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不锈钢材料:不锈钢和碳钢有什么区别?

发布时间2019-10-16人气:79

摘要:为特定工作在碳钢和不锈钢之间进行选择将涉及权衡所有这些因素并进行仔细考虑。如果要将金属隐藏起来,则完全没有理由花额外的钱在不锈钢上严格按照外观进行。但是,如果将其隐藏在看不见的地方,但要受到腐蚀性环境的影响,不锈钢实际上可能是最佳选择。最后,选择将取决于工作或项目的具体情况。



为项目选择合适的钢材类型是做出最重要的决定之一。但是,在决定各个等级之前,首先必须确定要使用哪种类型的钢,例如碳钢或不锈钢。通常,钢是一种合金,铁是主要元素。合金是由金属或金属与其他元素的混合物制成的材料。这些类型的合金通常更便宜并且具有改善的性能。就钢而言,铁主要与碳和其他少量元素混合。与碳混合可增强钢的强度,提高其抗拉强度,同时保持较低的成本。为了帮助您,本文将讨论碳和不锈钢之间的区别。

铁与铬混合时被称为不锈钢。当碳是与铁的主要合金元素时,所有其他元素的含量都非常低,因此称为碳钢。因此, 碳钢和不锈钢之间的 主要区别在于,  碳钢 主要由 碳和铁制成,    不锈钢 主要由 铁和铬制成。


碳钢包含至少95%的铁和2%的碳。碳含量越高,钢越坚固。不锈钢还包含铁,但此外它还必须包含至少10.5%的铬,并且碳含量非常低,通常最多为0.08%。不锈钢从冶金结构中获得强度,而不是从碳含量中获得强度。碳钢可以通过热处理进行强化,而300系列不锈钢则不能。

可以通过对结构进行加工硬化来增强不锈钢。除必须存在的铬外,300系列不锈钢等级(30416)还包含8%至14%的镍。316含有2%至3%的其他元素钼。正是这些添加到铁基中的合金元素使不锈钢与碳钢大不相同。


比较:

- 耐腐蚀性能:

碳钢和不锈钢之间的区别在于抗腐蚀的能力。通常,不锈钢是两种钢中更耐腐蚀的材料。碳钢和不锈钢均含有铁,铁在暴露于环境时会氧化,从而生锈。不锈钢中添加的铬使其比碳钢更耐腐蚀。铬比铁更容易与氧气结合。当铬附着在氧气上时,会形成一层氧化铬层,可保护材料的其余部分免受降解和腐蚀。碳钢通常没有足够的铬来形成该氧化铬层,从而使氧与铁结合,从而导致氧化铁或铁锈。因此,如果耐蚀性是一个关键因素,那么不锈钢是必经之路。

机械性能:

由于碳钢和不锈钢之间的机械性能存在差异,因此很难做出陈述。不锈钢通常比碳钢更具延展性,因为它们通常含有更多的镍。但是,也有非常脆的不锈钢,例如马氏体不锈钢。碳含量极低的碳钢可能无法与某些不锈钢的拉伸强度匹配,这是由于许多不锈钢等级包含的合金元素会增加其强度。但是,如果碳钢中有足够的碳(通常至少为0.30重量%),则与奥氏体不锈钢相比,碳钢更易于热处理。

外观:

如果需要,必须考虑金属的外观。如果外观因素很重要,通常最好选择具有特殊表面处理的不锈钢。尽管两者都可以打磨和抛光,以获得明亮,有光泽的外观,但碳钢在抛光过程后需要很快地形成透明的涂层或油漆。如果不使用,碳钢将开始失去光泽并最终生锈。同样,如果不锈钢被刮擦,它将在刮擦区域保留其光泽,而涂漆的碳素钢片则需要重新粉刷,否则将受到腐蚀。

·         碳钢如何腐蚀?

–  碳钢中的铁与大气中的氧气反应生成氧化铁,我们可以在钢表面看到红锈。生锈会在表面形成一层氧化层,其厚度比原来的铁厚几倍,并且经常导致表面剥落或剥落,从而降低钢的厚度。

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·         不锈钢如何抗腐蚀?

–   因为不锈钢中至少含有10.5%的铬,所以铁的氧化会发生变化,从而生成一种复合氧化物,该复合氧化物可抵抗进一步的氧化并在表面形成钝化层。这是一个非常薄的层(厚度为微米),但非常坚韧,如果通过刮擦或机械加工将其除去,则会重新形成。向结构中添加镍(304中的最小含量为8%,而 316中的最小含量为10%)扩大了铬所建立的钝化范围。钼的进一步添加(316中的最低含量为2%)进一步扩大了钝化范围并改善了耐腐蚀性,这在乙酸,硫酸和亚硫酸以及包括海水在内的中性氯化物溶液中尤为明显。
–   
如果正确选择并维护了不锈钢,则不应 遭受任何腐蚀。但是,不锈钢会在某些条件下腐蚀。它与碳钢的腐蚀类型不同。
表面没有全面的生锈,随后也没有减少厚度。如果不锈钢腐蚀,最可能的腐蚀形式是点蚀。当环境使不锈钢的钝化膜不堪重负 且无法修复中断 时,就会发生点蚀。它通常发生在表面上很小的深褐色凹坑(因此称为凹坑)中,并且不会干扰不锈钢的机械性能。当沉积物或其他材料在表面上形成缝隙时,不锈钢也会受到缝隙腐蚀。它类似于点蚀,但在更大的区域上 当缺氧时,环境使被动层无法自我修复。它没有吸引力,但是在大多数情况下,它不应影响不锈钢的机械性能。消除尖锐角或将其密封的良好设计可最大程度地减少此类腐蚀。

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