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  • 認識不鏽鋼

            2015/9/21

    一、何謂不鏽鋼
           工業上金屬分兩大類：鐵及非鐵金屬，鐵類中的鐵與鋼其分野在成分中碳含量的多寡，一般來說鋼的碳含量在2% 以下，是日常生活中用得最多的金屬材料。不鏽鋼比一般鋼材具 有更佳的抗腐蝕性及耐熱性，在大氣中 可常保金屬光澤，台灣民間一般俗稱不鏽鋼為「白鐵」，不銹鋼是一般人對耐蝕性鋼材的通稱，其確切的定義是：鋼液中鉻(Cr)含量大於12%的鋼材稱為不鏽鋼。
    二、不鏽鋼的優點
          抗蝕性強 / 機械性佳，加工容易 / 外表光亮、衛生，容易清洗 /無毒無害/在高溫及低溫環境仍具良好性質 /多種表面品級，提供不同應用領域 /生命週期長， 低維護費用 /綠色材料，100%回收。
    三、不鏽鋼種類
         不鏽鋼可以按用途、化學成分及金相組織來大體分類。
    以奧氏體系類的鋼由18%鉻-8%鎳為基本組成，各元素的加入量變化的不同，而開發各種用途的鋼種。

    以化學成分分類：
    ①CR系列：鐵素體系列、馬氏體系列
    ②CR-NI系列：奧氏體系列，異常系列，析出硬化系列。

    以金相組織的分類：
    ① 奧氏體不鏽鋼 (佔了不鏽鋼使用的70%)
    ② 鐵素體不鏽鋼 430
    ③ 馬氏體不鏽鋼 410
    ④ 雙相不鏽鋼
    ⑤ 沉澱硬化不鏽鋼600

    金相 特性 主要鋼種 化學成分 適用範圍
    奧氏體不鏽鋼 低、中強度
    高抗腐蝕性    		 200系
    300系    		 302為基本型
    標準化學合金成分含
    18%鉻
    8%鎳
    用量最大304    		 化工，機械，交通工具，
    建材，裝飾品等等
    鐵素體不鏽鋼 強度低
    中抗腐蝕性    		 400系(部分) 430為基本型
    標準化學合金成分含
    16~18%鉻    		 耐蝕性，耐高溫氧化設備，
    如餐具廚具等
    馬氏體不鏽鋼 強度高
    低抗腐蝕性    		 410系(部分) 410為基本型
    標準化學合金成分含
    13%鉻    		 醫用儀具,家庭用刀剪等
    雙相不鏽鋼 具高強度及韌性 300系
    (含鉻，鎳，鋁或銅)    		 329為基本型 高耐蝕特殊用途
    沉澱硬化不鏽鋼 具中高強度
    抗腐蝕性    		 600系
    (含鉻，鎳，鉬或鈦)    		 631為基本型 航太工業等高精密度原件

         其中為常見的 316 / 304 /430 系列快速分析表如下:
    (一般SYS的工業用過濾器，最常提供客戶選擇的有304/304L/316/316L)
    不鏽鋼種類 鉻(Cr) 含量 鎳(Ni)含量 業界俗稱 應用範圍
    304 18% 8% 18/8 最廣泛應用的不銹鋼、耐熱鋼。
    用於食品生產設備、昔通化工設備、核能等
    304L 18% 9% 18/8 是極低碳304鋼，具有優良的抗晶間腐蝕性能。
    用於焊接後不能進行熱處理的部件等
    316 18% 10% 18/10 對於海水及各種腐蝕介質的抗腐蝕性能優於304鋼。
    用於抗點蝕材料
    316L 18% 10% 18/10 是極低碳316鋼。
    316鋼的性能加上抗晶間腐蝕性能
    430 18% 0% 18/0 是具有良好的耐腐蝕性能和通用鋼種。
    用於建築裝飾用、燃油燒嘴部件、家庭用器具、家電零件
    四、常見市售不鏽鋼國際規範及標示範例
          SYS的工業用過濾器，會選用符合下列規範的板材，

    ① 台灣- CNS(國家標準檢驗局) 例如: CNS 560

    ② 美國- AISI(美國鋼鐵學會標準) 例如: AISI 304

    ③ 日本- JIS(日本工業標準) 例如: SUS 304

    ④ 德國-DIN(德國標準化學會) 例如: EN-1.4301
    五、不鏽鋼是否會生鏽
           其實不鏽鋼並非完全不會生鏽，在英文原文 STAINLESS STEEL 一詞中已清楚地表達出它是較少生鏽機會而己，並非完全不會生鏽腐蝕的。通常金屬的腐蝕速率小於 0.01mm/ 年，才被認為是完全 耐蝕的，而小於 0.1mm/ 年的只是耐蝕的。
          基本上不鏽鋼的防鏽蝕機制，是建構在其成分中富 含量 (11.5% 以上 ) 的鉻合金 (Cr)，在鋼材的表面生成了緻密堅硬防鏽蝕的氧化鉻 (Cr2O3) 保護膜，阻絕周圍致鏽物質的入侵。
    六、不鏽鋼磁性
            奧氏體不鏽鋼304不具磁性的特質異於一般的鋼鐵材料， 更佳的耐蝕性更不易生鏽，因此在一般台灣民間均以磁鐵來辨識不鏽鋼，認為不具磁性的才是真正的不鏽鋼，但是此一觀念並不正確。
          奧氏體是無磁或弱磁性，而馬氏體或鐵素體是帶磁性的，由於冶煉時成分偏析或熱處理不當，會造成奧氏體304不鏽鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。如此一來，304不鏽鋼中就會帶有微弱的磁性。 另外，304不鏽鋼經過冷加工，組織結構也會向馬氏體轉化，冷加工變形度越大，馬氏體轉化越多，鋼的磁性也越大。因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性，這不能認為是冒牌或不合格!
    參考文獻：
    [1] 陳瑞凱,詹益愷,不鏽鋼種類與材質磁性的關係(衛生福利部食品藥物管理署資料)
    [2] 不鏽鋼 (維基百科)
    [3] Henry, 不鏽鋼知識(2009/10/2, 網頁http://thunderelite.forumotion.net/t85-topic )
    [4] 天聖金屬科技,不鏽鋼的磁性有無 (2011,金屬表面處理藥劑資訊網)
    [5] 謝之駿,不鏽鋼材料 (2011國立中興大學博士後研究員,p.1~p.63)
    [6] 廖耀宇,認識不鏽鋼 (技師期刊64,65合輯p.121~p.125)

     

    文字整理：TRISTA

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