不锈钢在各领域的应用

不锈钢在各领域的应用 1. 1960 年——1999 年约 40 年间, 西方国家的不锈钢产量从 215 万吨猛增到 1728 万吨, 增加了约 8 倍, 平均年增长率约为 5.5%.不锈钢主要用于厨房, 家 电, 运输, 建筑, 土木各领域. 在厨房器具方面主要有水洗槽和电气, 煤气热水 器, 家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒. 从节能和再循环等环保的观点看, 不 锈钢的需求有望进一步扩大. 在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统, 用 于排气系统的不锈钢在每辆车中约为 20-30kg, 全世界的年需求约 100 万吨, 这 是不锈钢最大的应用领域. 在建筑领域, 最近的需求急剧增长, 如:新加坡地铁 车站的防护装置, 使用了约 5000 吨的不锈钢外装饰材. 再如日本 1980 年以后, 用于建筑业的不锈钢增长了约 4 倍, 主要用作屋顶, 大楼内外装饰和结构材.80 年代, 在日本沿海地区使用 304 型无涂漆材作为屋顶材料, 从防锈考虑, 逐步转 变为使用涂漆不锈钢. 进入 90 年代, 开发了具有高耐蚀性的 20%以上高 Cr 铁素 体系不锈钢, 被用作屋顶材料, 同时为了美观性, 开发了各种表面精加工技术. 在土木领域, 日本的水坝吸水塔使用不锈钢. 欧美的寒冷地区, 为防止高速公路 和桥梁的冻结需撒盐, 这就加速了钢筋的腐蚀, 所以使用不锈钢钢筋. 在北美的 道路中, 近 3 年间约有 40 处采用了不锈钢钢筋, 每处的使用量为 200-1000 吨, 今后不锈钢在该领域的市场将有所作为. 2. 今后扩大不锈钢应用的关键是环保, 长寿命和 IT 的普及. 关于环保方面, 首先从大气环保的观点看, 用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧 装置,LNG 发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热, 耐高温腐蚀不锈钢的需求 将扩大. 还有估计在 21 世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使 用不锈钢. 从水质环保的观点看, 在给水, 排水处理装置中, 具有优异耐蚀性的 不锈钢也将扩大需求. 关于长寿命, 在欧洲已有的桥梁, 高速公路, 隧道等设施 中, 不锈钢的应用在增加, 预计这种潮流将遍及全世界. 还有日本一般住宅建筑 的寿命特别短为 20-30 年, 废材处理成为一大问题. 最近以寿命达到 100 年为目 标的建筑物开始出现, 这样具有优异耐久性的材料需求将增长. 从地球环保的观 点看, 长寿命在减少土木, 建筑废材的同时, 有必要从引入新概念的设计阶段探 讨如何降低维修成本. 关于 IT 的普及, 在 IT 的发展和普及过程中, 功能材料 在设备硬件方面起很大的作用, 对高精密度, 高功能材料的要求非常大. 如:在 手机和微机部件中, 灵活应用了不锈钢的高强度, 弹性和非磁性等特性, 使得不 锈钢的应用扩大. 还有在半导体和各种基板的制造设备中, 具有良好清洁度和耐 久性的不锈钢发挥了重要作用. 不锈钢具有多种其它金属没有的优异性能, 是一 种具有优异耐久性和再循环性的材料, 今后对应时代的变化, 不锈钢将广泛应用 于各种领域.

不锈钢实用知识 钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼，厂房、库房、候车室、候机厅等采用钢材都很普遍。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。 钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。 要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法，其原理是一致的。下面介绍几种不同钢结构的防火保护措施。 一、外包层。就是在钢

结构外表添加外包层，可以现浇成型，也可以采用喷涂法。现浇成型的实体混凝土外包层通常用钢丝网或钢筋来加强，以限制收缩裂缝，并保证外壳的强度。喷涂法可以在施工现场对钢结构表面涂抹砂泵以形成保护层，砂泵可以是石灰水泥或是石膏砂浆，也可以掺入珍珠岩或石棉。同时外包层也可以用珍珠岩、石棉、石膏或石棉水泥、轻混凝土做成预制板，采用胶粘剂、钉子、螺栓固定在钢结构上。 二、充水(水套) 。空心型钢结构内充水是抵御火灾最有效的防护措施。这种方法能使钢结构在火灾中保持较低的温度，水在钢结构内循环，吸收材料本身受热的热量。受热的水经冷却后可以进行再循环，或由管道引入凉水来取代受热的水。 三、屏蔽。钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。 四、膨胀材料。采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，一般不需要添加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用，属于现代的先进防火技术措施。 目前，高层钢结构建筑日趋增多，尤其是一些超高层建筑，采用钢结构材料更为广泛。高层建筑一旦发生火灾事故，火不是在短时间内就能扑灭的，这就要求我们在建筑设计时，加大对建筑材料的防火保护，以增强其耐火极限，并在建筑内部制订必要的应急方案，以减少人员伤亡和财产损失. 一、不锈钢热轧钢板 不锈钢热轧钢板是用热轧工艺生产的不锈钢钢板。厚度不大于3mm 的为薄板，厚度大于3mm 的为厚板用于化工、石油、机械、船舶等行业制造耐蚀零件、容器和设备。其分类和牌号如下： 1．奥氏体型钢 (1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(3)1Cr18Ni9；

(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(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 2．奥氏体——铁素体型钢 （30）0Cr26Ni5Mo2；（31）00Cr18Ni5Mo3Si2； 3．铁素体型钢 （32）0Cr13Al ；(33) 00Cr12；(34)1Cr15；

(35)1Cr17；(36)1Cr17Mo；(37)00Cr17Mo； (38)00Cr18Mo2；(39)00Cr30Mo2；(40)00Cr27Mo

4．马氏体型钢 （41）1Cr12；（42）0Cr13；（43）；1Cr13；（44）2Cr13；（45）3Cr13；（46）4Cr13； （47）3Cr16；（48）7Cr17 5．沉淀硬化型钢 （49）0Cr17Ni7Al 二、不锈钢冷轧钢板 不锈钢冷轧钢板是用冷轧工艺生产的不锈钢钢板，厚度不大于3mm 的为薄板， 厚度大于3mm 的为厚板。用于制作耐腐蚀部件，石油、化工的管道、容器、医疗器械、船舶设备等，其分类和牌号如下： 1．奥氏体型钢 除与热轧部分相同外（29种），还有：（1）2Cr13Mn9Ni4(2)1Cr17Ni7(3) 1Cr17Ni8 2．奥氏体——铁素体型钢 除与热轧部分相同外（2种），还有：(1)1Cr18Ni11Si4AlTi(2) 1Cr21Ni5Ti 3．铁素体型钢 除与热轧部分相同外（9种），还有：00Cr17 4．马氏体型钢 除与热轧部分相同外（8种），还有1Cr17Ni2 5.沉淀硬化型钢：同热轧部分 三、铁素体、奥氏体、马氏体简介 大家知道固态金属及合金都是晶体，即在其内部原子是按一定规律排列的，排列的方式一般有三种即：体心立方晶格结构、面心立方晶格结构和密排六方晶格结构。金属是由多晶体组成的，它的多晶体结构是在金属结晶过程中形成的。组成铁碳合金的铁具有两种晶格结构：910℃以下为具有体心立方晶格结构的α——铁，910℃以上为具有面心立方晶格结构的Υ——铁。如果碳原子挤到铁的晶格中去，而又不破坏铁 所具有的晶格结构，这样的物质称为固溶体。碳溶解到α——铁中形成的固溶体称铁素体，它的溶碳能力极低，最大溶解度不超过0.02%。而碳溶解到Υ——铁中形成的固溶体则称奥氏体，它的溶碳能力较高，最高可达2%。奥氏体是铁碳合金的高温相。钢在高温时所形成的奥氏体，过冷到727℃以下时变成不稳定的过冷奥氏体。如以极大的冷却速度过冷到230℃以下，这时奥氏体中的碳原子已无扩散的可能，奥氏体将直接转变成一种含碳过饱

和的α固溶体，称为马氏体。由于含碳量过饱和，引起马氏体强度和硬度提高、塑性降低，脆性增大。不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过12%时钢的耐蚀性能才会大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于12%。由于含铬量的提高，对钢的组织也有很大影响，当铬含量高而碳含量很少时，铬会使铁碳平衡，图上的Υ相区缩小，甚至消失，这种不锈钢为铁素体组织结构，加热时不发生相变，称为铁素体型不锈钢。当含铬量较低（但高于12%），碳含量较高，合金在从高温冷却时，极易形成马氏体，故称这类钢为马氏体型不锈钢。镍可以扩展Υ相区，使钢材具有奥氏体组织。如果镍含量足够多，使钢在室温下也具有奥氏体组织结构，则称这种钢为奥氏体型不锈钢。 四、不锈钢在各领域的应用 1．1960年——1999年约40年间，西方国家的不锈钢产量从215万吨猛增到1728万吨， 增加了约8倍，平均年增长率约为5．5%。不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。在厨房器具方面主要有水洗槽和电气、煤气热水器，家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒。从节能和再循环等环保的观点看，不锈钢的需求有望进一步扩大。在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统，用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为20-30kg ，全世界的年需求约100万吨，这是不锈钢最大的应用领域。在建筑领域 ，最近的需求急剧增长，如：新加坡地铁车站的防护装置， 使用了约5000吨的不锈钢外装饰材。再如日本1980年以后，用于建筑业的不锈钢增长了约4倍，主要用作屋顶、大楼内外装饰和结构材。80年代，在日本沿海地区使用304型无涂漆材作为屋顶材料，从防锈考虑，逐步转变为使用涂漆不锈钢。进入90年代，开发了具有高耐蚀性的20%以上高Cr 铁素体系不锈钢，被用作屋顶材料，同时为了美观性，开发了各种表面精加工技术。在土木领域，日本的水坝吸水塔使用不锈钢。欧美的寒冷地区，为防止高速公路和桥梁的冻结需撒盐，这就加速了钢筋的腐蚀，所以使用不锈钢钢筋。在北美的道路中，近3年间约有40处采用了不锈钢钢筋，每处的使用量为200-1000吨，今后不锈钢在该领域的市场将有所作为。 2．今后扩大不锈钢应用的关键是环保、长寿命和IT 的普及。 关于环保方面，首先从大气环保的观点看， 用于抑制二恶英发生的高温垃圾焚烧装置、LNG 发电装置和使用煤的高效发电装置的耐热、耐高温腐蚀不锈钢的需求将扩大。还有估计在21世纪初将投入实际应用的燃料电池汽车的电池壳也将使用不锈钢。从水质环保的观点看，在给水、排水处理装置中，具有优异耐蚀性的不锈钢也将扩大需求。关于长寿命，在欧洲已有的桥梁、高速公路、隧道等设施中，不锈钢的应用在增加，预计这种潮流将遍及全世界。还有日本一般住宅建筑的寿命特别短为20-30年，废材处理成为一大问题。最近以寿命达到100年为目标的建筑物开始出现， 这样具有优异耐久性的材料需求将增长。从地球环保的观点看，长寿命在减少土木、建筑废材的同时，有必要从引入新概念的设计阶段探讨如何降低维修成本。关于IT 的普及，在IT 的发展和普及过程中， 功能材料在设备硬件方面起很大的作用，对高精密度、高功能材料的要求非常大。如：在手机和微机部件中，灵活应用了不锈钢的高强度、弹性和非磁性等特性，使得不锈钢的应用扩大。还有在半导体和各种基板的制造设备中，具有良好清洁度和耐久性的不锈钢发挥了重要作用。不锈钢具有多种其它金属没有的优异性能，是一种具有优异耐久性和再循环性的材料，今后对应时代的变化，不锈钢将广泛应用于各种领域。