鋼的鈍化膜穩定,能提高耐腐蝕性。特別在氯化物溶液中,鉬能改善耐點腐蝕的效能,並有效地抑制縫隙腐蝕。

是碳化物形成元素。

所形成的碳化物極為穩定,能阻止奧氏體加熱時的晶粒長大,減小鋼的過熱敏感性,另外鉬元素能使鈍化膜更緻密牢固,從而有效提高不鏽鋼的耐cl-腐蝕性;含mo不鏽鋼一般不用於耐硝酸腐蝕。不含mo的不鏽鋼,是不能用於耐硫酸腐蝕。

5、鈦ti、鈮nb

可防止晶間腐蝕,提高不鏽鋼的高溫強度。鈦的析出物使得不鏽鋼的耐點腐蝕效能顯著降低。是強碳化物形成元素,能提高鋼的耐晶間腐蝕能力。

但碳化鈦對不鏽鋼的表面質量有不利影響,因此在表面要求較高的不鏽鋼中一般通過新增鈮來改善效能。

不鏽鋼中的 鎳ni、鈦ti、鈮nb、鉬mo都有防腐蝕作用。

7樓:火樹木林

碳(c):鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和衝擊性降低,當碳量0.23% 超過時,鋼的焊接效能變壞,因此用於焊接的低合金結構鋼,含碳量一般不超過0.

20%,碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易鏽蝕;此外,碳能增加鋼的冷脆性和時效敏感性。

矽(si):在鍊鋼過程中加矽作為還原劑和脫氧劑,所以鎮靜鋼含有0.15-0.

30%的矽。如果鋼中含矽量超過0.50-0.

60%,矽就算合金元素。矽能顯著提高鋼的彈性極限,屈服點和抗拉強度,故廣泛用於作彈簧鋼。在調質結構鋼中加入1.

0-1.2%的,強度可提高15-20%。矽和鉬、鎢、鉻等結合,有提高抗腐蝕性和抗氧化的作用,可製造耐熱鋼。

含矽1-4%的低碳鋼,具有極高的導磁率,用於電器工業做矽鋼片。矽量增加,會降低鋼的焊接效能。

錳(mn):在鍊鋼過程中,錳是良好的脫氧劑和脫硫劑,一般鋼中含錳0.30-0.

50%。在碳素鋼中加入0.70%以上時就算“錳鋼”,較一般鋼量的鋼不但有足夠的韌性,且有較高的強度和硬度,提高鋼的淬性,改善鋼的熱加工效能,如16mn鋼比a3屈服點高40%。

含錳11-14%的鋼有極高的耐磨性,用於挖土機剷鬥,球磨機襯板等。錳量增高,減弱 鋼的抗腐蝕能力,降低焊接效能。

磷(p):在一般情況下,磷是鋼中有害元素,增加鋼的冷脆性,使焊接效能變壞,降低塑性,使冷彎效能變壞。因此通常要求鋼中含磷量小於0.045%,優質鋼要求更低些。

硫(s):硫在通常情況下也是有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的延展性和韌性,在鍛造和軋製時造成裂紋。

硫對焊接效能也不利,降低耐腐蝕性。所以通常要求硫含量小於0.055%,優質鋼要求小於0.

040%。在鋼中加入0.08-0.

20%的硫,可以改善切削加工性,通常稱易切削鋼。

鉻(cr):在結構鋼和工具鋼中,鉻能顯著提高強度、硬度和耐磨性,但同時降低塑性和韌性。鉻又能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性,因而是不鏽鋼,耐熱鋼的重要合金元素。

鎳(ni):鎳能提高鋼的強度,而又保持良好的塑性和韌性。鎳對酸鹼有較高的耐腐蝕能力,在高溫下有防鏽和耐熱能力。但由於鎳是較稀缺的資源,故應儘量採用其他合金元素代用鎳鉻鋼。

鉬(mo):鉬能使鋼的晶粒細化,提高淬透性和熱強效能,在高溫時保持足夠的強度和抗蠕變能力(長期在高溫下受到應力,發生變形,稱蠕變)。結構鋼中加入鉬,能提高機械效能。

還可以抑制合金鋼由於火而引起的脆性。在工具鋼中可提高紅性。

鈦(ti):鈦是鋼中強脫氧劑。它能使鋼的內部組織緻密,細化晶粒力;降低時效敏感性和冷脆性。改善焊接效能。在鉻18鎳9奧氏體不鏽鋼中加入適當的鈦,可避免晶間腐蝕。

釩(v):釩是鋼的優良脫氧劑。鋼中加0.5%的釩可細化組織晶粒,提高強度和韌性。釩與碳形成的碳化物,在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。

鎢(w):鎢熔點高,比重大,是貴生的合金元素。鎢與碳形成碳化鎢有很高的硬度和耐磨性。在工具鋼加鎢,可顯著提高紅硬性和熱強性,作切削工具及鍛模具用。

鈮(nb):鈮能細化晶粒和降低鋼的過熱敏感性及回火脆性,提高強度,但塑性和韌性有所下降。在普通低合金鋼中加鈮,可提高抗大氣腐蝕及高溫下抗氫、氮、氨腐蝕能力。

鈮可改善焊接效能。在奧氏體不鏽鋼中加鈮,可防止晶間腐蝕現象。

鈷(co):鈷是稀有的貴重金屬,多用於特殊鋼和合金中,如熱強鋼和磁性材料。

銅(cu):武鋼用大冶礦石所煉的鋼,往往含有銅。銅能提高強度和韌性,特別是大氣腐蝕效能。

缺點是在熱加工時容易產生熱脆,銅含量超過0.5%塑性顯著降低。當銅含量小於0.

50%對焊接性無影響。

鋁(al):鋁是鋼中常用的脫氧劑。鋼中加入少量的鋁,可細化晶粒,提高衝擊韌性,如作深衝薄板的08al鋼。

鋁還具有抗氧化性和抗腐蝕效能,鋁與鉻、矽合用,可顯著提高鋼的高溫不起皮效能和耐高溫腐蝕的能力。鋁的缺點是影響鋼的熱加工效能、焊接效能和切削加工效能。

硼(b):鋼中加入微量的硼就可改善鋼的緻密性和熱軋效能,提高強度。

氮(n):氮能提高鋼的強度,低溫韌性和焊接性,增加時效敏感性。

稀土(xt):稀土元素是指元素週期表中原子序數為57-71的15個鑭系元素。這些元素都是金屬,但他們的氧化物很象“土”,所以習慣上稱稀土。

鋼中加入稀土,可以改變鋼中夾雜物的組成、形態、分佈和性質,從而改善了鋼的各種效能,如韌性、焊接性,冷加工效能。在犁鏵鋼中加入稀土,可提高耐磨。

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