不锈钢知识（三）——不锈钢的定义和防锈原理

2012-08-01 13:53:38 作者：购看网 来源：门窗知识 网友评论 0 条

所谓生锈的定义是：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，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，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。但是不锈钢的防锈原理却完全不同于此。

不锈钢是指在大气、水、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢。

一般来讲，耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将其中耐酸、碱和盐等浸蚀性强的介质腐蚀的钢称为耐蚀钢，或耐酸钢。不锈钢具有不锈性，但不一定耐蚀，而耐蚀钢则一般都具有良好的不锈性。

不锈钢具有良好的耐腐蚀性能是由于与在铁碳合金中加入了铬所致，是不锈钢中最重要的元素。在一般大气氧化环境下，不锈钢的腐蚀速率甚低，绝非完全不生锈，因为含铬(Cr)，在表面形成非常密实的富铬氧化(Cr2O3)薄膜，可防止继续腐蚀生锈而得名。

不锈钢由于在表面形成了称为钝化膜的致密的保护膜而实现了耐蚀性。钝化膜是氧羟基、水和铬的化合物，—旦表面有伤痕保护膜就脱落，但周围存在的水和氧会使其再生，维持耐蚀性，这样不锈钢的表面就保持了自身的修复力。这种钝化膜非常薄，只有l-3um。钢在低温短时间淬火时就带有回火色，而这层氧化皮的厚度为100~200um，也就是说，钝化膜是其厚度的1/100左右，从不同的角度能看到回火色不同的颜色，氧化皮具有其自身的颜色，光能够透过。氧化皮薄时，在氧化皮和钢的界面反射的光也能到达人的眼睛。这种光与氧化皮最表面反射的光相干扰发生的颜色(干扰色)可以看见，根据看到的角度。透过氧化皮的距离是不同的，所以干扰色也不同，由于看到的角度不同，回火色颜色亦不同，这是干扰造成的影响。另外，当氧化皮像钝化膜那样薄时，也不发生干扰，可以看到不锈钢自身的金属光泽。这样，在钝化膜非常薄且具有自身修复力时，不锈钢就显示出优良的金属光泽，并能长久保持，因此，就开始以钢的本色状态进行使用。

不锈钢有时表面为“白色”，这主要是化学厂使用的热轧产品(No.1加工)，在薄板轧制的时代，由于铁鳞和轧辊形状的影响，冷轧制品在制后的表面也不平滑，并且酸洗时间也长，晶界被浸蚀很深。于是，在凹凸的不锈钢表面由于光的乱反射显示出“微弱的”银白色的光泽，形成了“白色钢”。另一方面，不锈钢薄板—旦变成卷板生产，就变为“发亮不锈钢”。冷轧产品(No.2B加工)采用了小直径工作辊，可以频繁交换，所以平滑的辊表面就可以复印在轧材表面。由于缩短了退火、酸洗时间，晶界浸蚀受到抑制，这些改善使得表面非常平滑，从而实现了具有光亮的表面产品。当进一步需要光泽时，可在氮气和氧气的气氛中进行光亮退火，避免因表面氧化和酸洗导致的晶界浸蚀，这样不锈钢就可以根据表面的凹凸程度，产业非常不同的图像。因此开发了控制表面凹凸、具有各种观赏性的表面加工方法。

不锈钢具有抗腐蚀性、抗氧化性、低热传导及加工性良好等特性。

美国钢铁协会以10%铬作为不锈钢划分的界限，一般认为是由于在耐腐蚀介质的作用下其表面形成钝化膜的结果，耐腐蚀的能力则取决于钝化膜的稳定性。这除了与不锈钢的化学成分有关外，还与腐蚀介质的种类、浓度、温度、压力、流动速度及其他因素有关。