当选择不锈钢材质等级时，除了考虑同其他合金常见的机械要求和成本之外，重要的是要考虑组件将如何制造和连接在一起，以及它所暴露的特定环境，不锈钢是含有至少10%的铬的钢。其抗腐蚀性来自于表面一层薄而牢固的氧化铬层。如果氧化层被物理损坏，钝化层会迅速再生，从而保持耐腐蚀性。然而，可以破坏这层的化学环境会引发腐蚀。因此，不锈钢具有很强的抗大气腐蚀能力，但并不是在所有环境中都能免于腐蚀。

一、不锈钢的分类

不锈钢可分为几个大类：奥氏体、铁素体、马氏体、双相钢和沉淀硬化钢（PH）。不同类别之间的主要区别是基于不锈钢中的主要合金元素决定的主要相。

不锈钢中的主要合金元素是铬和镍。铬主要提供耐腐蚀性和额外的强度。镍提供强度和一些耐腐蚀性。次要合金元素包括锰、碳和钼。锰在钢中少量存在，但在较高的浓度下，它能稳定奥氏体，并在200系列钢中部分取代了镍。碳在奥氏体钢中主要是一种杂质，但在铁素体和马氏体钢中是一种强化元素，与碳钢和低合金钢的情况一样。钼提供额外的强度和抗氯化物点蚀的能力。其他元素，如钛或铌，为开发合金的具体应用提供其他用途。

二、不锈钢的类型

400系列钢是不锈钢的第一个版本。包括铁素体和马氏体等级，只含有铬作为主要合金元素，使它们比奥氏体等级的不锈钢更便宜。它们具有磁性，通常比300系列合金更耐氯化物侵蚀，而且有些等级的不锈钢可以通过热处理得到加强。

410型含有约12%的铬。通过热处理形成马氏体来强化这种合金的能力使其成为马氏体等级不锈钢。它的低铬含量提供了适度的耐腐蚀性。如果有足够的时间，暴露在空气中会导致它生锈。430型是铁素体等级不锈钢，含有约17%的铬。它不能通过热处理来加强。400系列不锈钢通常比300系列更耐氯化物的侵蚀。

有了足够数量的镍，不锈钢在室温下保持奥氏体，形成了奥氏体钢。它们是非磁性的，不能像碳钢那样进行热处理以达到淬火的目的，因为在这些合金中不会发生相变到马氏体。使用它们的主要原因是，与400系列相比，它们在大气和侵蚀性化学环境中的抗腐蚀性更强。

300系列合金含有铬和镍，是最受欢迎的奥氏体等级不锈钢。301和304型是使用中最常见的合金，用于一般用途。它们含有18%的铬，9%至10%的镍，以及高达0.15%的碳（301）或0.08%的碳（304）作为杂质。其他300系列合金是这些合金的改进版本，以实现特定的性能。316型包含2-3％的钼，以提高在含氯环境中的耐腐蚀性。304L，316L和其他L级包含缩减的碳，少于0.03％，以避免在焊接和其他热过程中的微观结构变化，这可能会损害的耐腐蚀性。这种有害的变化被称为敏化作用。321和347型分别含有少量的钛和铌，以防止敏化。它们能够在高温下使用，而L级的目的是在制造过程中抗敏化。下图显示了304合金中的奥氏体晶粒。

304合金中的奥氏体晶粒。晶界上的颗粒是铬的碳化物。

200系列钢，也是奥氏体，用锰代替部分镍，作为一种降低成本的措施。201级不锈钢含有约17%的铬，6.5%的锰和4%的镍。它的耐腐蚀性与301相似。

沉淀硬化（PH）钢通过热处理形成沉淀物以及形成马氏体而得到强化。通过类似于铝合金的老化方法，可以被强化到比400系列等级更高的硬度。17-4 PH和17-7 PH钢分别含有17%铬和4%或7%镍。次要的合金元素包含铜、钛和铌以及其他金属。

双相不锈钢允许在腐蚀性应用中节省材料成本，如化学加工，包括氯化物和含硫的环境。它们由奥氏体和铁素体的混合物组成，比例大致相等。双相不锈钢根据合金元素的数量，又分为贫化、标准、超级或超双相。与300系列相比，双相不锈钢铬含量更高，镍含量更少，并且通常包括作为额外奥氏体稳定剂的氮和耐腐蚀的钼。(2205（22%铬，5%镍和3%钼）是一种常见的标准双相不锈钢，而2507（25%铬，7%镍加4%钼）是一种常见的超级双相钢。下面的显微照片显示了一种双相不锈钢。

双相不锈钢的显微照片。棕色的相是铁素体，浅色的相是奥氏体。(Charles Young, P.E.提供)

三、如何选择适当等级的不锈钢

种类繁多的不锈钢提供了巨大的性能组合。然而，每种合金都有明显的优点和缺点。当选择一种可用的不锈钢时，重要的是要考虑组件如何被制造和连接在一起，它将暴露的特定环境，以及选用其他合金通常也需要考虑的，如机械要求和成本。

四、梦能科技

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