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【應用】什麼是不鏽鋼?不鏽鋼也會「生鏽」! 以XRF進行合金判別應用

2024-03-06

一般人會從字面上直接判定,以為不會生鏽的鋼就稱之為不鏽鋼,但其實這是一種錯誤的觀念。

所謂的不鏽鋼,台語也稱「白鐵」,是以鐵為基本材質,並添加合金元素冶煉而成的高合金鋼,其化學成分是以鐵、碳、鉻為主,再添加其他合金元素, 如鎳、鉬、銅、鈦、鈮等。鉻是第一主要的合金元素,鉻含量至少要重量達11.5 %,才能稱為不鏽鋼。

它會形成有一層氧化鉻(Cr2O3)來阻絕空氣避免生鏽(氧化),而再例如SUS304有添加鎳Ni,更加強金屬的耐腐蝕度以及強度;若是 316還添加了鉬Mo,不論在硬度、強度、耐腐蝕度上就更強悍,更不易生鏽,因此常聽見的18-8不鏽鋼是目前是佔最大的不鏽鋼,也是食 品類佔了70%以上市場的不鏽鋼目前的不鏽鋼總類大約有一百八十餘種,依照ASTM/AISI鋼牌號分類,最常被使用的為3系列(304, 301, 316)與4系列(403, 409, 420)不鏽鋼;且由於不鏽鋼中的鉻與鎳是不銹鋼的主要合金元素,所以近年來國際鎳價格的攀升,各種型號的不鏽鋼價差也更相對拉大。

如果以相同3系列的不鏽鋼304與316進行比較,雖然在外觀上看似相同,但是316相較於304有更好的抵抗氯化物腐蝕能力,單憑肉眼是無法進行辨別的狀況下,使用了錯誤的不鏽鋼材料種類,就有可能導致不鏽鋼在非常短的時間就發生生鏽狀況,進而產生食安危機。

台灣博曼的XRF可針對分析樣品進行元素的定性以及定量,更可以直接配合利用儀器軟體內建的合金程序功能加以判定,進行標準品的建立之後,直接針對不鏽鋼合金,或者是其他常見的合金型號進行判斷。

在經過XRF的測試後,軟體內可直接與資料庫內不同的合金進行比對,直接計算出目前測試樣品與何種標準材質最為接近,直接進行最有效率的判斷。

  • 316不鏽鋼
    18%鉻、10%鎳、2%錳、5%鉬,價格不斐、抗蝕性優、具有更堅固,又稱「醫療級不鏽鋼」故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特 別好,可在苛酷的條件下使用;加工硬化性優(無磁性)。具有良好的抗氯化物腐蝕能力,適合用於濱海建築物或船用品。

    適用範圍:
    • 海水裡用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料等生產設備;照像、食品工業、沿海地區設施、繩索、CD杆、螺栓、螺母。
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  • 304不鏽鋼
    18%鉻、8%鎳、2%錳,用途廣泛、抗蝕性優,又稱食品級不鏽鋼。是最普遍的鋼種,作為一種用途廣泛的鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性,低溫強度和機械特性;衝壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現象(無磁性,便用溫度-196℃~800℃)。

    適用範圍:
    • 家庭用品(1、2類餐具、櫥櫃、室內管線、熱水器、鍋爐、浴缸)
    • 汽車配件(風擋雨刷、消聲器、模製品)
    • 醫療器具,建材,化學,食品工業,農業,船舶部件。
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  • 420不鏽鋼
    420不鏽鋼,420不鏽鋼是420“刃具級”馬氏體鋼,類似布氏高鉻鋼這種最早的不鏽鋼。420具有一定耐磨性及抗腐蝕性,硬度較高,其價格是不鏽鋼球中較低的一類,適用於對不鏽鋼普通要求的工作環境中。

    適用範圍:
    • 各類精密機械、軸承、電氣、設備、儀器、儀表、交通運輸工具、家用電器等。多用於製造耐大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。
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  • 403不鏽鋼
    430不鏽鋼具有較好的導熱性能和機械性能,建築裝飾用、燃油燒嘴部件、家電部件等領域,430不鏽鋼更好。 在430鋼中添加Ti或Nb、降低C含量變成430LX,改善了加工性能的和焊接性能。

    適用範圍:
    • 熱水罐、供熱水系統、衛生器具、家庭用耐用器具、自行車飛輪等。
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  • 201不鏽鋼
    18%鉻、5.5%鎳、5.5%錳,成本低,容易生鏽,201組成為17Cr-4.5Ni-6Mn-N,是節Ni鋼種,301鋼的替代鋼。

    適用範圍:
    • 經冷加工後具有磁性,用於鐵路車輛
    • 大多使用於工業用途﹝鐵窗、鐵門﹞

     

 

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