200系不銹鋼的正確認識
前 言 隨著國民經濟的持續快速增長，人民生活水平的不斷提高，我國不銹鋼的應用領域日益廣泛，消費量持續增長。不銹鋼表觀消費量由1991年的33萬噸增長到2006年的595萬噸，年均增長率達到20%。然而伴隨消費量的增長，我國不銹鋼市場出現了大量假冒偽劣200系不銹鋼產品，給國民經濟和人民生活帶來嚴重負面影響。為了規范不銹鋼市場，維護消費者權益，我們在進行市場調研、走訪專業人士，并參閱有關資料后，編撰了不銹鋼的一般性基本知識，希望能對經營者和消費者區分各種類型不銹鋼、辨識真假不銹鋼和正確選擇不銹鋼提供一些有益的幫助。由于水平所限，謬誤之處，敬請讀者指正。
編者 2007年11月 一、什么是不銹鋼 1、不銹鋼的定義 不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的簡稱或統稱，是在空氣和淡水中或化學腐蝕介質中能夠抵抗腐蝕的一種高合金鋼。通俗地說，不銹鋼就是不容易生銹的鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻（Cr，本文中元素對應注解見附1）氧化膜（鈍化膜）的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明，鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中，其耐蝕性隨鋼中鉻含量的增加而提高，當鉻含量達到一定的百分比時，鋼的耐蝕性發生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。為了保持不銹鋼所固有的耐腐蝕性，不銹鋼必須含有12%以上的鉻。 2、不銹鋼的分類 不銹鋼的分類方法有很多。 按主要化學組成可分為鉻不銹鋼（俗稱400系）、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼（俗稱300系）、鉻錳氮不銹鋼（俗稱200系） 按鋼的功能特點分類，如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼、易切削不銹鋼，超塑性不銹鋼等。 按金相組織分類為：鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼、奧氏體(A)型不銹鋼、奧氏體-鐵素體(A-F)型雙相不銹鋼、奧氏體-馬氏體(A-M)型雙相不銹鋼和沉淀硬化(PH)型不銹鋼。 以下是三種常見不銹鋼的主要性能比較：
不銹鋼金相組織決定其是否具有磁性。其中鐵素體(F)型不銹鋼、馬氏體(M)型不銹鋼具有磁性；奧氏體(A)型不銹鋼無磁性。目前市場上將是否具有磁性將不銹鋼分為不銹鋼和“不銹鐵”是不科學的。 3、鉻與鎳在不銹鋼中作用 鉻在不銹鋼中的決定作用 每種不銹鋼都必須含有一定數量的鉻。迄今為止，還沒有不含鉻的不銹鋼。鉻之所以成為決定不銹鋼性能的主要元素，根本的原因是向鋼中添加12%以上的鉻作為合金元素以后，鋼表面自動形成一種非常薄的無色、透明且非常光滑的一層富鉻的氧化物膜（即鈍化膜），這層膜的形成大大緩減了鋼的氧化。 鎳與鉻配合在不銹鋼中發揮重要作用 鎳在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結構。在不銹鋼中增加鎳的一個主要原因就是形成奧氏體晶體結構，從而改善和加強鉻的鈍化機理，其抗晶間腐蝕能力得到提高，同時如加工性、可焊接性和韌性等機械性能提高。即300系不銹鋼。 奧氏體形成能力=Ni%+30C%+30N%+0.5Mn%+0.25Cu% 所以，在不銹鋼中通過增加一定量錳、氮元素，也可以形成奧氏體不銹鋼，即200系不銹鋼。 雖然碳是一種較強的奧氏體形成元素，但是它不能被添加到耐腐蝕的不銹鋼中，因為在焊接后它會造成敏化腐蝕和隨后的晶間腐蝕問題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍，但由于溶解度問題，只能在不銹鋼中添加數量有限的氮。添加錳和銅會造成鋼材使用過程中的焊接問題。 4、不銹鋼的應用范圍 不銹鋼具有優異的耐蝕性、成型性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點，所以在重工業、輕工業、生活用品行業以及建筑裝飾等行業中得到了廣泛應用，但在不同使用環境選擇不同的不銹鋼品種十分重要。 下表為主要不銹鋼鋼號的特性及其應用領域。
二、對200系不銹鋼的認識 二戰時期，作為戰略物資的鎳各個國家都嚴格控制使用，為了解決鎳供應量嚴重不足的困境，美國首先開發出含鎳低的200系不銹鋼的產品，作為300系列產品的應急和補充。在特定的歷史條件下，該產品的開發和使用，其積極意義不言而喻。但隨著歐美國家對該產品的認識不斷提高，發現其性能具有很大的局限性，一直在有限的范圍內使用，一般用于中性干燥環境中的結構支撐領域，如照明設備、電信桿、汽車框架等普通用途。在成熟的不銹鋼主要生產國和消費國中，其生產和消費約占不銹鋼總量的1%。 1、200系不銹鋼的特征 資料顯示，各個國家、各個企業生產的200系列不銹鋼牌號名稱各不相同。美國最初研制的201和202兩個牌號（具體化學成份見下表）的不銹鋼
含鎳量均在4%左右。國際標準ISO15510及中國國家標準均列有相近化學成份的牌號。在200系列的不銹鋼中，是用足夠的錳和氮來代替鎳，鎳的含量越低，所需要加入的錳和氮就越高，形成100%的奧氏體結構，因此200系不銹鋼具備奧氏體鋼的無磁特性。但由于抗晶間腐蝕和抗點腐蝕能力明顯低于300系不銹鋼，使用范圍具有局限性。 2、充斥國內市場的假冒偽劣200系不銹鋼的特征 2001年開始，由國外某廠生產的鋼號為J1、J4的200系不銹鋼進入中國市場。由于近幾年鎳價居高不下，導致300系不銹鋼價格過高，價格相對便宜的200系不銹鋼產量大幅增加。由于該產品與300系不銹鋼產品同樣具有無磁特性，很容易與300系不銹鋼混淆，因而在消費領域中出現大量假冒300系不銹鋼的200系不銹鋼產品，為牟取暴利，國內一些地方也趁機紛紛仿效生產質量更為低劣的類似于200系不銹鋼的“地條鋼”產品。目前國內不銹鋼市場上流通的牌號為201、J4、202A、K-4、200、300等自稱“201”的產品，在國內的流通量不斷增加，占到我國不銹鋼市場表觀消費的近四分之一左右。 最近，國家鋼鐵研究總院對在市場上采樣的此類產品進行了化學成分檢驗和點蝕性能檢驗，并與大企業生產的409L、439L、304進行了對比。結果顯示，在國內市場上銷售的名稱為“201”的產品，成份都不符合國家或國際201的標準，國家和國際標準對200系不銹鋼的Cr含量規定為16%～18%，但這些產品Cr含量都不到15%；鎳含量在國家和國際標準中規定為3.5%～5.5%，這類產品的鎳含量都不到1%。且硫、銅等元素含量偏高，尤其對人體有害的元素錳、磷含量則更高。通過在中性氯化物(3.5%NaCl溶液)中的耐點蝕性能檢驗，這些產品的耐點蝕性能遠遠低于304和439L。因此，不銹鋼業界稱其為假冒偽劣200系。 在這些不符合標準的200系列不銹鋼中，由于不能加入足夠數量的錳和氮，為了形成100%的奧氏體結構（可實現無磁性），人為地減少了鉻的加入量，雖然使這類產品與300系(鉻鎳不銹鋼)產品同樣具有“無磁性”，但也必然導致不銹鋼抗腐蝕能力的下降，即為取得無磁性而降低了不銹鋼的主要特性—耐蝕性。 三、假冒偽劣200系不銹鋼的危害 1、受利益驅動，以假亂真 假冒偽劣的200系與300系(鉻鎳不銹鋼)產品同屬“奧氏體”，同樣具有“無磁性”，但成本很低，一些不法經營者為獲取暴利，利用廣大消費者對不銹鋼材料認識上的誤區，在流通經營中大量假冒300系產品，由于假冒偽劣的200系不銹鋼產品在化學成分設計上存在嚴重缺陷，抗腐蝕等多項性能不達標，使廣大消費者蒙受了巨大損失，同時也干擾了正常的市場秩序。根據近幾年的市場調查顯示，這類產品投入使用后，在很短的時間內就出現銹蝕，在廣東珠海市某住宅區、在山西某賓館、在上海磁懸浮車站等地，隨處可以看到嚴重銹蝕的護欄、水箱、路燈桿、電話亭等。給廣大的消費者帶來了極大的危害，嚴重損害了消費者利益，并且嚴重損害了不銹鋼產品在消費者心目中的形象（具體危害案例見附件2）。 2、假冒偽劣200系不銹鋼對人身健康的危害 科學實驗表明，錳元素一旦進入人體，可對神經、免疫、內分泌、生殖等多個系統造成不同程度的損害。目前市場上泛濫的這類假冒偽劣的200系不銹鋼材料，其金屬錳的含量是300系材料的4-5倍。更讓人們感到擔心的是這些高錳含量的劣質200系材料，已被大量應用于百姓日常生活用品中，如廚具、餐具等，會對人類的身體健康構成直接危害。 3、污染不銹鋼廢鋼的循環利用，造成自然資源的極大浪費。 眾所周知，不銹鋼歷來被稱為可百分之百可回收利用的“綠色產品”，不會造成環境污染，既是一種是環保產品，也是一種相對保值產品。 由于假冒200系列不銹鋼含磷較高，特別是來自某個國家的200系不銹鋼，據權威機構檢測，磷含量最大值分別達到0.075%和0.09%，是中國標準磷含量最大值的2-3倍，而不銹鋼中的磷含量又是在廢鋼回收利用中（再煉鋼）難以去除，尤其是一些利用感應電爐做熔化爐的不銹鋼煉鋼小企業，80%以上的原料來自不銹鋼廢鋼，長此以往循環下去，磷含量越累積越高，不銹鋼將成為不可回收利用的物資，由此給資源帶來的浪費是巨大的，對整個不銹鋼產業的打擊也是致命的。 銅含量較高也是給廢鋼回收利用帶來嚴重影響的一個因素。銅對大部分不銹鋼牌號屬有害元素，一旦進入回收利用過程，將給正規的不銹鋼生產企業的產品質量帶來難以挽回的損害。 鎳是全球范圍內的緊缺資源，我國的鎳資源更加缺乏，假冒200系列不銹鋼實際抗腐蝕性能遠低于304，甚至低于不含鎳的409L，但仍然要消耗1%以上的鎳資源，無疑是對全球性的緊缺貴重金屬資源的極大浪費。
1、合理選用符合國家及國際標準的200系不銹鋼，謹慎識別真假200系不銹鋼。 事物的存在都是有兩面性的，200系不銹鋼的存在也是同樣的道理。我國在社會建設中需要大量的不銹鋼，合理地使用符合國家及國際標準的200系不銹鋼，會降低建設成本，符合建設節約型社會的要求。其強度與耐磨性較300系不銹鋼強，并且價格低，適用于中性干燥環境中的結構支撐領域，如照明設備、電信桿、汽車框架等普通用途。另外，200系不銹鋼還適合于作建筑用鋼如鋼筋和鉚釘等。 為了維護消費者利益，對于假冒偽劣200系不銹鋼，我們應正確辨識堅決抵制其生產、銷售及使用。 2、為使消費者能簡便快速辨別出各種不銹鋼，下面介紹四種不銹鋼的鑒別方法 ①光譜：用高壓電激發光譜槍（該儀器體積小，攜帶方便）打光譜可定性區分出鋼的元素種類，以及含量的大致高低。 ②化學試劑：有一種專門的試劑叫鎳定性液，將其滴在不銹鋼表面，通電后瞬間氧化，生成淡白色或淺黃色，說明該不銹鋼不含鎳；生成淡玫瑰紅色且馬上褪色變成深黃色，說明該不銹鋼含鎳在1%—2%左右；生成玫瑰紅色且不褪色，說明該不銹鋼含鎳在4%以上，玫瑰紅色越鮮艷說明含鎳量越高。 ③色澤： 經過酸洗的不銹鋼的表面色澤：300系不銹鋼銀白色并呈玉色；400系不銹鋼白色并稍灰，光澤弱；200系不銹鋼的色澤與300系不銹鋼相似，稍淡。 未經酸洗的不銹鋼的表面色澤：300系不銹鋼呈棕白色；400系不銹鋼呈棕黑色；200系不銹鋼呈黑色。 上述幾種方法均為簡便易行的鑒別方法，但也存在一定誤差，尤其是第③、④種方法完全靠視覺經驗判斷，可能誤差會更大。最精確的方法當然還是有資質的檢驗機構出具的檢驗報告。 附件1：元素對應 |
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