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不鏽鋼



Disambig gray.svg此條目的主題是不鏽鋼。關於鍍鋅的鐵或鋼，請見「白鐵」。

不鏽鋼[1]，也稱為不鏽耐酸鋼、水銅鐵，在台語也稱「白鐵」；在冶金學中，是指在大氣和酸、鹼、鹽等腐蝕性介質中，呈現鈍態、耐蝕、不生鏽，含高鉻（常12%~30%）的合金鋼，通常另含有鎳、鉬、釩、錳、鎢等元素；而決定不鏽鋼防鏽能力，最重要的金屬元素就是鉻。國際上以重量計算定義，不鏽鋼是最低鉻含量為10.5wt%，最高碳含量為1.2 wt%的合金鋼[2]，或鉻含量超過10%的「鐵合金」[3]。此名稱源於它不像普通鋼那樣容易腐蝕生鏽[4]。

鋼的顯微組織

肥粒鐵（α-Fe）
針狀肥粒鐵（acicular α-Fe）
沃斯田鐵（γ-Fe）
麻田散鐵
波來鐵（88%肥粒鐵，12%碳化三鐵）
變韌鐵
粒滴斑鐵（波來鐵及滲碳體的共晶
　　　　混合物，含碳量4.3%）
雪明碳鐵（Fe3C）
β鐵（β-Fe）

鋼

坩堝鋼（英語：Crucible steel）
碳鋼（含碳量≤2.1%）
彈簧鋼（英語：Spring steel）（低或無合金）
合金鋼（含有碳以外的元素）

麻田散鐵時效鋼（含鎳）
不鏽鋼（含鉻量≥10.5%）
耐候鋼
工具鋼（工具用的合金鋼）
其他含鐵材料

鑄鐵（含碳量>2.1%）

白鑄鐵
灰口鑄鐵
可鍛鑄鐵
球墨鑄鐵
蠕墨鑄鐵
鍛鐵（含有熔渣）

不鏽鋼如果含鉻或其他元素比例很低，則只能在表面形成氧化膜保護而仍會氧化，具有像銅或鋁的防蝕特色，這種鋼材就並非不鏽鋼，而是耐候鋼。鉻與低碳含量相配合，可顯示出明顯的耐腐蝕性和耐熱性，還可以加入鎳、鉬、釩、鈦、鈮、錳、鎢、鋁、銅、氮、硫、磷和硒，使其表面會產生防鏽的氧化膜，以提高對特殊環境的耐腐蝕性和抗氧化性，並賦予特殊性能，從而保護鋼材本身受到外界環境中的空氣（尤指氧氣）、水、某些酸、鹼的氧化腐蝕。

大多數不鏽鋼先在電爐或氧氣頂吹轉爐（英語：Bottom-blown oxygen converter）（轉爐（英語：Basic oxygen steelmaking））中熔化，然後在另一煉鋼爐中精煉，主要為了降低碳含量。在氬-氧脫碳法（英語：Argon oxygen decarburization）中，將氧和氬的氣體混合物噴入鋼水中。改變氧和氬的比例，通過將碳氧化為一氧化碳而不使昂貴的鉻氧化和損失，來將碳含量降低到控制的水平。因此，在初始的熔化操作中可使用較便宜的原料，如高碳的鉻鐵。

分類編輯

不鏽鋼分為三大類：奧斯田不鏽鋼（A1,A2,A3,A4,A5）、肥粒鐵不鏽鋼（F1）和麻田散不鏽鋼（C1,C4,C3）。

  • 奧斯田不鏽鋼含有16%－26%鉻和35%以下的鎳，通常具有最高的耐腐蝕性，不能通過熱處理進行強化，並且無磁性；最常見的類型是18/8，或稱304，即含有18%鉻和8%鎳；典型的用途包括飛機工業、乳製品和食品加工工業。奧斯田不鏽鋼（A*-50較軟/A*-70 適合冷加工/ A*-80具有高強度）
  • 標準的肥粒鐵不鏽鋼含有10.5%－27%鉻，而不含鎳，由於碳含量低（0.2%以下），不能通過熱處理進行強化，僅用於防腐蝕要求不高的場合，如建築和汽車裝潢方面。肥粒鐵不鏽鋼（F1-45較軟/F1-60適合冷加工）
  • 麻田散不鏽鋼通常含有11.5%－18%鉻和1.2%以下的碳，有時也含鎳，可通過熱處理進行強化，具有中等的耐腐蝕性，用於刀具、外科用具、扳手和渦輪機。

不鏽鋼按其抗蝕性分：不鏽鋼（在空氣中能抵抗腐蝕）和不鏽耐酸鋼（在某些化學介質中能抵抗腐蝕）。

按化學成分可分為高鉻不鏽鋼（如4Cr13、Cr17、Cr28、Cr17Ti 等）、鉻鎳不鏽鋼（如0Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti）、鉻錳氮不鏽鋼（如Cr17Mn13Mo2N）。

不鏽鋼的商業價值編輯

不鏽鋼號對照編輯

EN-DIN標準鋼號 EN-標準鋼牌號 ASTM／AISI鋼牌號 UNS編號 GB-中國國標牌號
1.4310 X10CrNi18-8 301
1.4318 X2CrNiN18-7 301LN
1.4307 X2CrNi18-9 304L S30403
1.4306 X2CrNi19-11 304L S30403 00Cr18Ni9
1.4311 X2CrNiN18-10 304LN S30453
1.4301 X5CrNi18-10 304 S30400 06Cr19Ni10（GB/T3280-2007）
1.4948 X6CrNi18-11 304H S30409
1.4303 X5CrNi18 12 305
1.4541 X6CrNiTi18-10 321 S32100 0Cr18Ni11Ti
1.4878 X12CrNiTi18-9 321H S32109
1.4404 X2CrNiMo17-12-2 316L S31603 00Cr17Ni14Mo2
1.4432 X2CrNiMo17-12-3 316L S31603 00Cr17Ni14Mo2
1.4435 X2CrNiMo18-14-3 316L S31603 00Cr17Ni14Mo2
1.4401 X5CrNiMo17-12-2 316 S31600 0Cr17Ni12Mo2
1.4436 X3CrNiMo17-13-3 316 S31600 0Cr17Ni12Mo2
1.4406 X2CrNiMoN17-12-2 316LN S31653
1.4571 X6CrNiMoTi17-12-2 316Ti S31635
1.4429 X2CrNiMoN17-13-3 316LN S31653
1.4438 X2CrNiMo18-15-4 317L S31703
X10CrNiTi189 347 0Cr18Ni11Nb
1.4512 X6CrTi12 409 0Cr11Ti
S41000 0Cr13
410 1Cr13
420J1 2Cr13
1.4016 X6Cr17 430 1Cr17
1.4118 X40CrMo15 440A S44002 8Cr13
1.4112 440B S44004 9Cr13
1.4125 440C S44003 11Cr18
440F S44020
1.4539 X1NiCrMoCu25-20-5 904L N08904 00Cr20Ni25Mo4.5Cu
1.4547 X1CrNiMoCuN20-18-7 S31254

不鏽鋼牌號分組編輯

SAE steel grade -（美國自動機工程學會總會（英語：SAE International）[5]相關規範「Society of Automotive Engineers（英語：Society of Automotive Engineers）」）

  • 200系列：鉻-鎳-錳奧斯田不鏽鋼[6][7][8][9][10][11]
  • 300系列：鉻-鎳奧斯田不鏽鋼[6][7][8][9]
    • 型號301：延展性好，用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於304不鏽鋼，產品如：彈簧、鋼構、車輪蓋。
    • 型號302：耐腐蝕性同304，由於含碳相對要高因而強度更好。
    •  
      304不鏽鋼餐具
      型號303：通過添加少量的硫、磷使其較304更易切削加工。
    • 型號304：通用型號；主要有18（鉻）/8（鎳）與18（鉻）/10（鎳）兩種不鏽鋼 。產品如：耐蝕容器、餐具、家俱、欄杆、醫療器材。標準成分是18 %鉻加8 %鎳。為無磁性、當雜質含量高時，加工後偶爾會呈現弱磁性、此弱磁性只能使用熱處理的方式消除。屬於無法藉由熱處理方法來改變其金相組織結構的不鏽鋼。[12]
    • 型號304 L：與304相同特性，但低碳故更耐蝕、易熱處理，但機械性較差適用焊接及不易熱處理之產品。
    • 型號304 N：與304相同特性，是一種含氮的不鏽鋼，加氮是為了提高鋼的強度。
    • 型號309：較之304有更好的耐溫性。
    • 型號309 S：具多量鉻、鎳，故耐熱、抗氧化性佳，產品如：熱交換器、鍋爐零組件、噴射引擎。
    • 型號310 S：含最多量鉻、鎳，故耐熱、抗氧化性最佳熱交換器、鍋爐零組件、電機設備。
    • 型號316：繼304之後，第二個得到最廣泛應用的鋼種，主要用於食品工業和外科手術器材（英語：surgical stainless steel），添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之304其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作「船用鋼」來使用。SS316則通常用於核燃料回收裝置。18/10不鏽鋼通常也符合這個應用級別。[13]特用於化學、海邊等易腐蝕環境、船舶裝配、建材。
    • 型號316 L：低碳故更耐蝕、易熱處理，產品如：化學加工設備、核能發電機、冷凍劑儲槽。
    • 型號321：除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫鏽蝕（英語：weld decay）的風險之外其他性能類似304，適於焊接釀酒設備、蒸氣管、航空零件。
    • 型號347：添加安定化元素鈮，適於焊接航空器具零件及化學設備。
  • 400系列：鐵素體和麻田散不鏽鋼[6][7][8][9]
    • 型號408：耐熱性好，弱抗腐蝕性，11 %的Cr，8 %的Ni。
    • 型號409：除了因為添加了鈦元素，最廉價的型號（英美），通常用作汽車排氣管，屬鐵素體不鏽鋼（鉻鋼），適於焊接，成本較低汽車排氣管、石油設備。
    • 型號410：麻田散（高強度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差，適於幫浦。其化學成分含13 %鉻、0.15 %以下的碳及少量的其他元素合金。原料價格較便宜，具有磁性、可經由熱處理硬化。一般用途有軸承、醫療用具及刀具等。
    • 型號416：添加了硫改善了材料的加工性能。
    • 型號420：含較高碳、硬度、強度更高，刃具級麻田散不鏽鋼，類似布氏不鏽鋼（Brearley's stainless steel，英國治金家Harry Brearley（英語：Harry Brearley））這種最早的不鏽鋼，可以做的非常光亮，適於刀、彈簧、外科器具、剃刀切頭、閥。
    • 型號430：鐵素體不鏽鋼，裝飾用，具磁性，例如用於汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差，適於扣接件、餐具、家具用品。其標準化學成份為16～18 %鉻，含碳量低。此類不銹鋼具有磁性。
    • 型號434：含鉬故耐蝕性較430優良，適於餐具、雨刷、汽車裝潢。
    • 型號440：高強度刃具鋼，含碳稍高，經過適當的熱處理後可以獲得較高屈服強度，硬度可以達到58HRC，屬於最硬的不鏽鋼之列。最常見的應用例子就是「剃鬚刀片」。常用型號有三種：440A、440B、440C，另外還有440F（易加工型）。
  • 500系列：耐熱鉻合金鋼。[6][8][9]
  • 600系列：麻田散沉澱硬化不鏽鋼。[6][8][9]
    • 型號630：最常用的沉澱硬化不鏽鋼型號，通常也叫17－4；17 % Cr，4 % Ni。

問題編輯

由於各種類型的不鏽鋼有不同的特性，在長期貼近人體使用，可能對人體產生有害的影響。長期使用不鏽鋼餐具可能對人體產生危害。

  • 2014年5月8日，有媒體報導稱，有一些台灣的專家出示久用不鏽鋼的湯匙強調，用久後有鏽、刮痕、凹凸不平則莫用，因為有溶出有害物的疑慮。消基會也補充說，雖然錳是人體必須的微量礦物質之一，但若吸收過量，會影響神經系統，引發記憶障礙，甚至是帕金森氏症；部份鎳化合物已被認定是人體致癌物[7]。

執行標準編輯

在中國，不鏽鋼管執行的標準有：GB1220-84、GB4241-84、GB4356-84、GB1270-80、GB12771-91等等。

相關編輯

參考來源編輯

文獻
  • 陳怡儒、楊和慶、到手香、紀宗廷、林欣瑜、柯昭儀、雲琇卿、吳怡亭、盂美雲、林煜庭、鄭諺彌、陳亭瑋、陳昭明、葉宗桓、林宏儒、蘇怡帆. 《圖解日用品安全全書》. 臺灣: 易博士出版社（城邦文化）. 2011-05-17 [2011]. ISBN 978-986-120-761-2 （中文）. `
引用
  1. ^ 陳怡儒 2011，第304-305頁
  2. ^ 存档副本. [2022-01-14]. （原始內容存檔於2022-01-14）. 
  3. ^ 存档副本. [2022-01-14]. （原始內容存檔於2022-05-03）. 
  4. ^ 1104 超視《食在有健康》食在好安心-便當盒鍋具餐具毒跡密佈 吃了不孕傷腦筋 之 知識篇. [2013-11-06]. （原始內容存檔於2021-12-15）. 
  5. ^ ARTC 財團法人車輛研究測試中心 - 客戶服務 - 知識庫 - 深耕電動車標準 搶進國際市場-與美國SAE簽署「電動車驗證與標準合作」 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），綠能智慧專案，陳淑絹，2010
  6. ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 6.4 不鏽鋼鍋正確挑 看標示編號 太亮太薄不要買 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），報導╱劉燕美，攝影╱高凱新，蘋果日報 (台灣)，2013年12月24日
  7. ^ 7.0 7.1 7.2 7.3 楊淑閔; 裴禛（攝）. 不鏽鋼餐具刮鏽 恐溶出有害物. 臺北: 中央通訊社. 2014-05-08 [2014-05-08]. （原始內容存檔於2018-08-27）. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 8.3 8.4 施芝吟; 明芳（責任編輯）. 不鏽鋼餐具恐溶毒物 有刮痕就該換. 臺北: 大紀元時報股份有限公司. 2014-05-08 [2014-05-09]. （原始內容存檔於2016-03-04） （中文（臺灣））.  （[//web.archive.org/web/20160304192324/http://tw.epochtimes.com/gb/14/5/8/n4150715.htm 頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） （簡體中文）] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
  9. ^ 9.0 9.1 9.2 9.3 9.4 謝文華. 不鏽鋼也會生鏽 消基會促訂餐具標準. 臺北: 自由時報. 2014-05-09 [2014-05-09]. （原始內容存檔於2021-12-15） （中文（臺灣））. 
  10. ^ 洪素卿; 黃以敬、張聰秋、王駿杰. 不銹鋼餐具標示亂 9校食器「錳」超高. 臺北: 自由時報. 2014-06-24 （中文（臺灣））. 
  11. ^ 錳過量 各校驚訝、立即停用. 臺北: 人間福報. 2014-06-24 [2014-06-24]. （原始內容存檔於2021-03-23） （中文（臺灣））. 
  12. ^ 〈資訊〉 國家環境毒物研究中心關於媒體報導「不鏽鋼超錳事件」之看法 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館），國家環境毒物研究中心，國家衛生研究院
  13. ^ 18/10 vs. 18/8 and 18/0 stainless steel for flatware and pots & pans. [2006-12-26]. （原始內容存檔於2022-03-13）. 
  14. ^ What is Stainless Steel?. [2006-12-26]. （原始內容存檔於2006-09-24）. 

外部連結編輯

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