作业帮不锈钢是含有少量碳及其他金属的铁合金,它与纯铁相比,具有哪些优良的性能?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：化学作业 时间：2024/05/22 14:53:15
不锈钢是含有少量碳及其他金属的铁合金,它与纯铁相比,具有哪些优良的性能?
不锈钢中除铁以外,还含有抗腐蚀性很强的铬和镍.铬的含量一般在13％以上,镍的含量也在10%左右.
一般物理性能
和其他材料一样,物理性能主要包括以下3个方面：熔点、比热容、导热系数和线膨胀系数等热力学性能,电阻率、电导率和磁导率等电磁学性能,以及杨氏弹性模量、刚性系数等力学性能.这些性能一般都被认为是不锈钢材料的固有特性,但是也会受到诸如温度、加工程度和磁场强度等的影响.通常情况下不锈钢与纯铁相比导热系数低、电阻大,而线膨胀系数和导磁率等性能则依不锈钢本身的结晶结构而异.
表4—1~表4—5中列出马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、沉淀硬化型不锈钢和双相不锈钢主要牌号的物理性能.如密度、熔点、比热容、导热系数、线膨胀系数、电阻率、磁导率和纵向弹性系数等参数.
2、物理性能与温度的相关性
（1）比热容
（2）导热系数
在600℃以下,各种不锈钢的导热系数基本在10~30W/（m·℃）范围内,随着温度的提高导热系数有增加趋势.在100℃时,不锈钢导热系数由大至小的顺序为1Cr17、00Cr12、2 Cr 25N、0 Cr 18Ni11Ti、0 Cr 18 Ni 9、0 Cr 17 Ni 12Mο2、2 Cr 25Ni20.500℃时导热系数由大至小的顺序为1 Cr 13、1 Cr 17、2 Cr 25N、0 Cr 17Ni12Mο2、0 Cr 18Ni9Ti和2 Cr 25Ni20.奥氏体型不锈钢的导热系数较其他不锈钢略低,与普通碳素钢相比,100℃时奥氏体型不锈钢的导热系数约为其1/4.
（3）线膨胀系数
在100-900℃ 范围内,各类不锈钢主要牌号的线膨胀系数基本在10ˉ6~130*10ˉ6℃ˉ1,且随着温度的升高呈增加的趋势.对于沉淀硬化型不锈钢,线膨胀系数的大小时效处理温度来决定.
（4）电阻率
在0~900℃,各类不锈钢主要牌号的比电阻的大小基本在70*10ˉ6~130*10ˉ6Ω·m,且随着温度的增加有增加的趋势.当作为发热材料时,应选用电阻率低的材料.
（5）磁导率
奥氏体型不锈钢的磁导率极小,因此也被称为非磁性材料.具有稳定奥氏体型组织的钢,如0 Cr 20 Ni 10、0 Cr 25 Ni 20等,即使对其进行大于80%的大变形量加工也不会带磁性.不锈钢的耐腐蚀性能（一）
不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高,其基本原理是,当钢中有足够的铬时,在钢的表面形成非常薄的致密的氧化膜,它可以防止进一步的氧化或腐蚀.氧化性的环境可以强化这种膜,而还原性环境则必然破坏这种膜,造成钢的腐蚀.
（1）在各种环境中的耐腐蚀性能
①大气腐蚀
不锈钢耐大气腐蚀基本上是随着大气中的氯化物的含量而变化的.因此,靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的.一定量的雨水,只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的.
农村环境 1Cr13、1 Cr 17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途,其外观上不会有显著的改变.因此,在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格,市场供应情况,力学性能、制作加工性能和外观来选择.
工业环境 在没有氯化物污染的工业环境中,1Cr17和奥氏体型不锈钢能长期工作,基本上保持无锈蚀,可能在表面形成污膜,但当将污膜清除后,还保持着原有的光亮外观.在有氯化物的工业环境中,将造成不锈钢锈蚀.
海洋环境 1Cr13和1 Cr 17不锈钢在短时期就会形成薄的锈膜,但不会造成明显的尺寸上的改变.奥氏体型不锈钢如1 Cr 17Ni7、1 Cr 18Ni9和0 Cr 18Ni9,当暴露于海洋环境时,可能出现一些锈蚀.锈蚀通常是浅薄的,可以很容易地清除.0 Cr 17 Ni 12M02含钼不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的.
除了大气条件外,还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素,即表面状态和制作工艺.精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能.无光表面（毛面）对腐蚀非常敏感,即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小.表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除.从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易,但从无光的表面上清除则很困难.对于无光表面,如果要保持原有的表面状态则需要更经常的清理.
一般物理性能
和其他材料一样,物理性能主要包括以下3个方面：熔点、比热容、导热系数和线膨胀系数等热力学性能,电阻率、电导率和磁导率等电磁学性能,以及杨氏弹性模量、刚性系数等力学性能.这些性能一般都被认为是不锈钢材料的固有特性,但是也会受到诸如温度、加工程度和磁场强度等的影响.通常情况下不锈钢与纯铁相比导热系数低、电阻大,而线膨胀系数和导磁率等性能则依不锈钢本身的结晶结构而异.
表4—1~表4—5中列出马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢、沉淀硬化型不锈钢和双相不锈钢主要牌号的物理性能.如密度、熔点、比热容、导热系数、线膨胀系数、电阻率、磁导率和纵向弹性系数等参数.
2、物理性能与温度的相关性
（1）比热容
（2）导热系数
在600℃以下,各种不锈钢的导热系数基本在10~30W/（m·℃）范围内,随着温度的提高导热系数有增加趋势.在100℃时,不锈钢导热系数由大至小的顺序为1Cr17、00Cr12、2 Cr 25N、0 Cr 18Ni11Ti、0 Cr 18 Ni 9、0 Cr 17 Ni 12Mο2、2 Cr 25Ni20.500℃时导热系数由大至小的顺序为1 Cr 13、1 Cr 17、2 Cr 25N、0 Cr 17Ni12Mο2、0 Cr 18Ni9Ti和2 Cr 25Ni20.奥氏体型不锈钢的导热系数较其他不锈钢略低,与普通碳素钢相比,100℃时奥氏体型不锈钢的导热系数约为其1/4.
（3）线膨胀系数
在100-900℃ 范围内,各类不锈钢主要牌号的线膨胀系数基本在10ˉ6~130*10ˉ6℃ˉ1,且随着温度的升高呈增加的趋势.对于沉淀硬化型不锈钢,线膨胀系数的大小时效处理温度来决定.
（4）电阻率
在0~900℃,各类不锈钢主要牌号的比电阻的大小基本在70*10ˉ6~130*10ˉ6Ω·m,且随着温度的增加有增加的趋势.当作为发热材料时,应选用电阻率低的材料.
（5）磁导率
奥氏体型不锈钢的磁导率极小,因此也被称为非磁性材料.具有稳定奥氏体型组织的钢,如0 Cr 20 Ni 10、0 Cr 25 Ni 20等,即使对其进行大于80%的大变形量加工也不会带磁性.不锈钢的耐腐蚀性能（一）
不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高,其基本原理是,当钢中有足够的铬时,在钢的表面形成非常薄的致密的氧化膜,它可以防止进一步的氧化或腐蚀.氧化性的环境可以强化这种膜,而还原性环境则必然破坏这种膜,造成钢的腐蚀.
（1）在各种环境中的耐腐蚀性能
①大气腐蚀
不锈钢耐大气腐蚀基本上是随着大气中的氯化物的含量而变化的.因此,靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的.一定量的雨水,只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的.
农村环境 1Cr13、1 Cr 17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途,其外观上不会有显著的改变.因此,在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格,市场供应情况,力学性能、制作加工性能和外观来选择.
工业环境 在没有氯化物污染的工业环境中,1Cr17和奥氏体型不锈钢能长期工作,基本上保持无锈蚀,可能在表面形成污膜,但当将污膜清除后,还保持着原有的光亮外观.在有氯化物的工业环境中,将造成不锈钢锈蚀.
海洋环境 1Cr13和1 Cr 17不锈钢在短时期就会形成薄的锈膜,但不会造成明显的尺寸上的改变.奥氏体型不锈钢如1 Cr 17Ni7、1 Cr 18Ni9和0 Cr 18Ni9,当暴露于海洋环境时,可能出现一些锈蚀.锈蚀通常是浅薄的,可以很容易地清除.0 Cr 17 Ni 12M02含钼不锈钢在海洋环境中基本上是耐腐蚀的.
除了大气条件外,还有另外两个影响不锈钢耐大气腐蚀性能的因素,即表面状态和制作工艺.精加工级别影响不锈钢在有氯化物的环境中的耐腐蚀性能.无光表面（毛面）对腐蚀非常敏感,即正常的工业精加工表面对锈蚀的敏感性较小.表面精加工级别还影响污物和锈蚀的清除.从高精加工的表面上清除污物和锈蚀物很容易,但从无光的表面上清除则很困难.对于无光表面,如果要保持原有的表面状态则需要更经常的清理.