不锈钢介绍(各种不锈钢).docx
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1、 目录一、不锈钢历史二、何谓不锈钢三、不锈钢的种类A、 铬系不锈钢13 铬系不锈钢/18 铬系不锈钢B、铬、镊系不锈钢四、作为建材的不锈钢A、 一般性特点B、代表性钢种C、建筑用途D、 形状、尺寸材料的形状尺寸/建筑制品的标准板厚度及钢种五、不锈钢建材的特性A、 耐蚀性在大气中的耐蚀性/对异种金属的耐蚀性/对盐分的耐蚀性/对排烟、排气中有害成分的耐蚀性/对各种药水的耐蚀性B、物理特性电气的性质/热的性质/磁性C、机械性质六、不锈钢建材的保养A、 制品的保养B、现场的保养七、不锈钢建材的维护A、 不锈钢建材生锈时B、生锈污染的原因C、维修方法D、 维修上注意点E、从维修上来做设计施工上的考虑一、
2、不锈钢的历史不锈钢是一种以铁为主成分的合成钢,具有优良的耐蚀性及不容易生锈的特性。于 1820 年代初,英国科学家法拉第所发明创造,即为不锈钢诞生的第一步。这是一种在铁中加入数百分比的铬元素,以提升铁的耐蚀性,及不易生锈的合成钢。然而,不锈钢的实用化,是在其后数十年,再经众多科学家的种种研究,改良后,才形成现今的不锈钢。二、何谓不锈钢不锈钢是以铁为主成分,再加入铬或者镊等基本成分后,所形成的合成钢。不锈钢具有很多种类,基本上有含 13%或 18%铬的合成钢,及含 18%铬和 8%镍的合成钢,这即一般所称的13 铬系、18 铬系、18-8 系不锈钢。以次作基准,而后增加铬或镍的含有量,并添加钼、
3、铜、钛等,来增强耐蚀性,因而产生很多种类的不锈钢。不锈钢材料特性上,与铁的最大不同点,即不锈钢具有优良的耐蚀性,即不易生锈性,而其原因即含有铬、镍等成分。因为铬元素与空气中氧结合后,强化镀金表面,并形成绵密不氧化皮膜(称为氧化皮莫)。此皮膜不仅可防止氧化作用,并且可起到保护表面各种腐蚀的作用,而镍钼则在改善并强化此不氧化皮膜。因此,一般上以含有铬、镍、钼等多少,来决定不锈钢的耐蚀性,即不生锈程度。 三、不锈钢的种类虽然总称为不锈钢,实际上依 JIS 规格(日本工业标准)规定下,共有 68 种不锈钢种类,且具有各自的特性与用途。不锈钢基本成分上,可分成铬系不锈钢,即铬、镍系不锈钢两大类。在铬系不
4、锈钢中,可分成 13 铬系马氏体组织和 18 铬系铁素体组织 2 种类。表 1:不锈钢的系统分类依主成分分类依金属基本成分区分铬系通称代表的钢种SUS41018Cr18-8Ni18Cr-12Ni-2.5Mo18 铬 8 镍(18-8)SUS304SUS316铬镍系奥氏体系(备考)所谓 SUS 即表示不锈钢种类的记号,亦即 Steel Special Use Stainless 的简称。表 2:各类不锈钢化学成分钢种0.081.002.000.0450.0308.0010.5018.0020.00-0.120.751.000.0400.0300.6SiMnP0.0450.03010.0014.0
5、016.0018.002.003.00SNiCr16.0018.00-11.5013.50-MoA、 铬系不锈钢13 铬系不锈钢代表性钢种为 SUS 410。与普通钢特性类似,耐蚀性不良,故目前不适作建材使用。18 铬系不锈钢代表性钢种为 SUS 430。比 13 铬系具有优良耐蚀性,但比 18-8 系差,故不适合作外装饰材料,但可作内饰、装饰、日用器具来使用。B、铬、镍系不锈钢铬、镍系不锈钢含有约 18%的铬和约 8%的镍。因此,一般称为 18-8 系不锈钢。金属组织为奥氏组织,代表性钢种为 SUS304,SUS316 等。比铬系不锈钢更具耐蚀性,且机械性质、溶接性也很优良,可作外装、内装、
6、厨房设备等广范围用途使用。表 3:不锈钢系统的特性奥氏体系(18-8 系)SUS304、SUS316特性磁性无有有淬火硬化性淬火不硬化淬火不硬化加工硬化性加工硬化性大,而利用冷却加工后,与软钢具有相同 镍含量多的钢种加工硬化性小多少会硬化加工硬性倾向耐蚀性具有优良特性作内装用不必担心腐 差蚀,但屋外使用,则不太适宜很良好,富成形性比奥氏体系差比奥氏体系差熔接性良好,但在 熔接性稍差,高温加 熔接不好,没有预热,500800下加热熔 热后影响下结晶粒变 后热处理时,则会产接时,耐蚀性会劣化 粗而劣化生熔接裂痕-15以下易脆性没有方向性有方向性,依延伸方 有方向性热膨胀导热性约为生钢的 1.5 倍
7、为生钢的 1/3与生钢稍同为生钢的 1/2为生钢的 1/2四、作为建材不锈钢A、 一般性特点随着建筑的现代化、高级化,对建筑材料的要求也就更加严格。尤其是美观、强度、耐蚀性、耐久性、耐热性等均是建材所需具备的基本条件,甚至要求可能轻量化的建材。近年来,不锈钢在建筑业的各种用途上,已被广泛的使用,这是因为不锈钢具有优良的特性,完全符合现代建筑的严格要求。不锈钢建材,主要有下列优点,比其他金属建材更优良。(1) 比生钢、铝更具优良耐蚀性,即使没有作适当的维修也不生锈,并保持原来的美观。(2) 比铝强度大,又不须像生钢做除锈处理,故作同一制品时,可在这些材料中,将若干板弄薄后使用。(3) 比生钢、铝
8、更具耐火性、耐冲击性,在防火灾方面,具有高安全性。(4) 比铝的膨胀性小,故作屋顶使用时,不会因温差而弯曲。(5) 导热性小而保温性好,故最适合作为浴池、贮水槽、日光晶体阳极用材等。B、代表性钢种一般作为建材使用的不锈钢种,以铬、镍系不锈钢的SUS304、SUS316 两种钢为代表。而使用量最多的钢种为 SUS304,因为具有美观、耐蚀性、强度、加工性、经济性等特性,故最适合作为建材用不锈钢。因此,不论屋内、屋外的建筑,其他更广范围也可使用。然而,在海岸地区或工业地区等,含盐分、铁粉、有害气体等腐蚀因素多的环境下,对于建筑物的外装、屋顶材料方面,则使用比 SUS304 更具有耐蚀性的 SUS3
9、16 更合适。不锈钢建材(代表性钢种类)的钢种类别用途比较,如表4 所示。表 4:SUS304 与 SUS316 不锈钢建材钢种用途比较SUS304(18-8 系)SUS316(含有钼)大多使用于建材方面,适用于内外装或有关设备等方面。亦适合屋外制品使用(外装、墙、窗框、屋顶、套窗、阳台、太平梯、门、围墙)在 SUS304 中加入钼,即形成更具有耐蚀性钢种,此种钢种最适合海岸地区、工场地区及其他盐分、腐蚀性气体等易受影响场所建筑物使用C、建筑用途不锈钢建材,因具有美观、耐蚀性、耐火性、高强度等现代建筑要求的各种特性,故广 泛的被使用于超高层建筑,以及住宅建筑等方面,而高层建筑的前门框、柱子表面
10、、楼梯扶手、电梯周围等等,也渐渐的都使用不锈钢建材。(表 5)表 5:不锈钢建材的主要用途外表装饰窗帘板、门柱、三角拱腹、遮雨板、天篷、屋外屋顶、天窗、烤架、包柱、屋顶、套窗、屋顶围墙、侧线内壁、天花板、电梯周围墙面、隔间扶手、扶手柱子、防滑梯阶、安全门窗框、门口屏风、门、百叶窗内部装饰楼梯门锁、楼板铰链、自动关门装置、窗框用器具、(其他)台度、压条、窗框轨、螺丝、钉、铆钉厨房琉璃台整组设备、罩子、排气风道、断水棚浴缸、防水垫层、窗框浴室给水管、排水管、弯管、贮水槽、大小便器、洗手盆、垃圾桶空调风道、空气排出、吸入口电气照明器具、设备储存箱升降设备保全电梯、手扶梯保险库、夜间提款机装饰用具室内
11、装饰用具其他电话盒、烟灰缸套、垃圾筒盒、置伞架、器具箱、衣帽箱、家具围墙、门、信箱、牛乳箱、游泳池烟囱、置物箱、工艺品D、 形状、尺寸建材用材料目前作为不锈钢建材用的材料依JIS 规格(日本工业标准)如建材加工厂商或钣金加工业者亦依该规格品材料,来作各种建筑制品的成型加工。建筑制品的标准板厚度及使用钢种,即在于主要不锈钢建筑制品内,一般使用的标准板厚及使用钢种。当然,这只是其中的一种例子而已,依使用环境及设计条件,亦可采用其他钢种及板厚。表 6:不锈钢建筑制品的标准使用板厚和钢种(例子)标准使用板厚使用钢种SUS316SUS3041.2-2.0三角拱腹护墙板 0.6-1.2框0.5-0.70.
12、8-1.01.5-2.01.2-1.50.5-0.60.3-0.8门把手屋顶 (参照规格)1.5-2.0(参照规格)(参照规格)(参照规格)1.5-2.0螺栓螺钉门柱子角钢五、锈钢建材的特性A、 耐蚀性在合成钢表面形成不氧化状态皮膜(称为氧化皮膜),这层皮膜有防止氧化作用,及保护表面作用。不氧化状态皮膜只有 100 万分之 3mm 左右厚,用肉眼看不到,组织非常紧密坚固,不容易破损及受侵蚀。若因某原因受到破坏时,只要了解原因将受破坏的不锈钢表面直接与空气中的氧接触后,不锈钢中所含的铬会和氧气结合,再一次形成新的皮膜。这种不锈钢表面不氧化状态皮膜不断反复产生,不仅可维持其耐蚀性,更可长久保持原来
13、的美观。例如不锈钢的西洋餐具或琉璃台,使用时会因盐、酱油、油脂类等污染,而破坏了表面的不氧化状态皮膜,然而只要在使用后清洗干净,即马上产生不氧化皮膜而不会生锈。在不锈钢建材方面,只要定期去除生锈的原因,如铁粉、盐份、其他异物的附着等,如此即可防止生锈并保持美观。在大气中的耐蚀性不锈钢建材的耐蚀性很优良,但会因建筑物所处环境或被弄脏而生锈。在使用不锈钢建材时,需考虑上列这点,选择适当优良耐蚀性的不锈钢。(1) 田园、山岳地带不锈钢建材,在田园或山岳地带比较清净的环境中,更能发挥优良的耐蚀性,故铬系不锈钢可说完全不会生锈,并可保持其美观。(2) 市街区它易受大气中污染物质(汽车排气或冷暖气机排起中
14、所含亚硫酸气体等有害气体)影响。故铬、镍系不锈钢,局部上也容易生锈,故需经常作适当的处理。在铁路、铁工厂、汽车修理厂等附近,因大气中含有铁粉等异种金属,它会附着不锈钢表面,形成点状的生锈现象。(3)工业地区在化学工厂等煤烟中含有害气体,很容易破坏不锈钢表面的不氧化状态皮膜,而产生局部的红锈现象。故可使用 SUS316(含钼的)不锈钢。(4)海岸地区海风所含盐分,很容易破坏不锈钢表面的不氧化状态皮膜,而产生局部的红锈现象。故可使用 SUS316 现象。对异种金属的耐蚀性 不锈钢建材的表面,若长时间与生钢、亚铅、铝等异种金属接触或连接状态时,会因水分(湿气、露水等)引起这些异种金属腐蚀,而不锈钢也
15、会受到连带生锈。对盐分的耐蚀性 不锈钢建材表面会因海风所含盐分附着,而产生红锈现象。故在海岸地区建筑物使用不锈钢建材时,请使用含钼的SUS316 不锈钢。对排烟、排气中有害成分的耐蚀性 不锈钢建材对化学工厂或垃圾场排烟中所含煤烟、氯化物等有害成分,或汽车、冷暖气机用的汽油或重油燃烧后产生的亚硫酸气体,会引起变色或产生红锈现象。故在这些容易受影响的地区,对不锈钢建材实施定期保养。可能的回请使用高单价的 SUS316 不锈钢板。 对各种药液的耐蚀性 不锈钢对硝酸具有耐蚀性,故可使用于硝酸或其他含有硝酸化学药品的处理设备方面。然而对于盐酸、硫酸、磷酸、氯水方面耐蚀性非常低,故完全无法使用。但是某方面
16、,有温度条件下加入钼或铜,即形成耐蚀性很优良的不锈钢,而可以加以使用。因此,在处理化学药业的工场、仓库、工化场所等,是用不锈钢建材时,需十分注意这些重点。B物理性质代表性的不锈钢建材,其物理性质如表 7 所示,而各种建材的物理性质比较,如表 8所示。表 7:不锈钢建材的物理性质(代表的钢种)钢种SUS3167.9874SUS4307.7060SUS4107.7557密度无无有有比热 calg/(0100)平 均 热 膨 胀 系 数 01000.1110.411.011.311.96.246.2820.40.119.9(x10 /cm/cm/) 031610.111.511.75.956.862
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