摘要:為特定工作在碳鋼和不銹鋼之間進行選擇將涉及權衡所有這些因素并進行仔細考慮。如果要將金屬隱藏起來,則完全沒有理由花額外的錢在不銹鋼上嚴格按照外觀進行。但是,如果將其隱藏在看不見的地方,但要受到腐蝕性環境的影響,不銹鋼實際上可能是最佳選擇。最后,選擇將取決于工作或項目的具體情況。
為項目選擇合適的鋼材類型是做出最重要的決定之一。但是,在決定各個等級之前,首先必須確定要使用哪種類型的鋼,例如碳鋼或不銹鋼。通常,鋼是一種合金,鐵是主要元素。合金是由金屬或金屬與其他元素的混合物制成的材料。這些類型的合金通常更便宜并且具有改善的性能。就鋼而言,鐵主要與碳和其他少量元素混合。與碳混合可增強鋼的強度,提高其抗拉強度,同時保持較低的成本。為了幫助您,本文將討論碳和不銹鋼之間的區別。
鐵與鉻混合時被稱為不銹鋼。當碳是與鐵的主要合金元素時,所有其他元素的含量都非常低,因此稱為碳鋼。因此, 碳鋼和不銹鋼之間的 主要區別在于, 碳鋼 主要由 碳和鐵制成, 而 不銹鋼 主要由 鐵和鉻制成。
碳鋼包含至少95%的鐵和2%的碳。碳含量越高,鋼越堅固。不銹鋼還包含鐵,但此外它還必須包含至少10.5%的鉻,并且碳含量非常低,通常最多為0.08%。不銹鋼從冶金結構中獲得強度,而不是從碳含量中獲得強度。碳鋼可以通過熱處理進行強化,而300系列不銹鋼則不能。
可以通過對結構進行加工硬化來增強不銹鋼。除必須存在的鉻外,300系列不銹鋼等級(304和16)還包含8%至14%的鎳。316含有2%至3%的其他元素鉬。正是這些添加到鐵基中的合金元素使不銹鋼與碳鋼大不相同。
比較:
- 耐腐蝕性能:
碳鋼和不銹鋼之間的區別在于抗腐蝕的能力。通常,不銹鋼是兩種鋼中更耐腐蝕的材料。碳鋼和不銹鋼均含有鐵,鐵在暴露于環境時會氧化,從而生銹。不銹鋼中添加的鉻使其比碳鋼更耐腐蝕。鉻比鐵更容易與氧氣結合。當鉻附著在氧氣上時,會形成一層氧化鉻層,可保護材料的其余部分免受降解和腐蝕。碳鋼通常沒有足夠的鉻來形成該氧化鉻層,從而使氧與鐵結合,從而導致氧化鐵或鐵銹。因此,如果耐蝕性是一個關鍵因素,那么不銹鋼是必經之路。
–機械性能:
由于碳鋼和不銹鋼之間的機械性能存在差異,因此很難做出陳述。不銹鋼通常比碳鋼更具延展性,因為它們通常含有更多的鎳。但是,也有非常脆的不銹鋼,例如馬氏體不銹鋼。碳含量極低的碳鋼可能無法與某些不銹鋼的拉伸強度匹配,這是由于許多不銹鋼等級包含的合金元素會增加其強度。但是,如果碳鋼中有足夠的碳(通常至少為0.30重量%),則與奧氏體不銹鋼相比,碳鋼更易于熱處理。
–外觀:
如果需要,必須考慮金屬的外觀。如果外觀因素很重要,通常最好選擇具有特殊表面處理的不銹鋼。盡管兩者都可以打磨和拋光,以獲得明亮,有光澤的外觀,但碳鋼在拋光過程后需要很快地形成透明的涂層或油漆。如果不使用,碳鋼將開始失去光澤并最終生銹。同樣,如果不銹鋼被刮擦,它將在刮擦區域保留其光澤,而涂漆的碳素鋼片則需要重新粉刷,否則將受到腐蝕。
· 碳鋼如何腐蝕?
– 碳鋼中的鐵與大氣中的氧氣反應生成“氧化鐵”,我們可以在鋼表面看到“紅銹”。生銹會在表面形成一層氧化層,其厚度比原來的鐵厚幾倍,并且經常導致表面剝落或剝落,從而降低鋼的厚度。
· 不銹鋼如何抗腐蝕?
– 因為不銹鋼中至少含有10.5%的鉻,所以鐵的氧化會發生變化,從而生成一種復合氧化物,該復合氧化物可抵抗進一步的氧化并在表面形成鈍化層。這是一個非常薄的層(厚度為微米),但非常堅韌,如果通過刮擦或機械加工將其除去,則會重新形成。向結構中添加鎳(304中的最小含量為8%,而 316中的最小含量為10%)擴大了鉻所建立的鈍化范圍。鉬的進一步添加(316中的最低含量為2%)進一步擴大了鈍化范圍并改善了耐腐蝕性,這在乙酸,硫酸和亞硫酸以及包括海水在內的中性氯化物溶液中尤為明顯。
– 如果正確選擇并維護了不銹鋼,則不應 遭受任何腐蝕。但是,不銹鋼會在某些條件下腐蝕。它與碳鋼的腐蝕類型不同。
表面沒有全面的“生銹”,隨后也沒有減少厚度。如果不銹鋼腐蝕,最可能的腐蝕形式是“點蝕”。當環境使不銹鋼的鈍化膜不堪重負 且無法修復中斷 時,就會發生點蝕。它通常發生在表面上很小的深褐色凹坑(因此稱為凹坑)中,并且不會干擾不銹鋼的機械性能。當沉積物或其他材料在表面上形成“縫隙”時,不銹鋼也會受到縫隙腐蝕。它類似于點蝕,但在更大的區域上 當缺氧時,環境使被動層無法自我修復。它沒有吸引力,但是在大多數情況下,它不應影響不銹鋼的機械性能。消除尖銳角或將其密封的良好設計可最大程度地減少此類腐蝕。