不鏽鋼

不鏽鋼（Stainless steel，rustless steel），也稱為不鏽耐酸鋼、水銅鐵，台語也稱為白鐵仔；在冶金學中，是指在大氣和酸、鹼、鹽等腐蝕性介質中，呈現鈍態、耐蝕、不生鏽，含高鉻（常12%~30%）的合金鋼，通常另含有鎳、鉬、釩、錳、鎢等元素；而決定不鏽鋼防鏽能力，最重要的金屬元素就是鉻。國際上以重量計算定義，不鏽鋼是最低鉻含量為10.5wt%，最高碳含量為1.2 wt%的合金鋼，或鉻含量超過10%的「鐵合金」。此名稱源於它不像普通鋼那樣容易腐蝕生鏽。

大多數不鏽鋼先在電爐或氧氣頂吹轉爐（轉爐）中熔化，然後在另一煉鋼爐中精煉，主要為了降低碳含量。在氬-氧脫碳法中，將氧和氬的氣體混合物噴入鋼水中。改變氧和氬的比例，通過將碳氧化為一氧化碳而不使昂貴的鉻氧化和損失，來將碳含量降低到控制的水平。因此，在初始的熔化操作中可使用較便宜的原料，如高碳的鉻鐵。如果合金鋼含鉻或其他元素比例很低，則只能在表面形成氧化膜保護而仍會氧化，具有像銅或鋁的防蝕特色，這種鋼材就並非不鏽鋼，而是耐候鋼。

即使符合不鏽鋼的標準，具體配方的差異，也對其防銹能力造成差異，鉻與低碳含量相配合，可顯示出明顯的耐腐蝕性和耐熱性，還可以加入鎳、鉬、釩、鈦、鈮、錳、鎢、鋁、銅、氮、硫、磷和硒，使其表面會產生防鏽的氧化膜，以提高對特殊環境的耐腐蝕性和抗氧化性，並賦予特殊性能，從而保護鋼材本身受到外界環境中的空氣（尤指氧氣）、水、某些酸、鹼的氧化腐蝕。若部分不肖廠商使用不符合規範之原料或工藝，就不符合食品安全（如304鋼）以及海洋環境鎖固件（316鋼）的性能要求，使用期間可能造成風險。

## 歷史

1913年哈利·布雷爾利發明了一種馬氏體不鏽鋼並隨後使其工業化。1924年eeket研製了一種含鉻量更高的不鏽鋼，相當於鐵素體不鏽耐酸鋼。

1931年，巴德公司製造出世界首架不鏽鋼飛機。

## 分類

### 晶體結構

不鏽鋼按照晶體結構分為五大類：奧氏體不鏽鋼（A1,A2,A3,A4,A5）、鐵素體不鏽鋼（F1）、馬氏體不鏽鋼（C1,C4,C3）、雙相不鏽鋼和沉澱硬化型不鏽鋼。

- 奧氏體不鏽鋼（英語：austenitic stainless steel）含有16%－26%鉻和35%以下的鎳，通常具有最高的耐腐蝕性，不能通過熱處理進行強化，並且無磁性；最常見的類型是18/8，或稱304級，即含有18%鉻和8%鎳；典型的用途包括飛機工業、乳製品和食品加工工業。奧氏體不鏽鋼（A*-50較軟/A*-70 適合冷加工/ A*-80具有高強度）
- 鐵素體不鏽鋼（英語：ferritic stainless steel）含有10.5%－27%鉻，而不含鎳，由於碳含量低（0.2%以下），不能通過熱處理進行強化，僅用於防腐蝕要求不高的場合，如建築和汽車裝潢方面。肥粒鐵不鏽鋼（F1-45較軟/F1-60適合冷加工）
- 馬氏體不鏽鋼（英語：martensitic stainless steel）通常含有11.5%－18%鉻和1.2%以下的碳，有時也含鎳，可通過熱處理進行強化，具有中等的耐腐蝕性，用於刀具、外科用具、扳手和渦輪機。
- 雙相不鏽鋼（英語：duplex stainless steel）混合了奧氏體和肥粒鐵不鏽鋼的微觀晶體結構，其理想比例為50:50，即使商用產品會採用40:60的比例。通過比奧氏體不鏽鋼含比例更高的鉻（19－32%）和鉬（最高5%）以及更低比例的鎳來劃分。雙相不鏽鋼具有大約兩倍於奧氏體不鏽鋼的降伏強度。相比於304和316不鏽鋼，其混合型的晶體結構產生了對於氯化物腐蝕的更佳的防腐蝕性。石油和天然氣工業是最大的使用者。
- 沉澱硬化型不鏽鋼（英語：precipitation hardening grade stainless steel）基體為奧氏體或馬氏體組織，並能通過沉澱硬化（又稱時效硬化）處理使其硬（強）化的不鏽鋼。

### 抗蝕性

不鏽鋼按其抗蝕性分：不鏽鋼（在空氣中能抵抗腐蝕）和不鏽耐酸鋼（在某些化學介質中能抵抗腐蝕）。

### 化學成分

按化學成分可分為高鉻不鏽鋼（如4Cr13、Cr17、Cr28、Cr17Ti 等）、鉻鎳不鏽鋼（如0Cr18Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2Ti）、鉻錳氮不鏽鋼（如Cr17Mn13Mo2N）。

各標準不鏽鋼號對照表

EN-DIN標準鋼號｜EN-標準鋼牌號｜ASTM／AISI鋼牌號｜UNS編號｜GB-中國國標牌號

1.4310｜X10CrNi18-8｜301

1.4318｜X2CrNiN18-7｜301LN

1.4307｜X2CrNi18-9｜304L｜S30403

1.4306｜X2CrNi19-11｜304L｜S30403｜00Cr18Ni9

1.4311｜X2CrNiN18-10｜304LN｜S30453

1.4301｜X5CrNi18-10｜304｜S30400｜06Cr19Ni10（GB/T3280-2007）

1.4948｜X6CrNi18-11｜304H｜S30409

1.4303｜X5CrNi18 12｜305

1.4541｜X6CrNiTi18-10｜321｜S32100｜0Cr18Ni11Ti

1.4878｜X12CrNiTi18-9｜321H｜S32109

1.4404｜X2CrNiMo17-12-2｜316L｜S31603｜00Cr17Ni14Mo2

1.4432｜X2CrNiMo17-12-3｜316L｜S31603｜00Cr17Ni14Mo2

1.4435｜X2CrNiMo18-14-3｜316L｜S31603｜00Cr17Ni14Mo2

1.4401｜X5CrNiMo17-12-2｜316｜S31600｜0Cr17Ni12Mo2

1.4436｜X3CrNiMo17-13-3｜316｜S31600｜0Cr17Ni12Mo2

1.4406｜X2CrNiMoN17-12-2｜316LN｜S31653

1.4571｜X6CrNiMoTi17-12-2｜316Ti｜S31635

1.4429｜X2CrNiMoN17-13-3｜316LN｜S31653

1.4438｜X2CrNiMo18-15-4｜317L｜S31703

X10CrNiTi189｜347｜0Cr18Ni11Nb

1.4512｜X6CrTi12｜409｜0Cr11Ti

S41000｜0Cr13

410｜1Cr13

420J1｜2Cr13

1.4016｜X6Cr17｜430｜1Cr17

1.4118｜X40CrMo15｜440A｜S44002｜8Cr13

1.4112｜440B｜S44004｜9Cr13

1.4125｜440C｜S44003｜11Cr18

440F｜S44020

1.4539｜X1NiCrMoCu25-20-5｜904L｜N08904｜00Cr20Ni25Mo4.5Cu

1.4547｜X1CrNiMoCuN20-18-7｜S31254

## 應用

目前，市場上的不鏽鋼品種超過230種，常使的也有近50種，其中約80%是奧氏體不鏽鋼（18鉻-8鎳）的衍生物，20%是由13鉻鋼演變而成。

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- 位於密蘇里州聖路易斯的傑斐遜國立紀念館的630英尺高的拱門——地平線的不鏽鋼包覆層

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- 用302不鏽鋼包覆的紐約克萊斯勒大廈的頂部

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- 位於紐約州雪城區域的Niagara-Mohawk大廈的一尊藝術雕塑

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- 用不鏽鋼製造的管道和配件

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- 在華南地區（尤其廣東省）極為盛行的不鏽鋼碗盆

### 健康問題

由於各種類型的不鏽鋼有不同的特性，在長期貼近人體使用，可能對人體產生有害的影響。不鏽鋼協會聯盟委託瑞典皇家工學院對1.4003、1.4016、1.4597(+Cu)、1.4404、1.4301、1.4162等七種不鏽鋼測試，結果顯示金屬釋放量均未超，可以用於食品接觸材料。

2014年5月8日，台灣專家凌永健強調，不鏽鋼湯匙用久後有鏽、刮痕、凹凸不平則莫用，因為有溶出有害物的疑慮。消基會也補充說，雖然錳是人體必須的微量礦物質之一，但若吸收過量，會影響神經系統，引發記憶障礙，甚至是帕金森氏症；部份鎳化合物已被認定是人體致癌物。

## 執行標準

在中國，不鏽鋼材料的執行的標準主要有：

GB/T 20878-2024 不鏽鋼 牌號及化學成分

GB/T 1220-2007 不鏽鋼棒

GB/T 4241-2025 焊接用不鏽鋼盤條

GB/T 4356-2025 不鏽鋼盤條

GB/T 12771-2019 流體輸送用不鏽鋼焊接鋼管

GB/T 4240-2019 不鏽鋼絲

GB/T 12770-2025 機械結構用不鏽鋼焊接鋼管

GB/T 46058-202 船舶及海洋工程用不鏽鋼鋼板和鋼帶

GB/T 8165-2025 不鏽鋼複合鋼板和鋼帶

## 相關

- 表面處理
- 黑色金屬
- 鐵
- 金屬
- 耐候鋼
- SAE鋼級

## 外部連結

- Articles About Stainless Steel by International Stainless Steel Forum
- What is stainless steel by BSSA
- Euro Inox（multilingual portal）
- Comprehensive Information About Stainless Steel by The Stainless Steel Information Center
- Comprehensive Information About Metallurgy of Stainless Steel by Cambridge University
- Life Cycle Costing of Stainless Steel
- 鐵素體不鏽鋼解決方案
- 新200 系列」鋼種