不锈钢的表面加工
    　不锈钢所具有的多种表面加工拓宽了它的应用领域，不同的表面加工使不锈钢表面各异，使其在应用中各具独到之处。
    　腐蚀环境要求光滑的表面是因为表面光滑不容易积垢。污垢的沉积会使不锈钢生锈甚至造成腐蚀。卫生条件对许多行业是很重要的，例如，食品加工、餐饮、酿造和化工等，在这些应用领域，表面必须便于每天清洗，而且经常要用化学清洗剂。不锈钢是这方面的最佳材料，在公共场所，不锈钢的表面经常会被胡写乱画，但是，它的一个重要特性是可以将它们清洗掉，这是不锈钢优于铝的一个显著特点。清理不锈钢表面时应顺着不锈钢的纹路清理，因为有些表面加工的纹路是单向性的。
    不锈钢最适用于医院或其它卫生条件至关重要的领域，如：食品加工、餐饮、酿造和化工，这不仅是因为它便于每天清洗，有时还要使用化学清洗剂，而且还因为它不易滋生细菌。试验表明不锈钢在这方面的性能与玻璃和陶瓷相同。

    1．表面加工的基本种类
    可以用于不锈钢的表面加工大致有四种，它们可以结合起来使用，变换出更多的最终产品。
    四个种类有：轧制表面加工、机械表面加工、化学表面加工、网纹表面加工。
    还有一些专用的表面加工，不过无论指定哪一种表面加工，都应遵循以下步骤：
    ①与制造厂家一起商定需要的表面加工，最好准备一个样品，作为今后批量生产的标准。
    ②大面积使用时（如复合板，必须保证所用的基底卷板或卷材采用的是同一批次。
    ③选择表面加工时应考虑到制作工艺，例如：为了除去焊珠，可能要对焊缝进行修磨，而且还要恢复原有的表面加工。
    ④对于有些表面加工、修磨或抛光的纹路是有方向性的，被称为单向的。如果使用时使这种纹路垂直而不是水平，污物就不易附着在上面，而且容易清洗。
    ⑤无论采用哪种精加工都需要增加工艺步骤，因此要增加费用，所以，选择表面加工时要慎重。
    因此，设计人员和制造厂家等有关人员需要对不锈钢的表面加工有所了解。通过彼此之间的友好合作和相互交流，一定会获得所期望的效果。

    2．标准表面加工
    许多种表面加工一直是采用编号或其它分类方法表示、它们都被编入了有关的标准中，如：英国标准BS1449和美国钢铁协会不锈钢生产者委员会标准。

    3．轧制表面加工
    板材和带材有三种基本的轧制表面加工，它们是通过板材和带村的生产工艺表示的。
    No.1：经过热轧、退火、酸洗和除鳞。处理后的钢板表面是一种黯淡表面，有点粗糙。
    No.2D：比N0.1表面加工好，也是黯淡表面。经过冷轧、退火、除鳞，最后用毛面辊轻轧。
    No.2B：这是建筑应用中最常用的，除在退火和除鳞后用抛光辊进行最后一道轻度冷轧外，其它工艺与2D相同，表面略有些发光，可以进行抛光处理。
    No.2B光亮退火：这是一种反射性表面，经过抛光辊轧制并在可控气氛中进行最终退火。光亮退火仍保持其反射表面，而且不产生氧化皮。由于光亮退火过程中不发生氧化反应，所以，不需要再进行酸洗和钝化处理。

    4．抛光表面加工
    No.3：由3A和3B表示。
    3A：表面经过均匀地研磨，磨料粒度为80～100。
    3B：毛面抛光，表面有均匀的直纹，通常是用粒度为180～200的砂带在2A或2B板上一次抛磨而成。
    No.4：单向表面加工，反射性不强，这种表面加工可能在建筑应用中用途最广。其工艺步骤是先用粗磨料抛光，最后再用粒度为180的磨料研磨。
    No.6：是对No.4的进一步改进，是在磨料和油介质中用坦皮科抛光刷抛光No．4表面。英国标准1449中没有该表面加工，但在美国标准中可以查到。
    No.7：被称为光亮抛光，是对已经磨得很细但仍有磨痕的表面进行抛光。
    通常使用的是2A或2B板，用纤维或布抛光轮和相应的抛光膏。
    No.8：镜面抛光表面，反射率高，通常被称为镜面表面加工，因为它反射的图像很清晰。
    用细磨料对不锈钢连续抛光，然后再用非常细的抛光膏打磨。
    官方标准和文献中描述的表面加工只是一般性的介绍，样本才能最直观地表示表面加工的种类。抛光或金属精加工厂家将提供各种表面加工的样品，用户应同他们进行讨论。

    5. 表面粗糙度
    轧制表面加工和抛光表面加工的分类是说明能够达到的程度，另一个有效的表示方法是测量表面粗糙度。标准的测量方法被称为CLA（中心线平均值），测量仪在钢板表面横向移动，记录下峰谷的变化幅度。CLA的编号越小，表面越光滑。从下表中的表面加工和CLA编号可以看出不同等级的最终结果。

注：EP=电解抛光，大致可将峰谷的变化幅度减少到原表面的1/2。

    6．电解抛光
    这是一种金属清除工艺，在此工艺中不锈钢作为电解液中的阳极，通电后金属从表层除去。
    该工艺通常用于零部件的加工，因为它们的形状难以用传统方法进行抛光。
    该工艺常用于冷轧钢板的表面，因为其表面比热轧钢板的表面光滑。
    但是电解抛光会使表面的杂质更明显，特别是钛和铌稳化的材料会由于粒状杂质使焊缝区出现差异。
    小焊疤和锐棱可以通过该工艺清除掉。该工艺着重处理表面上的突出部分，优先对
它们进行溶解。
    电解抛光工艺是将不锈钢浸泡在加热的液体中，液体的配比涉及到许多专有技术和专利技术。
    奥氏体不锈钢的电解抛光效果很好。

    7．网纹表面加工
    不锈钢可以采用的花纹种类很多。
    使钢板具有添加花纹或网纹表面加工的优点如下：
    ①减少金属屋面材料皱缩（oil can-ning），该词是一个用来描述光亮材料表面的术语，这种表面从光学角度看不平。例如：大面积的装饰板，即使经过拉伸矫直或张力拉矫也很难使表面完全平直，因而会出现金属屋面材料皱缩。
    ②网纹图案可以减少在阳光下发出的眩光。
    ③花纹板如果有轻微的划痕和小面积压痕都不太明显。
    ④增大钢板的强度。
    ⑤为建筑师提供了选择的余地。
    有专利权的图案包括布纹（用于伦敦的埃德大厦）、镶嵌图案、珍珠状和皮革纹。还可以使用波纹和线状图案。
    花纹表面特别适合于内部装饰，如：电梯镶板、柜台、壁板和入口处。
    外部应用时应考虑到使不锈钢能够通过雨水和人工冲刷清洗表面，避免有易聚集污物和空中杂质的死角，以免造成腐蚀影响美观。

    8．毛面表面加工
    毛面表面加工是最常用的表面加工之一，它是在经过抛光或光亮退火的钢板表面用尼龙研磨带或刷进行抛光。

    9. 喷玻璃球或喷丸
    对于内部应用，如：电梯的内部，混合表面加工很受欢迎。
    这种混合工艺是通过喷玻璃球形成无泽表面，然后通过掩饰处理，覆上塑料膜，成抛光表面加工，最后形成抛光和无泽的混合表面。
    不锈钢砂丸也可以用于类似的工艺。
    要使用的玻璃球或丸粒事先绝不能在其它材料上使用，尤其不能在碳钢上。因为碳钢的粉粒会嵌入到不锈钢表面，很容易造成腐蚀。
    陶瓷球也可以作为喷料。

    10．蚀刻表面加工
    通过覆膜工艺将图案标在钢板表面，再将钢板浸在三氯化铁酸液（o级）中，将未覆膜的部分浸蚀掉，在不锈钢的表面形成美丽的图案。
不锈钢的耐腐蚀性及其种类
1.腐蚀的种类和定义
在众多的工业用途中，不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看，除机械失效外，不锈钢的腐蚀主要表现在：不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀（亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀）。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上，很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。
应力腐蚀开裂（SCC）：是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌，但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力（不论是残余应力还是外加应力，或者两者兼而有之）和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值，要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上，穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹，而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹，当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时（此处，承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力），则材料就按正常的裂纹（在韧性材料中，通常是通过显微缺陷的聚合）而断开。因此，由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面，将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
点腐蚀：是一种导致腐蚀的局部腐蚀形式。
晶间腐蚀：晶粒间界是结晶学取向不同的晶粒间紊乱错合的界城，因而，它们是钢中各种溶质元素偏析或金属化合物（如碳化物和δ相）沉淀析出的有利区城。因此，在某些腐蚀介质中，晶粒间界可能先行被腐蚀乃是不足为奇的。这种类型的腐蚀被称为晶间腐蚀，大多数的金属和合金在特定的腐蚀介质中都可能呈现晶间腐蚀。
缝隙腐蚀：是局部腐蚀的一种形式，它可能发全于溶液停滞的缝隙之中或屏蔽的表面内。这样的缝隙可以在金属与金属或金属与非金属的接合处形成，例如，在与铆钉、螺栓、垫片、阀座、松动的表面沉积物以及海生物相接烛之处形成。
全面腐蚀：是用来描述在整个合金表面上以比较均勺的方式所发生的腐蚀现象的术语。当发生全面腐蚀时，村料由于腐蚀而逐渐变薄，甚至材料腐蚀失效。不锈钢在强酸和强碱中可能呈现全面腐蚀。全面腐蚀所引起的失效问题并不怎么令人担心，因为，这种腐蚀通常可以通过简单的浸泡试验或查阅腐蚀方面的文献资料而预测它。
2.各种不锈钢的耐腐蚀性能
304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。
301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。
302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。
302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。
303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。
304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。
304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。
305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。
308 不锈钢用于制作焊条。
309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性．
316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。
321、347及348 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。
水箱的由来

结构理论性：
以力学角度考虑形成凹筋凸面的形状，以此作为加强的强度，而刚性较平板之比大于七倍，公司在结构上又有自己的独到之处，与船的结构理论相结合，整体计算，肋骨构架随之而变化的柔性计算方式进行，并考虑整体的静水压力，风、雪、地震、温度、箱顶承受各种载荷。其理论计算持续了将近五年。研究-开发-中试（新产品奖、专利、上海市企业标准、国家企业标准）-反复提升。
压制方式：
早在九十年代初采用液压双动法成型，近年来公司为使产品更趋完善，提高使用寿命，耗资几十万进行技术提升，采用溶液成型法，模具有0.5m2、1m2、1.5m2，底板也采用2 m2压制板四种规格。
材料选用：
   　 SUS304、SUS316L均为奥氏体不锈钢，这类不锈钢具有很高的韧性（延伸率大于40%），冷加工和焊接性能良好。SUS444为铁素体不锈钢，韧性较差（延伸率20%），冷加工和焊接性能不及奥氏体不锈钢，但与常用的奥氏体不锈钢相比，耐点蚀，晶间腐蚀性能与SUS316L相似，而大大超过了SUS304，尤其在耐氯离子应力腐蚀性能方面高于其他不锈钢。

定义

不锈钢　　
        通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（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水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，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。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。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，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
奥氏体不锈钢　　
        在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni  8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
铁素体不锈钢　　
        在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。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。这类钢存在塑性差、焊后塑性和耐蚀性明显降低等缺点，因而限制了它的应用。炉外精炼技术（AOD或VOD）的应用可使碳、氮等间隙元素大大降低，因此使这类钢获得广泛应用。
奥氏体--铁素体双相不锈钢
        是奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
马氏体不锈钢
通过热处理可以调整其力学性能的不锈钢，通俗地说，是一类可硬化的不锈钢。典型牌号为Cr13型，如2Cr13  ,3Cr13  ,4Cr13等。粹火后硬
分类
          不锈钢钢种很多，性能又各异，常见的分类方法有：
        ①  按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。
        ②  按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类，如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。
        ③  按钢的性能特点和用途来分类，如耐硝酸（硝酸级）不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。
        ④按钢的功能特点分类，如低温不锈钢，无磁不锈钢，易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。
        目前常用的分类方法是按钢的组织结构特点和按钢的化学成分特点以及两者相结合的方法来分类。例如按钢的组织结构特点分为铁素体钢、马氏体钢、奥氏体钢、双相钢、沉淀硬化型钢五大类；按钢的化学成分特点分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类；两者相结合的方法分类为铁素体铬不锈钢、马氏体铬不锈钢、奥氏体铬镍不锈钢（包括奥氏体铬锰（氮）不锈钢）、奥氏体-铁素体双相不锈钢、沉淀硬化铬镍不锈钢五大类。
发展史
          不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重大成就。20世纪初，吉耶（L.B.Guillet）于1904年—1906年和波特万（A.M.Portevin）于1909—1911年在法国；吉森（W.Giesen）于1907—1909年在英国分别发现了Fe—Cr和Fe—Cr-Ni合金的耐腐蚀性能。蒙纳尔茨（P.Monnartz）于1908-1911年在德国提出了不锈性和钝化理论的许多观点。工业用不锈钢的发明者有：布里尔利（H.Brearly）1912—1913年在英国开发了含Cr12%—13%的马氏体不锈钢；丹齐曾（C.Dantsizen）1911—1914年在美国开发了含Cr14%—16%，C  0.07%  —0.15%的铁素体不锈钢；毛雷尔（E.Maurer）和施特劳斯（B.Strauss）1912—1914年在德国开发了含C<1%，Cr  15%—40%，Ni<20%的奥氏体不锈钢。1929年，施特劳斯（B.Strauss）取得了低碳18-8（Cr-18%，Ni-8%）不锈钢的专利权。为了解决18-8钢的敏化态晶间腐蚀，1931年德国的霍德鲁特（E.Houdreuot）发明了含Ti的18-8不锈钢（相当于现在的1Cr18Ni9Ti或AISI  321）。几乎与此同时，在法国的Unieux实验室发现了奥氏体不锈钢中含有铁素体时，钢的耐晶间腐蚀性能会得到明显改善，从而开发了γ+α双相不锈钢。1946年，美国的史密斯埃塔尔（R.Smithetal）研制了马氏体沉淀硬化型不锈钢17-4PH；随后既具有高强度又可进行冷加工成形的半奥氏体沉淀硬化不锈钢17-7PH和PH15-7Mo等相继问世。至少，不锈钢家族中的主要钢类，即马氏体、铁素体、奥氏体、α+γ双相以及沉淀硬化型等不锈钢*便基本齐全了，且一直延续到现在。当然，40-50年代，节Ni的Cr-Mn-N和Cr-Mn-Ni-N不锈钢，超低碳（C≤0.03%）奥氏体不锈钢；60年代，γ:α近于1的α+γ双相不锈钢和C+N≤150ppm的高纯铁素体不锈钢以及马氏体时效不锈钢的出现，虽然也属于不锈钢领域内的重大进展，但是，这些新钢种本质上仍属于前述五大类不锈钢，仅仅是具体钢类中某些钢种的新发展。不锈钢中，除C，Cr,Ni等元素外，根据不同用途对性能的要求，进一步用Mo,Cu,Si,N,Mn,Nb,Ti等元素合金化或进一步降低钢中的C,Si,Mn,S,P等元素，又研制出许多新钢种。例如，为解决氯化物的点蚀、缝隙腐蚀用的高纯、高铬钼铁素体不锈钢00Cr25Ni4Mo4，,00Cr29Mo4Ni2,00Cr30Mo2和高Mo含N的Cr-Ni双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N，00Cr25Ni7Mo3CuN等；为提高低碳、超低碳Cr-Ni奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性而出现的控氮不锈钢；为提高Cr-Ni奥氏体不锈钢耐局部腐蚀性能并抑制钢中金属间相的析出而研制的高Cr，Mo且高氮量的超级奥氏体不锈钢，如00Cr25Ni20Mo6CuN，00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN；为耐发烟硝酸以及耐浓硫酸（93%—98%）而发展的高硅（Si—6%）不锈钢。此外还有一些专用不锈钢问世，例如核能级，硝酸级、尿素级、食品级不锈钢等等。据统计，世界范围内已纳入各种标准（包括厂标）的牌号已有百余种，而未纳标的非标准牌号就更多了。尽管如此，目前各工业先进国家大量生产和广泛应用的不锈钢牌号，仅限于马氏体、铁素体和奥氏体类的近十几个牌号。
特点与性能
          我国用电弧炉大量生产不锈钢系在1949年以后，早期先生产Cr13型马氏体不锈钢，掌握生产技术后，大量生产18-8型Cr-Ni奥氏体钢，例如1Cr18Ni9Ti，则始于1952年。随后，为适应国内化学工业发展的需要，又开始生产含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。为了节约贵重元素镍，自1959年起开始仿制以Mn,N代Ni的1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N,1958年向AISI  204钢中加入Mo2%-3%，研制了1Cr18Mn10Ni5Mo3N(204+Mo),用于全循环法尿素生产装置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初，开始工业试制1Cr17Ti，1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等无镍铁素体不锈钢，并开始研究耐发烟硝酸腐蚀的高硅不锈钢1Cr17Ni14Si4ALTi（相当于苏联牌号ЭИ654），此钢种实际上是一种α+γ双相不锈钢。60年代开始，由于国内化工、航天、航空、原子能等工业发展的需要以及采用电炉氧气炼钢技术，一大批新钢种，如17-4PH，17-7PH，PH15-7Mo等沉淀硬化不锈钢，含C≤0.03%的超低碳不锈钢00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及无Ni的Cr-Mn-N不锈钢1Cr18Mn14Mo2N(A4)相继研制成功并投入了生产。70年代起，为解决化工、原子能工业中所出现的18-8型Cr-Ni钢的氯化物应力腐蚀问题，一些α+γCr-Ni双相不锈钢相继研制完成并正式生产和应用，主要钢号有1Cr21Ni5Ti，00Cr26Ni6Ti，00Cr26Ni7Mo2Ti，00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。

        00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是为了解决瑞典牌号3RE60焊后易出现单相铁素体组织，导致耐蚀性和韧性下降而发展的含N、Nb的α+γ双相不锈钢。到80年代，为解决氯化物的点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀破坏又研制和仿制了含N的第二代α+γ双相不锈钢，如00Cr22Ni5Mo2N,00Cr25Ni6Mo3N和00Cr25Ni7Mo3WCuN等，不仅使我国的双相不锈钢形成了系列，而且还深入研究了它们的组织和性能以及N在双相不锈钢中的作用机制。70年代以来，我国不锈钢材料研究工作的其它重要进展有：研制了高强度和超高强度的马氏体时效不锈钢并投入工业试制与应用；采用真空感应炉、真空电子束炉和真空自耗炉冶炼并批量生产了C+N≤150-250ppm的高纯铁素体不锈钢00Cr18Mo2、00Cr26Mo1和00Cr30Mo2；含Mo量≥4.5%的高Mo和高Mo含N的Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如研制成功00Cr20Ni25Mo4.5Cu、00Cr18Ni18Mo5（N）、00Cr25Ni25Mo5N等并在化工、石化和海洋开发中获得了应用；在解决浓硝酸腐蚀和固溶态晶间腐蚀方面，研制了00Cr25Ni20Nb和几种超低碳高硅不锈钢，80年代以来，超低碳并对钢中磷含量和α相量严加控制的尿素级不锈钢00Cr18Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N两种牌号研制完成，它们的板、管、棒材、锻件以及焊接材料均在大中型尿素工业中得到了应用，取得了满意的结果；由于一些特殊钢厂陆续建成冶炼不锈钢的炉外精炼设备，例如AOD（氩氧精炼炉）、VOD（真空氧精炼炉）等并已投产，我国不锈钢的冶炼技术上了一个新台阶。它不仅使低碳、超低碳不锈钢的生产变得轻而易举，而且使不锈钢的内在质量提高，成本降低。由于含Ti的18-8型Cr-Ni奥氏体钢存在一系列缺点，美、日等工业先进国家早在60年代便已经实现了由含Ti不锈钢到普遍采用低碳、超低碳不锈钢的过渡，而我国是在1985—1990年间才大力进行低碳、超低碳不锈钢的开发、生产与应用，取得了一些可喜的进展，例如1988年底我国低碳、超低碳18-8型不锈钢产量已占我国不锈钢产量的10%左右。但与不锈钢生产、应用的先进国家相比（例如日、美等国含Ti的18-8型Cr-Ni钢仅占不锈钢产量的1.5%左右），还存在着很大的差距。80年代，我国还开展了控氮（N  0.05%—0.10%）和氮合金化（N>0.10%）Cr-Ni奥氏体不锈钢的研制工作。试验表明，氮在Cr-Ni奥氏体不锈钢和双相不锈钢中是一种无价且非常有益的合金元素。对氮的强化作用，降低钢的晶间腐蚀敏感性，改善钢的耐蚀性，特别是改善钢的耐点蚀等方面的机制，正在进行深入的研究工作。几种控氮和氮合金化的Cr-Ni奥氏体不锈钢已结合工程需要投入了批量生产和应用。
 特点与用途

　　5.不锈钢的腐蚀与耐腐蚀的基本原理
        不锈钢的腐蚀定义为材料由于与其所处环境介质的反应而造成的破坏。对于含镍材料来说，腐蚀有两种主要形式：一种是均匀腐蚀，另一种是局部腐蚀。在海洋大气中的铁锈就是一种一般或均匀腐蚀的典型例子。此处金属在其整个表面上均匀地被腐蚀。在这种情况下，钢表面形成疏松层，这层腐蚀产物很容易去除。另一方面，像合金400这种耐腐蚀性较好的金属，它们在海洋大气中表现出良好的均匀抗腐蚀性。这是由于合金400可形成一种非常薄而坚韧的保护膜。均匀腐蚀是一种最容易处理的腐蚀形式，因为工程师可以定量地确定金属的腐蚀率并可精确地预测金属的使用寿命。
        由局部腐蚀而引起的破坏是很难预测的。因而，设备的寿命也不能精确地预计。这里给出几种局部腐蚀的例子。第一例是电化学腐蚀。当两种或多种不同的金属在某种导电液（电解液）存在条件下接触和连接时，电化学腐蚀就发生了。此时，两种金属间建立了势能差，同时电流将流动。电流会从抗腐蚀能力较差的金属（即阳极）流向抗腐蚀能力较强的金属（即阴极）。腐蚀由阴极上的反应情况而控制，如氢气的生成或氧气的还原。
        如果某一大的阴极面与某一小的阳极面相连接时，阳极和阴极之间即会产生大的电流流动。这种情况必须避免。另一方面，当我们将此情况颠倒一下，即让某一大的阳极面与小的阴极面相连接时，两种金属之间则会产生小的电流流动。这种情况是我们所期望的。
        在实用指南中，我们将位于某一容器或槽中的焊接金属接点设计为阴极。紧固件装置是这样设计的，即将阴极紧固件（小面积）与阳极件（大面积）连接在一起。此概念的例子是将钢板用铜铆钉铆接在一起并暴露在流动速度低的海水中，铜质固定件为小的阴极面，而钢板为大的阳极面。这种设计是非常便利的，而且可产生良好的相容性。
        另一方面，如果相反进行连接，即用钢铆钉来固定铜板，则在钢铆钉上会产生非常快的腐蚀。此时，铜板则由于钢的腐蚀而被阴极保护。有趣的是在这种情况下，铜离子的释放被停止，铜板将被海水中的有机物缠结。通常，铜的腐蚀可阻止缠结有机物的附着。在电厂设计中，电化学腐蚀是非常重要的，而且不应被忽视。
        第二个局部腐蚀的例子是浸蚀腐蚀。一块石头有可能堵塞在某一铜合金冷凝器的管子中。此时，石头的下游方向将立即产生紊流现象。这就会引起对铜保护氧化膜的浸蚀或磨损，并使未保护的铜合金金属暴露，以致产生进一步的腐蚀。这种循环趋于继续加剧浸蚀和腐蚀，直至造成管子穿孔为止。浸蚀腐蚀可通过采用良好的隔离技术来防止。
        电厂技术人员常碰到的第三种局部腐蚀形式是缝隙腐蚀。缝隙腐蚀或氧聚集电池腐蚀是当金属表面出现某种沉淀或附着物时产生的。
        正好在沉淀物下面或缝隙内，溶液中的氧含量是低的，在缝隙的外面大量溶液中的氧含量很高，这就建立了一个电池，其沉淀物下或缝隙中是阳极而其外面是阴极。含氯化物介质的缝隙的内部，PH值下降而氯化物浓集。这种酸性氯化物条件导致腐蚀加快并且是自动起媒介作用的。接着便发生了严重的局部腐蚀。
        这种腐蚀形式的例子可以在当一个不锈钢坚固件放置在一块不锈钢钢板上并暴露于含氯化物的水中时产生。缝隙腐蚀可以在螺栓头或垫圈作为阳极区时发生。防止沉淀物和结垢生成或使用高合金含量的材料将有助于减少缝隙腐蚀。
        点蚀（第四种局部腐蚀形式）与缝隙腐蚀相似，尤其是在扩展阶段。与缝隙腐蚀不同的是，点蚀在金属表面没有缝隙出现的情况下也可产生。与缝隙腐蚀相同的是，点蚀也是由于特殊的腐蚀剂如氯化物而造成的。它通常是由于金属表面上的某个缺陷而引起的。例如，在不锈钢或镍合金保护性氧化层中的某个缺陷。点蚀可通过采用抗腐蚀能力高的合金或消除引起点蚀的化学元素的方法来防止。
        一旦两种形式的腐蚀开始，则点蚀和缝隙腐蚀的扩展情况是相同的。金属离子，如不锈钢的铁离子，反应并形成亚铁离子。亚铁离子进一步氧化成三价铁离子。氯化物试图转移到坑或缝隙区内并且PH值降低至大约1或更低。在该区中氧含量很低。在坑或缝隙的外面大量溶液中，氧含量很高。
        随着坑的底部趋于阳极化，坑或缝隙的周围区趋于阴极化，于是电池电流的关系即被形成。当坑或缝隙中的腐蚀进一步扩展时，则变为自催化反应。三价铁离子与氯离子作用形成氯化铁。该反应不断重复并快速产生金属穿孔现象。点蚀或缝隙腐蚀是一种非常危险的腐蚀形式，因为它高度局部化并能快速造成金属的穿透破坏。
        第五种局部腐蚀形式为剥落腐蚀。在此情况下，金属表面上形成疏松、片状的腐蚀层。即使低速流动也会将腐蚀物的疏松层很容易地除去。于是，新的未腐蚀的金属又被暴露出来，从而将形成许多另外的片状层。再一次重复，这些片状层被很容易地除去并且过程在继续进行着。使用不易起化学反应的合金可以避免剥落腐蚀。
        第六种局部腐蚀形式为选择性浸出或脱合金成分腐蚀。在此情况下，一种元素，通常为最不易起化学作用的元素，被腐蚀介质有选择地去除而留下一个机械薄弱区。典型的例子是蒸汽和水介质中黄铜的脱合金化。它可取名为失锌现象，这里锌被有选择地去除而铜又被重新镀在金属表面上。这种形式的腐蚀现在已很少见到，它可通过采用不易经受脱合金化的合金来防止。
        晶间腐蚀（第七种形式）出现于某些特殊的合金中，通常当它们在焊接或热处理期间加热到其敏感温度区时即可能会发生晶间腐蚀。当诸如某些不锈钢合金加热到425-870℃，铬的碳化物即会在晶粒边界析出。导致碳化物附近出现贫铬区同时影响晶界区的钝化性。在特殊介质中，如硝酸或高温水中，可能出现低铬区的溶蚀现象。晶粒是以一种砂糖似的表面出现的。当用一取样器擦过时，它们很容易被擦掉。不锈钢和镍合金的晶间腐蚀可以通过采用低碳合金、加入碳化物形成元素如钛或铌，或利用稳定化退火来使之避免。
        应力腐蚀裂纹（SCC）是第八种局部腐蚀形式。产生应力腐蚀裂纹的条件有三种：
      ·敏感合金；
      ·外加或残余的拉应力；
      ·特殊腐蚀剂。
        应力腐蚀裂纹可能出现的一个典型例子是一条由AISI  316型不锈钢（UNS  S31600）制成的绝热蒸汽管线。绝热材料中可能存在的氯化物当其受到雨淋时即可转移到金属表面。这种情况满足了应力腐蚀裂纹的产生条件：一种敏感合金——316型不锈钢；一种特殊腐蚀剂——含氯化物的水；以及应力——冷加工的或焊接的管道。如果通过裂纹区做一横断面金相检查，将会观察到典型的穿晶（跨过晶粒和晶界）和分支裂纹。这就是奥氏体不锈钢的典型氯化物应力腐蚀裂纹。消除上述三种中的任何一种条件即可防止应力腐蚀裂纹的产生。
        局部腐蚀的最后一个例子是腐蚀疲劳。它出现于旋转零件中，如泵的轴。点蚀常发生在依次产生应力上升区的表面上。在存在周期性应力并伴随有腐蚀的应用场合中会导致疲劳裂纹的加速发展。疲劳条纹（标志）可在断口表面上很典型地观察到，它是腐蚀疲劳的警告征兆。使用高强度合金或减小应力的方法可以防止腐蚀疲劳。
        6.合金元素对不锈钢性能和特性的影响
        合金元素的影响：
        合金元素如铬、镍、钼和其他元素均含影响不锈钢和镍基合金的冶金组织、物理性能和抗腐蚀性。根据这些合金元素含量的不同，不锈钢可以是铁素体的、马氏体的、奥氏体的或双相组织的。
        1.铬
        不锈钢有一个基本元素，即它们都含铬。在含量大约为12%时，该元素通过自发形成一种稳定的、透明的钝化膜来延缓腐蚀。较高的合金含量可通过强化薄膜和快速自我修复薄膜来提高抗腐蚀性。商业品牌的不锈钢铬含量上限约为30%。
        所谓的γ环区（奥氏体）是在铬含量约为11-13%情况下产生的。如果其它奥氏体形成元素增加的话，铬含量可扩大至约16-18%  。特别应该注意的是碳、氮和镍的影响，它们可扩大稳定奥氏体的范围。图4-5表明了碳和氮元素的加入对边界移动的影响。
        如果不锈钢在加热和冷却过程中通过γ相区。它经过铁素体——奥氏体——马氏体转变，而称为马氏体不锈钢，一般这样的不锈钢是磁性的类似铁并且可以通过热处理使其硬化。
        另一方面，含铬17%的合金（很少甚至没有奥氏体形成元素）位于γ环的外边，保留了铁素体结构，但通过热处理不能使其硬化。也有磁性（由于铁素体结构）称之为铁素体不锈钢，铁素体不锈钢在所有温度下为一同相。
        铬称为铁素体形成元素。它有促使铁素体向奥氏体转变的倾向，对于非常低的碳含量，含铬量要超过13%，才能维持铁素体组织。在0.06%正常碳含量下，可能需要含铬18%  。
        2.镍
        如果铁用约18%的铬和8%的镍来合金化，γ环区则可扩大。铁素体仍然在形成，但转变速度非常缓慢，以致当含铬18%合金中的镍含量达到8%，甚至温度在零下时，奥氏体还继续存在。奥氏体合金的特征是虽然热处理也不能马氏体化和淬硬化。这些特征对所有奥氏体牌号都是共同的。由于镍可促进奥氏体相的稳定，所以它被称为奥氏体化元素。碳和氮很早就表现出它们有类似的性能，即允许用低的镍含量去达到相同的奥氏体级别或允许加入较多的辅助合金而不出现二次相沉淀。图4-7所示为含碳很低的三元合金在室温情况仍存在奥氏体的成分范围。
        奥氏体合金可以通过冷加工来硬化，与此同时产生少量的铁素体或马氏体，并具有轻微的马氏体特征，强度也有所提高。在生产异形铸造产品时，经过慎重考虑使之含有少量的铁素体，以改善其可铸造性并将成为引人注意的马氏体组织。
        镍可提高韧性和延展性，这就使之更容易加工、制造和焊接。同时，对酸的抗腐蚀能力也增强了，另外还可降低酸耗。镍还可提高保持钝
化膜的能力以及在腐蚀介质中的抗蚀能力
        3.钼
        钼可提高钝化膜的强度并可改善点蚀和缝隙腐蚀的抵抗能力，特别是在卤盐或海水中有氯离子存在的情况下。钼也可提高对氯化物应力腐蚀裂纹的抵抗能力。利用固溶强化的方法钼可提高奥氏体牌号的高温强度和马氏体牌号的抗回火能力。
        4.其它元素
        硅是一个铁素体形成元素；碳、氮、锰、铜和钴的作用和镍一样可以可促进奥氏体的形成。有时候对冶炼过程这些元素必然会出现并不是不可避免的，但是有时为了改善特殊性能它们是有意加入的。
碳和氮是间隙合金化元素，它们可提高室温和高温下的机械性能。此种改善也会导致屈服强度、拉伸强度和蠕变断裂值的提高。在奥氏体和双相不锈钢中，氮可提高抗点蚀能力并减少金属间相（б）在高温或焊接时析出的机会。
        硫、晒和铅可改善机械切削加工性能，但是有降低苛刻条件下耐腐蚀能力的趋向。
        钛和铌能优先与碳和氮结合形成碳化物和氮化物。这样就可以改善高温强度性能并阻止铬的碳化物的形成。如果形成铬的碳化物，则会在晶界附近形成贫铬区并使之对晶间腐蚀十分敏感。为了使加入的元素对稳定化不锈钢产生最大的效果，需要进行特殊的热处理。在ASTM技术规范中包括了该种热处理，它是作为一种补充要求加以规定的。铌对高温蠕变断裂强度也会有一些帮助。
        硅和铝可改善抗氧化性能。铜的加入可以提高对稀酸的抗酸能力，特别是对硫酸。铜的大量加入（3-4%）可生成一种具有低加工硬化率的合金，而且易于成形，如紧固件的冷顶锻工序。
        衡土元素如铈、镱和镧的加入可提高抗氧化性能并且使之用较低含量的铬和镍即可获得与合金化元素含量较高的合金相似的抗氧化性能。
含高的铬和钼元素的不锈钢和镍合金具有低的点蚀倾向，在含氯化物介质中尤其如此。加入镍通过提高延展性和韧性以及改善可焊接性可改善加工性能。镍还可以提高抗酸腐蚀能力，特别是对稀酸如硫酸。氮和钼可改善对缝隙腐蚀的抵抗能力。硅、铝的稀土元素的加入可提高抗氧化性能。
      7.铁素体铬不锈钢的特点及用途
        铁素体铬不锈钢为体心立方结构的铁素体组织，不能采用热处理的方法改变其组织结构。钢中含铬量为12～30％，含碳小于0.2%，如OCr13、1Cr17、1Cr25、1Cr28、OCr17Ti、1Cr25Ti等，均属于铁素体不锈钢。这类钢含铬高，而含碳低，具有良好的抗氧化性介质的腐蚀性能和良好的耐高温氧化性能，热膨胀系数小，氧化膜不易剥落；塑性和热加工性能均好，并具有较好的切削加工性能。这类钢对热疲劳不敏感，可制作高温下工作的工件。总之，铁素体不锈钢有磁性，易于成型、耐锈蚀、耐点蚀。根据钢中的碳、氮含量可分成高纯（C＋N≤150ppm）和普通铁素体不锈钢两大类。    
        8.马氏体铬不锈钢的特点及用途
        马氏体不锈钢在高温状态下为单相奥氏体，淬火后可以得到马氏体组织，具有高强度和高硬度，通过热处理可以调整钢的力学性能。具有中等水平的不锈性。钢中含铬量为12～19％，含碳量0.1～0.45%，个别钢种含碳量达1%。常用的有2～4Cr13、9Cr18等。主要特点除含有较高的铬外，与铁素体型不锈钢相比，还有较高的碳。随着含碳量的增加，钢的耐蚀性降低，但钢的强度、硬度、耐磨性以及切削性能则有显著提高。因此用作制造机械性能要求较高，耐蚀性一般的工件（如耐大气、海水、水蒸汽的腐蚀）广泛地应用于刀具、刹车片、轴承、汽轮机叶片、结构件及耐磨器具等。有时为了提高钢的机械性能和耐腐蚀性能，向钢中加入Mo、V、Si、Cu等元素，为了改善钢的切削加工性能，获得高的表面光洁度有时向钢中加入硫、磷或硒。当向Cr17型铁素体钢中加入2％左右镍时也得到马氏体，它是硬、韧性和耐蚀性能都具备的一种钢种，可用作化学及航空工业中需要的、机械性能较好耐蚀性的材料。

        9.奥氏体铬镍不锈钢的特点及用途

        奥氏体铬镍不锈钢为面心立方结构的奥氏体组织。在正常热处理条件下，钢的基体组织为奥氏体。不能通过热处理方法改变它的力学性能。钢的中含铬量为12～25％，含镍量1～29％，如OCr18Ni9、OOCr18Ni10、1Cr18Ni9Ti、OCr18Ni9Ti等。铬镍不锈钢较之铬不锈钢，具有更好的韧性、塑性、焊接性、低温性能及抗腐蚀性能。它不但在氧化性介质中，而且在还原性介质中，都具有耐腐蚀性。所以广泛地应用于各种要求不锈、耐酸的设备中。此外，无磁性是此类钢的重要特性。它的缺点是含贵重元素镍较多，同时在含硫的气氛中容易损坏，切削性能较差。

        由于镍是稀缺元素，因此以锰、氮代替部分或全部镍，发展了Cr-Mn系、Cr-Mn-N系、Cr-Mn-Ni系、Cr-Mn-Ni-N系奥氏体不锈钢。如1Cr17Mn6Ni5N,1Cr18Mn8Ni5N等。这类铬锰钢的韧性、深冲性能极好，并且易于焊接，但耐腐蚀性能则不如奥氏体铬镍钢，故常用来制造冷冻工业中的低温设备，在化工行业可代替铬镍钢，用于制造腐蚀轻微的零件。

      10.奥氏体－铁素体双相不锈钢的特点及用途

        双相不锈钢通常由奥氏体和铁素体两相组织构成。两相比例可以通过合金成份和热处理条件的改变予以调整。

        为了提高铬锰系钢的耐蚀性而加入某些铁素体形成元素，如铌、钼等或提高铬含量，可得到奥氏体－铁素体双相钢。在奥氏体铬镍钢中，提高铬含量或加入铁素体形成元素，如钼、钛、铌、硅等也可使钢具有双相组织。如1Cr18Mn10Ni5Mo3N、00Cr18Ni5Mo3Si2Nb、00Cr25Ni7Mo3WCuN等。这类钢的优点是不仅具有良好的耐蚀性、焊接性和相当好的韧性，而且其晶间腐蚀及焊接时的热裂倾向也小，并且还具有高的机械强度。缺点是冷热加工性能较差，尤其是当铁素体含量高时更为明显。这与两种组织的变形阻力不一样有关（一般铁素体含量不超过20～30％）。

        11.沉淀硬化铬镍不锈钢的特点及用途

        它是在奥氏体铬镍不锈钢基础上发展起来的。由于其中镍、铬及其它元素配比适当，在淬火状态下具有奥氏体组织，因而冷加工性能极佳，便于轧成钢带和箔材，而在零下温度冷处理后，又能转变为马氏体，从而使钢的强度获得显著提高。这种钢由于含有能起沉淀硬化作用的Mo、Cu  、Al、B等元素，因而强度又可进一步提高。典型钢种如OCr17Ni4Cu4Nb、OCr15Ni25Ti2MoVB  、OCr17Ni7Al等。这类钢的铬含量近于17％，加之含有镍、钼等元素，因此，除具有足够的不锈性外，其耐蚀性接近于18-8型奥氏体不锈钢。由于系高强系列钢种，可以用作弹簧、垫圈等要求强度高、弹性好的工件。

世界各国不锈钢标准钢号对照表