四、不锈钢的发展简史一、什么是不锈钢？为什么选择不锈钢？不锈钢的运用？常见的门窗扶手等。植入的健康材料。食品加工输送管道。直接饮用水工程。1.1什么是不锈钢？不锈钢是在大气、水、酸、碱和盐溶液或其他腐蚀性介质中具有高度化学稳定性的合金钢的总称。所谓“不锈”，只是相对含义。Cr2O3薄膜保护层。1.1.1不锈钢的分类1.1.2元素成分表国内牌号06Cr19Ni10，美国牌号SUS304，通称304。1.2不锈钢力学性能不锈钢材料的优越力学性能抗拉强度高304的抗拉强度大于520(MPa)，是镀锌管的2倍，铜管的3--4倍，PPR管的8--10倍，而且有良好的延展性和韧性。耐冲击力强比碳钢高2.5倍隐蔽工程安全可靠。不锈钢材料的优越力学性能导热性能低热传导率低导率低(0.039cal/cm.s.100是铜管的1/25，是钢管的1/4，特别适合输送热水。耐磨损性优耐磨损性能是铜管的4-50倍。水锤30米/秒的高水流速。不锈钢材料的优越力学性能耐温性能优越温度：-270-400线.025mm/(m）PE0.20mm/(m）不锈钢材料的优越力学性能与其他品种的不锈钢比较，焊接性能优越（403材料焊接性能较差）为什么选择不锈钢？不锈钢有超出其他材料的特性：使用寿命长，长期使用非常经济。不锈钢材料各元素的作用降低钢的焊接性能。1.4.3不锈钢材料各元素的作用磷是钢中有害元素，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。1.4.4不锈钢材料各元素的作用使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在锻造和轧制时造成裂纹。硫对焊接性能也不利，降低耐腐蚀性。铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。1.4.5不锈钢材料各元素的作用7、镍（Ni）：镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。但由于镍是较稀缺的资源，故应尽量采用其他合金元素代用镍铬钢。8、钼（Mo）：钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力（长期在高温下受到应力，发生变形，称蠕变）。结构钢中加入钼，能提高机械性能。还可抑制合金钢由于火而引起的脆性。二、不锈钢材料的腐蚀现象2.1不锈钢的腐蚀问题不锈钢不是一个不会生锈的钢，是一个不容易生锈的钢。不锈钢在一些条件下也会产生腐蚀：点腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀等等。规范加工和规范使用是防止不锈钢被腐蚀的关键。2.2不锈钢的腐蚀根本原因铁离子超标：加工或安装中的铁污染物2.3不锈钢的腐蚀问题水中Cl-的最大含量mg/L材料冷水热水304200ppm50ppm3161000ppm250ppm案例：氯离子腐蚀照片案例：铁离子腐蚀照片2.4不锈钢的点腐蚀原理氯离子是活性阴离子，容易被吸附，挤走氧原子，和钝化膜中的阳离子反应生成可溶性的氯化物，破坏钝化膜，形成小坑，既点蚀诱因阶段，形成闭塞电路，发生电流腐蚀现象。案例：点腐蚀图片2.5不锈钢的晶间腐蚀碳化铬：Cr23C6沿金属材料的晶粒界面发生腐蚀称为晶间腐蚀。2.6应力腐蚀的定义机械构件在应力及腐蚀介质的联合作用下，出现脆性开裂，称应力腐蚀。如图：2.6.1应力腐蚀的条件形成必要条件材料中有拉应力，即残余应力，非施加的工作应力。随着温度的增加容易发生开裂，在60以下极少发生应力腐蚀开裂包括氯离子的卤素离子是诱发应力腐蚀开裂的重要元素。2.7缝隙腐蚀在不锈钢连接处有污物堆积的缝隙，造成污物、氯离子富积，形成溃疡状的腐蚀。消除腐蚀的内应：水管和管件规范加工三、不锈钢的加工处理3.1不锈钢材料的加工3.1.1不锈钢焊接过程中采用气体保护在焊接过程中，气体保护的作用是防止不锈钢中的铬和镍不被高温烧毁。离开了气体保护，不锈钢中的合金元素一定会在氧气中被烧毁，造成不锈钢的表面的严重腐蚀。没有气体保护的不锈钢焊缝的耐腐蚀性能不如镀锌管3.1.2不锈钢材料加工后的固熔固溶温度1010～1150单一奥氏体组织。3.1.3不锈钢材料固熔的作用还原表面光亮；3.1.4不锈钢材料钝化钝化膜理论：钝化膜就是在不锈钢的表面有一层以Cr2O3为主的薄膜。由于薄膜的存在使不锈钢基本在各种介质中的腐蚀受阻，这种现象被称为钝化。钝化的两种方式：自钝化能力电解质钝化四、不锈钢材料的发展简史4.1不锈钢国外发展简史日本东京的自来水供水管道经历了镀锌管塑料管（以硬质聚氯乙烯为代表）和复合钢管薄壁不锈钢的发展历程，1955年以前，普遍使用的是镀锌管，1955-1980年间，塑料管和不同材料的复合钢管广泛应用于建筑物内的水管和部分室外水管，但不论是镀锌管还是塑料管，各种复合管，在长期的使用过程中，由于其材料耐腐蚀性不佳而受到腐蚀、因外力作用（如热胀冷缩、施工破坏等）造成的漏水现象十分普遍。为此，东京供水局经过10多年的调查研究后决定，从1980年5月份开始，凡50毫米以下直径的供水管道、管接头、水龙头全部采用不锈钢材质，从而从根本上解决了漏水问题。在经历了1995年阪神大地震和1996年0-157病原性大肠菌集中中毒事件后，薄壁不锈钢管道及储水设备因其良好的性能得到了大众的广泛青睐。如今的东京，薄壁不锈钢供水管的普及率已接近100%，几乎所有的住宅区全都安装了薄壁不锈钢管道。另外，在水处理厂、水管桥和桥梁的桥架管方面也得到了十分普遍的使用。1980年，日本制定了全国工业标准JISG3448－一般管用不锈钢；1982年制定了全国自来水协会标准JWWAG115－自来水用不锈钢管道和JWWAG116－自来水用不锈钢钢管接头，标明不锈钢用作自来水输水管道和建筑内给水管道得到了空前的发展并进入了标准化管理的时代。4.2不锈钢国外发展简史美国纽约的供水系统自20世纪60年代起采用不锈钢同材质，1993年在城市输水管道的大口径立柱管和其他管道建设中均大规模地采用了不锈钢，目标是整个系统使用寿命100年。华盛顿地区供水管网改造，全都采用了不锈钢，以期降低管网的维护和更换费用，而美国马萨诸塞州水厂的不锈钢管道在使用了30年后，依然光亮如新。美国政府曾于1996年通过立法明确规定：“用于饮用水的金属管道，只允许使用不锈钢和球墨铸铁管。”此标准已被加拿大卫生部、荷兰卫生鉴定委员会和世界卫生组织确认，现在越来越多的国家要求饮用水系统的管道和系统部件必须符合上述标准，而美国目前已有30多个饮用水处理厂用不锈钢替代了球墨铸铁管，目的是降低总体使用成本。此外，不锈钢管材已成为美国近30年新建的1600多座城市污水处理厂的标准用材。4.3不锈钢国外发展简史1995年起，意大利各城市普遍采用一种不挖沟技术，将原输水助管道更换成不锈钢管道；英国的苏格兰现已将冷热水管道、接头由原来的钢水管 全部更换成现在的不锈钢材质；马来西亚水务当 局2001年4月正式颁布相关标准，要求与公共输 水主管道相连的水表前后的给水管道只允许使用 奥氏体不锈钢焊管；新加坡历时20年耗资70亿新 元，对给水管进行了大规模的更换工作，新换成 的不锈钢给水管已给该国带来了几十亿新元的经 济效益和良好的社会效益。 4.4 不锈钢国内发展 薄壁不锈钢管，国内于上世纪九十年代末才闻世，是当今管材领域崭露头角的新生族，已大量应用于建筑给水 和直饮水的管路。建设部于2001年发布《薄壁不锈钢水 管》行业标准；管道工程技术规程已出台；管道安装国 家标准设计图集，建设部发文由同济大学负责主编（我 们公司参编）。目前，广东、江苏、四川等地也都有了 专业厂家生产薄壁不锈管，产品已趋成熟期，因面，推 广应用的时机业已成熟。 建设部于2003年1月2日发布的《全国民用建筑工程设计技术措施》的通知中强调：管材宜优先选用新型不锈钢 钢管。

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