作為一個設計師，對材質(zhì)的深入把握可以讓自己的設計作品錦上添花，而不銹鋼是產(chǎn)品中經(jīng)常應用到的一種材料。不同的不銹鋼表面處理工藝，能夠讓同樣的材質(zhì)凸顯不同的視覺效果及手感特征。
01
不銹鋼
不銹鋼（Stainless Steel）是不銹耐酸鋼的簡稱，耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質(zhì)或具有不銹性的鋼種稱為不銹鋼；而將耐化學腐蝕介質(zhì)（酸、堿、鹽等化學浸蝕）腐蝕的鋼種稱為耐酸鋼。由于兩者在化學成分上的差異而使他們的耐蝕性不同，普通不銹鋼一般不耐化學介質(zhì)腐蝕，而耐酸鋼則一般均具有不銹性。"不銹鋼"一詞不僅僅是單純指一種不銹鋼，而是表示一百多種工業(yè)不銹鋼，所開發(fā)的每種不銹鋼都在其特定的應用領(lǐng)域具有良好的性能。成功的關(guān)鍵首先是要弄清用途，然后再確定正確的鋼種。和建筑構(gòu)造應用領(lǐng)域有關(guān)的鋼種通常只有六種，它們都含有17～22%的鉻，較好的鋼種還含有鎳。添加鉬可進一步改善大氣腐蝕性，特別是耐含氯化物大氣的腐蝕。
不銹鋼按其組織結(jié)構(gòu)的不同進行分類，主要可分為五大類：馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼。
1.鐵素體不銹鋼——所有不銹鋼均以鐵（Fe）和鉻（Cr）為基礎。鉻是不銹鋼的基本“組成元素”，因為它可以形成保護性富鉻表面薄膜。簡單的鐵-鉻不銹鋼即為鐵素體不銹鋼。室溫下碳鋼的晶體結(jié)構(gòu)為鐵素體，呈體心立方（BCC）結(jié)構(gòu)，在立方體的每個角都有一個鐵原子，在立方體的中心也有一個鐵原子。這種晶體單元很小，在每立方毫米金屬中存在數(shù)十億的此類晶體單元。添加鉻（Cr）后，鉻原子將取代晶體中的一些鐵原子，但晶體結(jié)構(gòu)不變。所以這些鋼被稱為鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼的代表性牌號有0Cr11Ti（409）和1Cr17（430）等等。
2.奧氏體不銹鋼——向鐵素體不銹鋼中加入適量具有奧氏體形成能力的鎳元素（Ni），就會使晶體結(jié)構(gòu)從體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎剑‵CC）結(jié)構(gòu)的奧氏體,這種晶體結(jié)構(gòu)的根本轉(zhuǎn)變賦予奧氏體不銹鋼不同于鐵素體不銹鋼的優(yōu)異性能。奧氏體不銹鋼例如300系不銹鋼，是用途最廣泛的不銹鋼。
3.馬氏體不銹鋼——如果鐵-鉻不銹鋼中的碳（C）含量高，則鋼可進行淬火和回火處理，形成馬氏體不銹鋼。馬氏體是自奧氏體轉(zhuǎn)變而來的相變產(chǎn)物，高溫下為奧氏體，室溫和低溫下組織為馬氏體，F(xiàn)e-Cr-C馬氏體不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)為體心四方，而低碳，特別是超低碳 Fe-Cr-Ni馬氏體不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)則為體心立方。Fe-Cr-C馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr13（410）等；Fe-Cr-Ni馬氏體不銹鋼的代表性牌號有1Cr17Ni2(431)、00Cr13Ni5Mo等等。
4.雙相不銹鋼——雙相不銹鋼介于鐵素體和奧氏體不銹鋼之間，雙相不銹鋼中大約50%是鐵素體，大約50%是奧氏體。
5.沉淀硬化不銹鋼——沉淀硬化不銹鋼（PH）是在室溫下，鋼的基體組織可以是馬氏體、奧氏體以及鐵素體，經(jīng)適宜熱處理，在基體上沉淀（析出）碳化物和金屬間化合物等進一步使不銹鋼硬化和強化的一類不銹鋼。代表性牌號有0Cr17Ni4Cu4Nb（17-4PH，AISI 630），0Cr17Ni7Al（17-7PH，AISI 631）等。
02
不銹鋼的主要特性
1.焊接性——產(chǎn)品用途的不同對焊接性能的要求也各不相同。一類餐具對焊接性能一般不做要求，甚至包括部分鍋類企業(yè)。但是絕大多數(shù)產(chǎn)品都需要原料焊接性能好，像二類餐具、保溫杯、鋼管、熱水器、飲水機等。
2.耐腐蝕性——絕大多數(shù)不銹鋼制品要求耐腐蝕性能好，像廚具、熱水器、飲水機等，有些國外商人對產(chǎn)品還做耐腐蝕性能試驗：用 NACL 水溶液加溫到沸騰，一段時間后倒掉溶液，洗凈烘干，稱重量損失，來確定受腐蝕程度。
3.拋光性能——當今社會不銹鋼制品在生產(chǎn)時一般都經(jīng)過拋光這一工序，只有少數(shù)制品如熱水器、飲水機內(nèi)膽等不需要拋光，因此這就要求原料的拋光性能很好。影響拋光性能的因素主要有以下幾點：①原料表面缺陷。如劃傷、麻點、過酸洗等。②原料材質(zhì)問題。硬度太低，拋光時就不易拋亮（BQ 性不好），而且硬度太低，在深拉伸時表面易出現(xiàn)桔皮現(xiàn)象，從而影響 BQ 性。硬度高的 BQ 性相對就好。③經(jīng)過深拉伸的制品，變形量極大的區(qū)域表面也會出小的黑點和 RIDGING，從而影響 BQ性。
4.耐熱性能——耐熱性能是指高溫下不銹鋼仍能保持其優(yōu)良的物理機械性能。
5.耐腐蝕性——當鋼中鉻量原子數(shù)量不低于 12.5%時，可使鋼的電極電位發(fā)生突變，由負電位升到正的電極電位，阻止電化學腐蝕。
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不銹鋼的物理性能
與碳鋼比較：1.碳鋼的密度略高于鐵素體和馬氏體型不銹鋼，而略低于奧氏體型不銹鋼；2.電阻率按碳鋼、鐵素體型、馬氏體型和奧氏體型不銹鋼排序遞增；3.線膨脹系數(shù)大小的排序也類似，奧氏體型不銹鋼最高而碳鋼最小；4.碳鋼、鐵素體型和馬氏體型不銹鋼有磁性，奧氏體型不銹鋼無磁性，但其冷加工硬化生成馬氏體相變時將會產(chǎn)生磁性，可用熱處理方法來消除這種馬氏體組織而恢復其無磁性。
奧氏體型不銹鋼與碳鋼相比，具有下列特點:1.高的電阻率，約為碳鋼的5倍；2.大的線膨脹系數(shù)，比碳鋼大40%，并隨著溫度的升高，線膨脹系數(shù)的數(shù)值也相應地提高；3.低的熱導率，約為碳鋼的1/3。
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不銹鋼表面處理工藝
1.噴砂（噴丸）處理——采用壓縮空氣為動力，以形成高速噴射束將噴料（銅礦砂、石英砂、金剛砂、鐵砂、海砂）高速噴射到需處理工件表面，使工件表面的外表或形狀發(fā)生變化。噴砂在工程與表面工藝方面都有很強的應用，如：提高粘接件粘度、去污、優(yōu)化機加工后的表面毛刺、表面啞光處理。噴砂工藝比手工打磨要均勻而高效，這種方法的不銹鋼處理，打造出產(chǎn)品的低調(diào)、耐用的特征。
2.化學處理——采用化學或電化學處理使不銹鋼表面生成一層穩(wěn)定化合物方法的統(tǒng)稱，像我們常說的電鍍便是用電化學處理的。單獨或混合使用酸溶液、陽極溶解(電解)等進行除銹，使用磷酸鹽處理、鉻酸鹽處理、發(fā)黑、陽極氧化等使金屬表面生成一層保護膜，均屬于此種方法。這種方法能夠達到復雜的花紋效果，打造復古或是現(xiàn)代的設計需求。
3.鏡面處理——簡單來講就是對不銹鋼表面進行拋光，拋光手法分為物理拋光和化學拋光。也可以在不銹鋼表面進行局部拋光，拋光的等級分為普通拋光，普通6K，精磨8K，超強精磨10K效果。鏡面給人以高檔簡約，時尚未來的感覺。
4.表面著色——不銹鋼著色不僅賦予不銹鋼制品各種顏色，增加產(chǎn)品的花色品種，而且提高產(chǎn)品耐磨性和耐腐蝕性。表面著色的方法有很多種，系統(tǒng)來說分為：1、化學氧化著色法；2、電化學氧化著色法；3、離子沉積氧化物著色法；4、高溫氧化著色法；5、氣相裂解著色法。
5.表面拉絲處理——拉絲工藝是不銹鋼產(chǎn)品常用的一種手法，可根據(jù)裝飾需要，制成直紋、亂紋、螺紋、波紋和旋紋等幾種。不銹鋼表面拉絲給人超好的手感、細膩的光澤、耐磨的表面以及個性的紋理效果。在電子設備、廚房電器、機械設備方面都有廣泛運用。
6.噴涂——不銹鋼噴涂與上面講到的著色有實質(zhì)性的不同，根據(jù)材料的不同，有些噴漆可能會破壞不銹鋼表面氧化層。但噴涂可以用簡單的工藝達到不同色彩的不銹鋼材質(zhì)產(chǎn)品、也可以運用不同的噴漆來改變不銹鋼的手感。像我們?nèi)粘Ｓ玫牟讳P鋼水杯就會采用噴涂的工藝。
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不銹鋼在產(chǎn)品中的應用
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