不锈钢可以分为5类:
a. 奥氏体不锈钢;
b. 铁素体不锈钢;
c. 双相不锈钢;
d. 马氏体不锈钢;
e. 沉淀硬化不锈钢。
表5.1列出了各类不锈钢所包含的一些牌号。
1. 奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢,特别是304L不锈钢和316L不锈钢,具有良好的成型性,容易焊接,应用温度区间大,产品形式多样,普遍易获得,是食品和饮料加工设备的支柱材料。其应用包括牛奶罐、葡萄酒罐、酿造容器、啤酒桶、水槽、食品加工生产线和电器。
奥氏体不锈钢可以通过冷加工来提高强度,用以生产弹簧、钢丝、高强度螺栓、高强度薄板或中厚板。如果设备用于低温应用,相比其他种类的不锈钢,奥氏体不锈钢的韧性更好。
与304L不锈钢相比,在含有氯化物和二氧化硫的环境中,添加了钼的316L不锈钢耐腐蚀性更强,因此适合用于储存白葡萄酒和中等咸度的食品。当使用温度超过55℃时,304L和316L容易发生氯化物应力腐蚀开裂。在腐蚀性更强的介质中,需要使用高合金化奥氏体不锈钢如904L(N08904)、6%Mo不锈钢和双相不锈钢。
304L不锈钢和316L不锈钢的产品形式多种多样,包括管材、配件、棒材、中厚板、薄板等。
2. 双相不锈钢
双相不锈钢与PRE大致相同的奥氏体不锈钢具有相似的耐点蚀和缝隙腐蚀能力。双相不锈钢的两相显微组织使其具备更强的耐氯化物应力腐蚀开裂能力,当304L不锈钢和316L不锈钢无法满足特定应用要求时,可以选择双相不锈钢。
与传统的铬镍奥氏体不锈钢相比,双相不锈钢的双相组织含镍量较少,但其强度是奥氏体不锈钢的两倍,延展性介于铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢之间。它们易于焊接,可通过冷加工强化,并且比奥氏体不锈钢具有更好的耐磨性。它们机械强度高,特别适用于制造承受较大机械应力的设备,例如制糖离心机。
常用双相不锈钢的产品形式可满足要求,但不像奥氏体不锈钢那么广泛。其用途包括作为结构部件代替镀锌板或涂漆碳钢,或者满足轻量化需求。
3. 铁素体不锈钢
与奥氏体合金相比,简单的铁铬铁素体不锈钢延展性差,但可以采用类似于碳钢的方式成型。由于易出现焊接裂纹,它们难以焊接。尽管铁素体不锈钢交货时的强度略高于具有同等耐腐蚀性的奥氏体不锈钢,但冷加工不能使其强化。它们可制成管材和厚度不超过3mm的薄板。大多数铁素体不锈钢牌号的耐点蚀当量PRE<18,因此抗腐蚀性能有限。
铁素体不锈钢通常用于制造家用电器如洗碗机、冰箱、抽油烟机和平底锅等。在许多应用情景中,430(S43000)不锈钢的耐腐蚀性都是合格的。铁素体不锈钢具有非常高的抗应力腐蚀开裂能力,因而有时会被用于制糖和其他食品加工业中的热交换器。对耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力有更高要求的应用,可以考虑添加了钼的特殊铁素体不锈钢如444(S44400)。稳定化的铁素体不锈钢特别适用于加热器和燃烧器部件。
现代稳定化铁素体不锈钢有薄板和管材两种产品形式。尽管它们不易发生氯化物应力腐蚀开裂,但它们在焊接时需要非常清洁的环境和气体保护。
4. 马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢
最后两个系列是马氏体不锈钢和沉淀硬化不锈钢,两者通常具有较低的耐腐蚀性,耐点蚀当量PRE<18。两者都利用热处理来获得更高的强度和硬度。马氏体通常用作叶片,有时用作轴。它们具有高硬度和强耐磨性,但韧性低,因此在冲击负荷下会断裂。沉淀硬化不锈钢在食品工业中很少见,但它们被用于传送带系统,因为聚合物材料的传送带容易磨损且磨损后难以清洗。