Ⅰ 不锈钢不生锈的原理是什么
所有金属都和大气中的氧气进行反应,在表面形成氧化膜。不幸的是,在普通碳钢上形成版的氧化铁继续进行氧权化,使锈蚀不断扩大,最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属(例如,锌,镍和铬)进行电镀来保证碳钢表面,但是,正如人们所知道的那样,这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏,下面的钢便开始锈蚀。
不锈钢的耐腐蚀性取决于铬,但是因为铬是钢的组成部分之一,所以保护方法不尽相同。
在铬的添加量达到10.5%时,钢的耐大气腐蚀性能显著增加,但铬含量更高时,尽管仍可提高耐腐蚀性,但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时,把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面,防止进一步地氧化。这种氧化层极薄,透过它可以看到钢表面的自然光泽,使不锈钢具有独特的表面。而且,如果损坏了表层,所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理,重新形成这种氧化物"钝化膜",继续起保护作用。
因此,所有的不锈钢元素都具有一种共同的特性,即铬含量均在10.5%以上。
Ⅱ 不锈钢中的什么元素使这种合金钢不生锈
不是元素导致材料生锈,是空气的氧气和空气中的水分导致材料生锈的。不锈钢表面和空气产生
氧化反应
,渐渐变成锈
Ⅲ 不锈钢里的什么元素使这种合金钢不生锈
不锈钢里含有金属铬、金属镍。
形成铁-铬-镍合金。这种合金
钢不易生锈,称为不锈钢。
Ⅳ 哪种元素使得不锈钢不锈
﹝一﹞不锈钢并不是一个钢种名称,不锈钢的种类很多,目前大约有一百八十余种,这还不包括许多不锈钢厂自行开发的特殊不锈钢钢种。不同的不锈钢,它的抗腐蚀性、机械强度、延展性、磁性及加工性等,都可能有相当大的差异。
﹝二﹞所有的不锈钢中,并没有任何一种可以应付所有的腐蚀环境而【不锈】的;然而,在一般大气环境下,大部分不锈钢是比碳钢更不易生锈的。
﹝三﹞ 钢【steel】的基本定义是:铁基材料可以利用热处理来变化其性能者。然而,仅有极少数的不锈钢钢种,可以藉由热处理来改变其强度与材质结构。
不锈的原理
不锈钢之所以不易生锈,是因其含有铬,在钢表面上形成一层致密的氧化铬保护膜,厚度约10~50A﹝1A=10-8cm﹞。这薄薄的一层,却扮演着金钟罩铁布衫的功能,在一般的大气或有水的环境下,它可以防止腐蚀性的气体或液体向内侵蚀,进而保护内部的材质不受侵害;更神奇的是,如果这层保护层受到外界以机械式﹝如刮伤﹞或化学式的损伤,在一般大气下或有氧的环境下,就有自行修补的能力,以保护内部不被继续腐蚀。
不锈钢的成分与种类
不锈钢是由铁、铬、碳及众多不同元素所组成的合金,铁是主要成分元素,铬是第一主要的合金元素。一般而言,铬含量至少要占11%才能称为不锈钢,因为如果铬含量不足,则不锈钢外表将无法形成那层致密的氧化铬保护膜,而失去防锈﹝腐蚀﹞的功能。若铬的含量足够,在常温大气中,是不会生锈的。
一般依其金相组织可以分为五大类:
﹝一﹞奥斯田系不锈钢
平时最常看到的304不锈钢即为此类,其标准成分是18%铬加8%镍,即一般所称的18-8不锈钢。此类不锈钢的特性为无磁性、无法藉由热处理方法来改变其金相组织结构、加工性佳,又因含合金元素--镍,所以抗蚀性优于只含铬﹝不含镍﹞的另两类不锈钢。
300系不锈钢主要的用途有:一般民生用途如厨房餐具、建材、医疗卫生器材、食品加工用材、交通工具、化工设备及管件、机械设备及零件。在一般人的心目中,所谓的不锈钢就是指300系不锈钢等﹝尤其是指304不锈钢﹞。
﹝二﹞麻田散系不锈钢
这类不锈钢的代表性钢种为410,其化学成分含13%铬、0.15%以下的碳及少量的其他元素合金。原料价格较便宜,具有磁性、可经由热处理硬化、增加强度。但因不含镍,其抗腐蚀性劣于一般的304不锈钢,故只能用于轻度腐蚀环境。一般用途有轴承、医疗用具及刀具等。
﹝三﹞肥粒系不锈钢
这类不锈钢的代表性钢种为430,其标准化学成份为16~18%铬,含碳量低。此类不锈钢具有磁性,若我们所看见的不锈钢板片可被磁铁吸附住,很有可能便属于此类不锈钢。因不含镍而价格较廉,典型用途有厨房用具、织网及饰品等。
﹝四﹞析出硬化型不锈钢
美国钢铁协会AISI编号为600系不锈钢。这类不锈钢除了含铬与镍之外,还含有析出硬化的元素如铜、铝与钛,使材料硬化、强度升高。这类不锈钢的典型用途为:阀件、马达轴心、石化设备及高尔夫球头等。
﹝五﹞双相不锈钢
这类不锈钢的典型钢种为2205,即22%铬和5%镍。这类钢种的特性是:强度佳﹝远优于304﹞耐蚀性亦佳,因此常用于石化业管线、压力容器及心轴等。
不锈钢的优点
﹝一﹞耐蚀性佳
﹝二﹞美观
﹝三﹞卫生:不锈钢表面可以杜绝细菌的滋生,对于食品加工、贮存而言,可将食物腐败或污染【甚至中毒】的机率降至最低。不锈钢易于清洗且不易附着的特性,使得不锈钢特别适用于医院、厨房、食品加工储存等设备。
﹝四﹞耐久性:以美国纽约市的克莱斯勒摩天大楼为例,建立于1930年,其外表采用了302不锈钢,经历七十个年头,仍完好如新。
﹝五﹞ 耐高温及耐火性
六﹞良好的加工性
﹝七﹞良好的机械性质:1995年日本阪神大地震中,在大阪所有的建筑物几乎都倒塌了,然而有一以不锈钢建构的二层房屋,毫发无伤地屹立不摇。
﹝八﹞绿色产品:不锈钢产品是100%可以再回收利用,即使是使用到使用寿命终结,仍有剩余价值。
不锈钢的生命周期成本
不锈钢制品的材料成本约为碳钢的五至十倍,因此许多的消费者仍会舍优取廉。但是如果我们用长时间的角度来看不锈钢的价值,则就不会嫌贵了。
Ⅳ 不锈钢中什么元素使这种合金钢不生锈
锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢材有耐蚀回性。
不锈钢的耐蚀性随含碳量答的增加而降低,因此,大多数不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%。
不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同,普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀,而耐酸钢则一般均具有不锈性。“不锈钢”一词不仅仅是单纯指一种不锈钢,而是表示一百多种工业不锈钢,所开发的每种不锈钢都在其特定的应用领域具有良好的性能。成功的关键首先是要弄清用途,然后再确定正确的钢种。
Ⅵ 不锈钢中的什么元素使这种合金刚钢不生锈
铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素,当钢中含铬量达到12%左右时,铬与腐回蚀介质中的氧答作用,在钢表面形成一层很薄的氧化膜(
自钝化膜),可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外,常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等,以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。
Ⅶ 不锈钢中各个元素的作用,什么元素让不锈钢不生锈
铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素,当钢中含铬量达到12%左右时,铬与腐蚀介质中的版氧作用,在权钢表面形成一层很薄的氧化膜( 自钝化膜),可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外,常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等,以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。
Ⅷ 不锈钢螺丝中的什么元素使不锈钢螺丝不生锈
不锈钢螺丝的不锈性和耐蚀性是由于不锈钢螺丝表面上富铬氧化膜(内钝化膜)的形成。这种不锈容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,可以从易生锈到不易生锈,从不耐蚀到耐腐蚀。除铬外,常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等,以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。
Ⅸ 不锈钢之所以不生锈,里面含有什么元素
不锈钢是指在空气、水、蒸汽等弱腐蚀介质中不生锈和在酸、碱、盐溶液等强腐蚀介质中耐腐蚀的钢。其中一些在弱腐蚀介质中不生锈的钢,不一定在强腐蚀介质中耐腐蚀,而在强腐蚀介质中耐腐蚀的钢,一般都具有良好的不锈性。
不锈钢是在碳素钢的基础上添加一定含量的铬元素冶炼制成。它为什么不生锈耐腐蚀呢?主要原因就在于钢中含有铬。由于铬的影响,在腐蚀介质的作用下,钢件表面生成一层坚固致密的氧化物膜,称作“钝化膜”。这层膜极薄而透明,肉眼几乎看不到,看到的依然是银亮光泽的金属表面。这层膜使金属与外界的介质隔离,阻止金属被进一步腐蚀;并且还具有自我修复的能力,如果一旦遭到破坏,钢中的铬会与介质中的氧重新生成钝化膜,继续起保护作用。
碳素钢与这就不一样。在腐蚀介质的作用下,碳素钢表面会很快生成松散的氧化铁层,就是常说的锈,它不能阻止金属与介质隔离,外界的氧原子不断往内扩散而使钢件继续生锈、腐蚀,以致完全破坏。
不锈钢能够不生锈、耐腐蚀,所需要的最低铬含量是多少呢?美国、欧洲标准中规定为不小于10.5%(质量分数,后同),日本工业标准规定一般不小于约11%,我国一般认为不小于12%。实际上,不锈钢的耐腐蚀性能,对铬元素的含量要求,取决于腐蚀介质的种类、浓度、温度、压力、流动速度,以及钢中除铬以外的其它合金元素等许多因素。
为了使不锈钢既具有良好的耐腐蚀性能,又具有良好的力学和物理等其它性能,根据不同要求,钢中除添加较高含量的合金元素铬以外,还匹配添加镍、钼、锰、氮等其它合金元素。这样,不仅可以改变钝化膜的化学组成,强化它在苛刻介质中的耐腐蚀能力,而且使钢材还能获得足够的强度、塑性和韧性,以及良好的工艺性能,如可焊接性、加工成型性等。
Ⅹ 不锈钢之所以不生锈,里面含有什么元素
不锈钢之所以不生锈,里面含有Cr元素。
不锈钢中的主要合金元素是Cr(铬),只有当Cr含量达到一定值时,钢材有耐蚀性。因此,不锈钢一般Cr(铬)含量至少为10.5%。不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低,因此,大多数不锈钢的含碳量均较低,最大不超过1.2%,有些钢的ωc(含碳量)甚至低于0.03%。
(10)不锈钢中什么元素让它不生锈扩展阅读
绝大多数不锈钢制品要求耐腐蚀性能好,像一、二类餐具、厨具、热水器、饮水机等,有些国外商人对产品还做耐腐蚀性能试验:用NACL水溶液加温到沸腾,一段时间后倒掉溶液,洗净烘干,称重量损失,来确定受腐蚀程度(注意:产品抛光时,因砂布或砂纸中含有Fe的成分,会导致测试时表面出现锈斑)
产品用途的不同对焊接性能的要求也各不相同。一类餐具对焊接性能一般不做要求,甚至包括部分锅类企业。但是绝大多数产品都需要原料焊接性能好,像二类餐具、保温杯、钢管、热水器、饮水机等。
各产品由于用途的不同,其加工工艺和原料的品质要求也不同。一般来说不锈钢制品的不同,其要求原料厚度公差也各不相同。
象二类餐具和保温杯等,厚度公差一般要求较高,为-3~5%,而一类餐具厚度公差一般要求-5%,钢管类要求-10%,宾馆用冷柜用材厚度公差要求为-8%,经销商对厚度公差的要求一般在-4%~6%间。
同时产品内外销的不同也会导致客户对原料厚度公差要求的不同。一般出口产品客户的厚度公差要求较高,而内销企业对厚度公差要求相对较低(大多出于成本方面考虑),部分客户甚至要求-15%。