抗菌不锈钢板中常见的化学元素

抗菌不锈钢板中常见的化学元素

抗菌不锈钢中常见的元素有十余种，除钢的基本元素铁外，对抗菌不锈钢的性能和金相组织影响较大的元素还有碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、锰、氮、铜、钴等。当这些元素中的几种共存于抗菌不锈钢整体中时，其影响比它们单独存在时要复杂得多，因为不仅要考虑每种元素本身的作用，还要注意相互之间影响的大小。因此，抗菌不锈钢的组织性能是由各种元素影响的总和决定的。

铬在抗菌不锈钢中起着决定性的作用，所有的抗菌不锈钢都含有一定量的铬，这是因为钢中加入铬后，抗菌不锈钢内部的矛盾运动会向有利于抵抗腐蚀破坏的方向发展，主要表现在提高铁基固溶体的电极电位，另外铬还会吸收铁的电子，使铁钝化。

接下来我们来说说碳，它是工业用钢的主要元素之一，钢的性能和组织很大程度上是由钢中碳的含量和分布决定的。碳在抗菌不锈钢中的作用就更加明显了。碳对抗菌不锈钢组织的影响主要表现在两个方面，第一，碳是稳定奥氏体的元素，它的作用非常大，是镍的30倍。第二，由于碳和铬有很大的亲和力，会和铬形成一系列复杂的碳化物。所以，从强度和耐腐蚀性的角度来说，碳在抗菌不锈钢中的作用是矛盾的。

镍在抗菌不锈钢中的作用必须与铬相结合后才能发挥出来。镍是良好的耐腐蚀材料，是合金钢的重要合金元素。镍是抗菌不锈钢中形成奥氏体的元素。但低碳镍钢要获得奥氏体组织，镍含量必须高达24%，只有当镍含量为27%时，抗菌不锈钢在某些介质中的耐腐蚀性能才会发生明显变化。因此，镍单独不能构成抗菌不锈钢。但当抗菌不锈钢中镍和铬同时存在时，含镍抗菌不锈钢具有许多宝贵的性能。镍作为抗菌不锈钢中的合金元素的作用是改变高铬钢的组织，从而提高抗菌不锈钢材料的耐腐蚀性能和工艺性能。

此外，锰和氮可以替代铬镍抗菌不锈钢中的镍元素。虽然铬镍奥氏体抗菌不锈钢具有许多优点，但近年来，由于镍基耐热合金和含镍量低于20%的耐热钢的大量开发和应用，以及随着化学工业的日益发展对抗菌不锈钢的需求量不断增长，而镍的储量相对较少且集中在少数地区，导致世界范围内镍的供需矛盾突出。因此，在抗菌不锈钢和许多其他合金、大型铸锻钢、工具钢、耐热钢等领域，特别是在镍资源较少的国家，广泛开展了节约镍和用其他元素替代镍的科研和生产实践。在这方面，用锰和氮替代镍在抗菌不锈钢和耐热钢中的研究和应用越来越多。

锰对奥氏体的作用与镍类似，更确切地说，锰并不是起形成奥氏体的作用，而是起降低抗菌不锈钢临界淬火速度、增加奥氏体在冷却过程中的稳定性、抑制奥氏体的分解、使高温时生成的奥氏体组织在室温下保持等作用。锰对提高抗菌不锈钢耐蚀性的作用不大，锰在抗菌不锈钢中稳定奥氏体的作用约为镍的一半。低镍抗菌不锈钢和无镍铬锰氮抗菌不锈钢已在工业上得到应用，并在某些领域成功地取代了常用的18-8铬镍抗菌不锈钢。