不銹鋼

**不鏽鋼**，也稱為**不鏽耐酸鋼**、**水銅鐵**，在台語也稱「白鐵」；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。

不鏽鋼如果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。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。

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。

## 分類

不鏽鋼分為三大類：奧斯田不鏽鋼（A1,A2,A3,A4,A5）、肥粒鐵不鏽鋼（F1）和麻田散不鏽鋼（C1,C4,C3）。

* 奧斯田不鏽鋼含有 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，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。奧斯田不鏽鋼（A\*-50 較軟 / A\*-70 適合冷加工 / A\*-80 具有高強度）
* 標準的肥粒鐵不鏽鋼含有 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）
* 麻田散不鏽鋼通常含有 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。

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）。

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）。

## 不鏽鋼的商業價值

### 不鏽鋼號對照

### 不鏽鋼牌號分組

SAE steel grade -（美國自動機工程學會總會相關規範「Society of Automotive Engineers」）

* 200 系列：鉻 - 鎳 - 錳奧斯田不鏽鋼
* 300 系列：鉻 - 鎳奧斯田不鏽鋼
  * 型號 301：延展性好，用於成型產品。也可通過機械加工使其迅速硬化。焊接性好。抗磨性和疲勞強度優於 304 不鏽鋼，產品如：彈簧、鋼構、車輪蓋。
  * 型號 302：耐腐蝕性同 304，由於含碳相對要高因而強度更好。
  * 型號 303：通過添加少量的硫、磷使其較 304 更易切削加工。
  * 型號 304：通用型號；主要有 18（鉻）/8（鎳）與 18（鉻）/10（鎳）兩種不鏽鋼 。產品如：耐蝕容器、餐具、家俱、欄杆、醫療器材。標準成分是 18 % 鉻加 8 % 鎳。為無磁性、當雜質含量高時，加工後偶爾會呈現弱磁性、此弱磁性只能使用熱處理的方式消除。屬於無法藉由熱處理方法來改變其金相組織結構的不鏽鋼。
  * 型號 304 L：與 304 相同特性，但低碳故更耐蝕、易熱處理，但機械性較差適用焊接及不易熱處理之產品。
  * 型號 304 N：與 304 相同特性，是一種含氮的不鏽鋼，加氮是為了提高鋼的強度。
  * 型號 309：較之 304 有更好的耐溫性。
  * 型號 309 S：具多量鉻、鎳，故耐熱、抗氧化性佳，產品如：熱交換器、鍋爐零組件、噴射引擎。
  * 型號 310 S：含最多量鉻、鎳，故耐熱、抗氧化性最佳熱交換器、鍋爐零組件、電機設備。
  * 型號 316：繼 304 之後，第二個得到最廣泛應用的鋼種，主要用於食品工業和外科手術器材，添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較之 304 其具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作「船用鋼」來使用。SS316 則通常用於核燃料回收裝置。18/10 不鏽鋼通常也符合這個應用級別。特用於化學、海邊等易腐蝕環境、船舶裝配、建材。
  * 型號 316 L：低碳故更耐蝕、易熱處理，產品如：化學加工設備、核能發電機、冷凍劑儲槽。
  * 型號 321：除了因為添加了鈦元素降低了材料焊縫鏽蝕的風險之外其他性能類似 304，適於焊接釀酒設備、蒸氣管、航空零件。
  * 型號 347：添加安定化元素鈮，適於焊接航空器具零件及化學設備。
* 400 系列：鐵素體和麻田散不鏽鋼
  * 型號 408：耐熱性好，弱抗腐蝕性，11 % 的 Cr，8 % 的 Ni。
  * 型號 409：除了因為添加了鈦元素，最廉價的型號（英美），通常用作汽車排氣管，屬鐵素體不鏽鋼（鉻鋼），適於焊接，成本較低汽車排氣管、石油設備。
  * 型號 410：麻田散（高強度鉻鋼），耐磨性好，抗腐蝕性較差，適於幫浦。其化學成分含 13 % 鉻、0.15 % 以下的碳及少量的其他元素合金。原料價格較便宜，具有磁性、可經由熱處理硬化。一般用途有軸承、醫療用具及刀具等。
  * 型號 416：添加了硫改善了材料的加工性能。
  * 型號 420：含較高碳、硬度、強度更高，刃具級麻田散不鏽鋼，類似布氏不鏽鋼（Brearley's stainless steel，英國治金家 Harry Brearley）這種最早的不鏽鋼，可以做的非常光亮，適於刀、彈簧、外科器具、剃刀切頭、閥。
  * 型號 430：鐵素體不鏽鋼，裝飾用，具磁性，例如用於汽車飾品。良好的成型性，但耐溫性和抗腐蝕性要差，適於扣接件、餐具、家具用品。其標準化學成份為 16～18 % 鉻，含碳量低。此類不銹鋼具有磁性。
  * 型號 434：含鉬故耐蝕性較 430 優良，適於餐具、雨刷、汽車裝潢。
  * 型號 440：高強度刃具鋼，含碳稍高，經過適當的熱處理後可以獲得較高屈服強度，硬度可以達到 58HRC，屬於最硬的不鏽鋼之列。最常見的應用例子就是「剃鬚刀片」。常用型號有三種：440A、440B、440C，另外還有 440F（易加工型）。
* 500 系列：耐熱鉻合金鋼。
* 600 系列：麻田散沉澱硬化不鏽鋼。
  * 型號 630：最常用的沉澱硬化不鏽鋼型號，通常也叫 17－4；17 % Cr，4 % Ni。
* * * *

## 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。長期使用不鏽鋼餐具可能對人體產生危害。

* 2014 年 5 月 8 日，有媒體報導稱，有一些台灣的專家出示久用不鏽鋼的湯匙強調，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，不鏽鋼管執行的標準有：GB1220-84、GB4241-84、GB4356-84、GB1270-80、GB12771-91 等等。

## 相關

* AISI 鋼材級別
* 巴德公司，歷史上著名的不鏽鋼應用者
* 表面處理
* 黑色金屬材料
* 鐵
* 鉻
* 鎳
* 金屬材料
* 耐候鋼

## 參考來源

**文獻**

* 陳怡儒、楊和慶、到手香、紀宗廷、林欣瑜、柯昭儀、雲琇卿、吳怡亭、盂美雲、林煜庭、鄭諺彌、陳亭瑋、陳昭明、葉宗桓、林宏儒、蘇怡帆. 《圖解日用品安全全書》. 臺灣：易博士出版社（城邦文化）. 2011-05-17 [2011]. ISBN 978-986-120-761-2 （中文）. `

**引用**

## 外部連結

* （英文）Articles About Stainless Steel by International Stainless Steel Forum
* （英文）What is stainless steel （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） by BSSA
* （英文）Euro Inox（multilingual portal）
* （英文）Comprehensive Information About Stainless Steel （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） by The Stainless Steel Information Center
* （英文）Comprehensive Information About Metallurgy of Stainless Steel （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） by Cambridge University
* （英文）Life Cycle Costing of Stainless Steel
* 鐵素體不鏽鋼解決方案 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
* 新 200 系列」鋼種
* （英文）[1] Information and Statistics on Stainless Steel
* [2] 不鏽鋼介紹