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鋼具有優(yōu)良的強(qiáng)度、韌性和加工性，在生活中大量存在有金屬材料之王的美稱，其最大的缺點(diǎn)是在空氣中易生銹。所以，很久以來(lái)就要求得到像金之類的金屬一樣不生銹的鋼鐵?，F(xiàn)在，印度的德里鐵塔有幾座就是用不生銹的古代鋼鐵制造的，為了得到不生銹的鋼鐵，長(zhǎng)期以來(lái)進(jìn)行了精心地研究，其成果之一就是出現(xiàn)了不銹鋼。鐵生銹的現(xiàn)象是由于鐵被離子化，在水中析出生成由氧化鐵組成的腐蝕生成物，在大氣中的腐蝕還與水和氧有密切關(guān)系。當(dāng)相對(duì)濕度100,％為不結(jié)露狀態(tài)時(shí)，通常認(rèn)為在金屬的表面不存在水，而相對(duì)濕度為55％時(shí)，計(jì)算表明在鐵表面有15分子層的水吸附著，空氣中的氧溶入該水中進(jìn)行腐蝕。另外，當(dāng)水幾乎不存在時(shí)，在常溫下氧化反應(yīng)極端緩慢是不會(huì)生銹的，德里的鐵塔處于干燥的環(huán)境下就是不生銹的例子。 不銹鋼由于在表面形成了稱為鈍化膜的致密的保護(hù)膜而實(shí)現(xiàn)了耐蝕性。鈍化膜是氧羥基、水和鉻的化合物，—旦表面有傷痕保護(hù)膜就脫落，但周圍存在的水和氧會(huì)使其再生，維持耐蝕性，這樣不銹鋼的表面就保持了自身的修復(fù)力。這種鈍化膜非常薄，只有l(wèi)-3mm。鋼在低溫短時(shí)間淬火時(shí)就帶有回火色，而這層氧化皮的厚度為100~200mm，也就是說(shuō)，鈍化膜是其厚度的1/100左右，從不同的角度能看到回火色不同的顏色，氧化皮具有其自身的顏色，光能夠透過(guò)。氧化皮薄時(shí)，在氧化皮和鋼的界面反射的光也能到達(dá)人的眼睛。這種光與氧化皮最表面反射的光相干擾發(fā)生的顏色(干擾色)可以看見(jiàn)，根據(jù)看到的角度。透過(guò)氧化皮的距離是不同的，所以干擾色也不同，由于看到的角度不同，回火色顏色亦不同，這是干擾造成的影響。另外，當(dāng)氧化皮像鈍化膜那樣薄時(shí)，也不發(fā)生干擾，可以看到不銹鋼自身的金屬光澤。這樣，在鈍化膜非常薄且具有自身修復(fù)力時(shí)，不銹鋼就顯示出優(yōu)良的金屬光澤，并能長(zhǎng)久保持，因此，就開(kāi)始以鋼的本色狀態(tài)進(jìn)行使用。 不銹鋼有時(shí)表面為“白色”，這主要是化學(xué)廠使用的熱軋產(chǎn)品(No．1加工)，在薄板軋制的時(shí)代，由于鐵鱗和軋輥形狀的影響，冷軋制品在制后的表面也不平滑，并且酸洗時(shí)間也長(zhǎng)，晶界被浸蝕很深。于是，在凹凸的不銹鋼表面由于光的亂反射顯示山“微弱的”銀白色的光澤，形成了“白色鋼”。另一方面，不銹鋼薄板—旦變成卷板生產(chǎn)，就變?yōu)椤鞍l(fā)亮不銹鋼”。冷軋產(chǎn)品(No．2B加工)采用了小直徑工作輥，可以頻繁交換，所以平滑的輥表面就可以復(fù)印在軋材表面。由于縮短了退火、酸洗時(shí)間，晶界浸蝕受到抑制，這些改善使得表面非常平滑，從而實(shí)現(xiàn)了具有光亮的表面產(chǎn)品。當(dāng)進(jìn)一步需要光澤時(shí)，可在氮?dú)夂脱鯕獾臍夥罩羞M(jìn)行光亮退火，避免因表面氧化和酸洗導(dǎo)致的晶界浸蝕，這樣不銹鋼就可以根據(jù)表面的凹凸程度，產(chǎn)業(yè)非常不同的圖像。因此開(kāi)發(fā)了控制表面凹凸、具有各種觀賞性的表面加工方法。 拋光加工 拋光加工是控制表面凹凸最有效的手段，不銹鋼在開(kāi)發(fā)初期也是根據(jù)用途用刀子和叉子之類的工具進(jìn)行研磨。這些用途需要不銹鋼具有高的光澤度，在成型加工后必須拋光，因此，拋光工數(shù)非常大。平滑的寬幅冷軋板卷一般采用寬幅無(wú)接頭研磨帶拋光的方式，供給的研磨品為板卷狀，價(jià)格便宜。大面積均勻光澤的研磨材已被用于建筑的內(nèi)外裝飾。研磨品不僅需要觀賞性，而且為了板卷形狀平直，更需要擴(kuò)大其軋制成型性，由于這種軋制成型加工能使拱肩等長(zhǎng)尺寸構(gòu)件大量地、高尺寸精度地成型生產(chǎn)，并且價(jià)格也很低廉。 不銹鋼經(jīng)退火、酸洗后，其表面的晶界披浸蝕，易受異物粘附，成為生銹的原因。采用拋光的方法，可使表面平滑，易于清洗也便于發(fā)現(xiàn)污物的殘留。由于這些優(yōu)點(diǎn)，在要求清潔的廚房機(jī)器力面被廣泛使用。另外，除清潔感外，手觸感也良好，因此也用于浴槽上。 由上表可知，改變研磨砂粒號(hào)的和HL等標(biāo)準(zhǔn)化的共有9種不銹鋼表面。此外，還開(kāi)發(fā)了具有不規(guī)則研磨料號(hào)的振動(dòng)加工和與著色、壓花加工組合的多種加工方法。在建材和家電方面，在許多用途上采用了觀賞性和功能性相組合的方法，為防止在表面凹凸處雜菌繁殖，還使用了具有保健作用的電解拋光的方法． 涂層加工 古老建筑物上使用的不銹鋼經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)在雨水沖刷的部分不生銹，而屋檐頂棚這些雨水沖不到的部分卻生了銹。若把不銹鋼置于異物粘附的狀態(tài)，則粘附物接觸的表面的鈍化膜就被破壞，不能修復(fù)而發(fā)生腐蝕，為此要進(jìn)行建筑物的維修管理，要經(jīng)常用水清洗和每年一次用清洗劑清潔。實(shí)際上消潔大廈之類的建筑物需要大量的經(jīng)費(fèi)，因此，為了使建筑物易于維修，使用了涂層小銹鋼。涂膜通過(guò)水和氧的作用，時(shí)間—長(zhǎng)彩色普通鋼板就發(fā)生腐蝕，但對(duì)不銹鋼來(lái)說(shuō)，由于鈍化膜存在起到了有利的保護(hù)作用。另外，還由于涂膜使異物不能直接粘附到不銹鋼表面， 故保護(hù)了鈍化膜不被破破壞，可望達(dá)到半永久性的壽命。 不銹鋼表面一旦涂層就會(huì)失去本身的光澤和色調(diào)，使外觀與彩色鋼板一樣，因此開(kāi)發(fā)了能看見(jiàn)不銹鋼基體的透明涂層。但是，在建筑領(lǐng)域重視觀賞性，故又開(kāi)發(fā)了各種彩色涂層，它與拋光加工不同，具有下列優(yōu)點(diǎn)：①焊接部的修理簡(jiǎn)單；②由于調(diào)整光澤，板的凹陷不明顯等。 涂層材不僅具有觀賞性，而且還開(kāi)發(fā)了兼有耐熱性、防水性、抗菌性及潤(rùn)滑性等功能的制品，并期待著擴(kuò)大使用。 其他的加工 sUs301等亞穩(wěn)定奧氏體系不銹鋼其加工硬化性大，利用該特點(diǎn)大多在軋制狀態(tài)作為各種彈簧材使用，除研磨品外在控制表面凹凸的制品中，還開(kāi)發(fā)了壓印輥?zhàn)踊y的壓花加工和使用玻璃珠的噴丸清理加工等觀賞性高的各種制品。 除涂層外，作為不銹鋼的著色方法有化學(xué)著色法、離子噴鍍法、電鍍法和色覆法等，使用于高級(jí)建材等部門(mén)。 維持耐蝕性的鈍化腆其電阻高釬焊性不良，于是在表面進(jìn)行鍍鎳用于彈簧接點(diǎn)等處。 條鋼由于采用磨削和拉拔，要進(jìn)行平滑性和光澤不同的各種加工。 結(jié)束語(yǔ) 不銹鋼由于含有高價(jià)的鎳再生利用性高，作為在環(huán)境不是十分惡劣的條件下使用的材料，其存在價(jià)值愈來(lái)愈高，生產(chǎn)量不斷增大，為此，有必要滿足在各種用途方面的高精度高功能性的要求，進(jìn)行表面改質(zhì)處理就是最重要的—個(gè)方法。我們期待從事不銹鋼工作的人們，今后能開(kāi)發(fā)出更美觀、功能性更高的表面材料不斷適應(yīng)時(shí)代的要求。 |
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