301 不銹鋼和 304 不銹鋼經(jīng)過高溫處理后,表面氧化層具有以下特點:
氧化層成分
兩者表面氧化層主要成分都是鉻的氧化物(如 Cr?O?),還含有少量鐵的氧化物。鉻的氧化物能夠形成致密的保護(hù)膜,阻止氧氣進(jìn)一步與金屬基體反應(yīng),起到保護(hù)作用。304 不銹鋼由于鎳含量較高,可能還會有一些含鎳的氧化物存在于氧化層中。
氧化層結(jié)構(gòu)
一般來說,氧化層分為內(nèi)外兩層。內(nèi)層是緊密附著在金屬基體上的 Cr?O?層,較為致密,對基體有良好的保護(hù)作用;外層則相對疏松,主要是鐵的氧化物以及一些混合氧化物,這一層在高溫環(huán)境中可能會不斷增厚。
氧化層顏色
高溫處理后,301 不銹鋼和 304 不銹鋼表面氧化層的顏色會發(fā)生變化。在較低溫度下,氧化層較薄,可能呈現(xiàn)出淡黃色或淡藍(lán)色;隨著溫度升高和氧化時間延長,氧化層增厚,顏色會逐漸變?yōu)樯詈稚?、黑色。不過,顏色變化也會受到具體高溫處理條件以及不銹鋼表面初始狀態(tài)等因素的影響。
氧化層的生長速率
在相同的高溫條件下,301 不銹鋼的氧化層生長速率通常比 304 不銹鋼略快。這是因為 301 不銹鋼的含碳量相對較高,碳會促進(jìn)鉻的碳化物在晶界處析出,從而減少了固溶體中鉻的含量,降低了不銹鋼的抗氧化能力,使得氧化層生長相對較快。而 304 不銹鋼中鎳等元素含量較高,能更好地穩(wěn)定奧氏體組織,提高抗氧化性能,氧化層生長速率相對較慢。
氧化層的附著力
正常情況下,兩者表面氧化層與基體的附著力較好。但如果高溫處理過程中存在溫度波動較大、冷卻速度過快等情況,可能會導(dǎo)致氧化層內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,從而降低附著力,使氧化層容易出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。相對而言,304 不銹鋼由于組織穩(wěn)定性更好,其氧化層的附著力可能會稍強一些。
這些特點并不是的,實際情況可能會因高溫處理的具體工藝參數(shù)(如溫度、時間、氣氛等)、不銹鋼的初始狀態(tài)(如加工歷史、表面粗糙度等)以及后續(xù)的冷卻方式等因素而有所不同。
301 不銹鋼帶具有一定的耐腐蝕性能,主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
耐大氣腐蝕
301 不銹鋼帶中含有鉻元素,在空氣中鉻會與氧氣反應(yīng),在鋼帶表面形成一層致密的氧化鉻薄膜。這層氧化膜可以阻止鋼帶進(jìn)一步與空氣中的氧氣、水汽等物質(zhì)接觸,從而有效防止鋼帶生銹,使其在一般的大氣環(huán)境中具有較好的耐腐蝕性,可長期保持外觀和性能的穩(wěn)定。
耐淡水腐蝕
對于淡水環(huán)境,301 不銹鋼帶也有一定的抵抗能力。淡水的腐蝕性相對較弱,其含有的雜質(zhì)和鹽分較少,不易對不銹鋼帶造成嚴(yán)重的腐蝕。只要不是長期處于惡劣的淡水環(huán)境(如高濕度且含雜質(zhì)較多的水)中,301 不銹鋼帶可以保持良好的性能,不會出現(xiàn)明顯的腐蝕現(xiàn)象。
耐弱酸堿腐蝕
301 不銹鋼帶對一些弱酸堿具有一定的耐受性。在遇到濃度較低的酸或堿溶液時,其表面的氧化膜能夠起到一定的保護(hù)作用,減緩鋼帶與酸堿物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速度。例如,在一些食品加工、化工等行業(yè)中,若接觸到酸性或堿性不強的介質(zhì),301 不銹鋼帶能夠在一定程度上抵御腐蝕,設(shè)備和部件的正常使用。
不過,301 不銹鋼帶的耐腐蝕性能也有一定的局限性。它的耐腐蝕性不如一些高合金的不銹鋼,在面對強酸堿、鹽溶液以及高溫高濕等極端腐蝕環(huán)境時,其耐腐蝕性能會受到挑戰(zhàn),可能會出現(xiàn)腐蝕、點蝕、應(yīng)力腐蝕開裂等現(xiàn)象。此外,如果不銹鋼帶表面的氧化膜受到破壞,如機(jī)械損傷、化學(xué)物質(zhì)侵蝕等,也會使其失去保護(hù)作用,降低耐腐蝕性能。
301 不銹鋼的表面處理方式多樣,不同處理方式可使表面呈現(xiàn)出不同的特性和外觀效果,以下是一些常見的表面處理及其特點:
冷軋表面
2B 光面:這是常見的冷軋表面 finish。表面光滑,具有一定的光澤度,但不是鏡面效果,其表面粗糙度通常在 Ra0.8-1.6μm 之間,能夠滿足一般的外觀和耐腐蝕性要求,廣泛應(yīng)用于建筑裝飾、廚具、電子設(shè)備外殼等領(lǐng)域。
金屬材料 301不銹鋼2B光面
No.1 工業(yè)面:經(jīng)過熱軋后再冷軋?zhí)幚恚砻嫦鄬Υ植?,呈亞光狀態(tài),主要用于對表面光潔度要求不高,但需要一定強度和耐腐蝕性的場合,如工業(yè)設(shè)備的結(jié)構(gòu)件、管道等。
拋光表面
機(jī)械拋光:通過油石條、羊毛輪、砂紙等工具對 301 不銹鋼表面進(jìn)行切削和塑性變形處理,去除表面部分,使其變得平坦光滑??煞譃槭謩訖C(jī)械拋光和自動機(jī)械拋光,手動拋光更靈活,適用于小批量、形狀復(fù)雜的工件;自動機(jī)械拋光,適用于大批量生產(chǎn)。如果對拋光質(zhì)量要求,還可采用超精研拋的方法,能使材料表面粗糙度達(dá)到 Ra0.008μm。
金屬材料 301不銹鋼機(jī)械拋光表面
化學(xué)拋光:將不銹鋼材料放入化學(xué)介質(zhì)中,使表面部分溶解,從而達(dá)到平滑表面的目的。此方法設(shè)備簡單,能處理形狀復(fù)雜的工件,生產(chǎn),但拋光液的配制需要嚴(yán)格控制,拋光后表面粗糙度可控制在 10μm 左右。
金屬材料 301不銹鋼化學(xué)拋光表面
電解拋光:基本原理與化學(xué)拋光相似,都是通過溶解表面部分來實現(xiàn)光滑表面。不同的是,電解拋光能夠消除陰極反應(yīng)帶來的影響,拋光效果更好,通常可將表面光亮度控制在 Ra<1μm。
磁研磨拋光:利用磁性磨料在磁場作用下形成磨料刷來磨削工件表面,使其變得光滑。該方法加工、質(zhì)量好,加工條件容易控制,工作環(huán)境好,若選擇合適的磨料,表面粗糙度能夠達(dá)到 Ra0.1μm。
特殊表面
拉絲面:通過拉絲工藝在不銹鋼表面形成細(xì)微的絲狀紋理,具有特的裝飾效果,能增加表面的質(zhì)感和立體感,同時也能一定程度上掩蓋表面的劃痕和瑕疵,常用于建筑裝飾、家具、電梯等領(lǐng)域。
金屬材料 301不銹鋼拉絲面
磨砂面:又稱為砂光面,是通過噴砂或研磨等方式使不銹鋼表面形成均勻的磨砂質(zhì)感,表面粗糙度一般在 Ra1.6-6.3μm 之間,具有良好的防滑性和防指紋效果,常用于需要良好握持感或防止指紋沾染的產(chǎn)品,如門把手、衛(wèi)浴五金等。
金屬材料 301不銹鋼磨砂面
氧化表面:通過氧化處理在 301 不銹鋼表面形成一層氧化膜,這層氧化膜不僅可以提高不銹鋼的耐腐蝕性,還可以改變其表面顏色,如黑色、藍(lán)色、金色等,滿足不同的裝飾需求。