新型金属建筑材料有哪些
1耐腐蚀性铝质装饰材料
因为在大气环境中自然形成的氧化铝保护膜非常薄，对金属的保护作用有不好，为了进一步加强铝质金属的耐腐蚀性，人类发明出了阳极氧化保护膜处理技术，用人工的方法形成更加坚厚的氧化保护膜。方法就是将铝质金属制品泡在电解液当中，以铝质金属材料为阳极通入电流，便在铝质金属表面形成了氧化膜。那么通过改变电解液的组成及温度、电流密度及铝合金的成分等不同因素，就可以获得不同的氧化膜，可以得到金色、银色、黑色等不同的金属表面颜色，赋予了铝合金板材良好的的装饰性。现在这种铝合金板材大量被用于高层建筑的幕墙装饰材料。
2低屈强比钢
钢材的屈服强度和极限强度的比值称为为屈强比。反映的是钢材受力超过屈服极限至破坏所具有的安全功能。如果屈强比越小，那么钢材在受力超过屈服极限工作时的可靠性就越大，相对来说结构安全。所以对于工程上大量使用的钢材，不单希望具有较高的强度极限和屈服强度，还还希望屈强比可以适当降低。
钢材的屈强比值对于整个建筑结构的抗震性能非常重要。在设计一个建筑物的时候，为了要实现其抗震的安全性，故要求在使用期限内，发生中等强度地震时候结构做到不破坏，不产生过大的变形，并且能保证正常使用；可是如果发生概率较小的大型或者特别大的地震时，能够保证建筑结构主体不坍塌，也就是建筑物的变形在允许范围之内，以便提供充分的避难时间。因为对建筑物的抗震性能要求越来越高，故低屈强比钢在建筑领域中的应用范围也将越来越广。
3高耐蚀性金属及钛合金建材
钛金属具有很多优点，比如说强度高，韧性、焊接性良好，并且有强度钛合金，高温力学性能良好、持久强度很高。它优秀的耐腐蚀性主要是因为其表面所形成的一层薄薄的致密的氧化膜。钛金属的装饰性能也非常优越。钛金属经氧化处理可以形成二氧化钛膜层，那么利用光的干涉作用，可以应膜层的不同厚度，发出不同颜色，形成彩色的钛合金板，其颜色由于入射光的波长分布不同、入射角、氧化物膜层的厚度和折射率、钛金属表面的粗糙程度而展现微妙的变化，能够获得涂料涂层所无法达到的金属光泽。现如今发达国家已经在沿海地区以及腐蚀严重的地区将钛合金广泛应用到建筑物的屋顶和外装修板材。比如我国国家大剧院工程就是由法国和中国合作设计，现已决定采用钛金属结构。但是因为价格太高，钛金属还未达到普及使用的广泛程度。因为腐蚀作用主要从材料的表面开始，要想降低材料的成本，应该使内部采用不锈钢或普通碳素钢，表面用钛金属覆盖形成薄薄的保护层。
4新型不锈钢
新型不锈钢材料中不含镍元素，却添加了一些稳定性更好的金属元素，从而形成了高纯度的贝氏体不锈钢材料，其耐腐蚀性大幅度提升，而且耐热性、焊接加工性能也得到很大幅度的发展。由于不锈钢在450℃高温下表现出脆弱性，故适宜用于300℃以下的环境中。现如今又制造出了铬含量很大的新品种不锈钢材料，可以耐500-700℃的高温，主要用于火电厂或建筑物中的耐火覆盖层等。
5耐火钢虽然钢材
在常温下具有非常高的强度，但是由于耐热性差，伴随着温度升高强度反而降低，变形非常严重。随着高层建筑的建设发展，城市建筑物密度的不断增大，开发耐火钢材，提高建筑物的防火、耐火性非常有必要。为了提高钢结构建筑物的耐火性能，可以在钢材表面涂刷耐火的涂料，或者在钢材表面覆盖耐火的材料。
6装饰性金属表面膜
金属表面膜用于建筑物的装饰从古代就有广泛应用，古代有用金箔作为装饰材料的。但是由于金箔价格非常贵，不可能普遍的用于建筑物的装饰。所以采用金属饰面的建筑物多数采用的是铜板，用铜在大气中被氧化而自然形成的铜锈来增加建筑装饰效果。除此之外还有铝、钛等金属材料也被于建筑装饰。
7非晶质金属
一般的金属材料的内部质点在空间都按照规律整齐地排列成空间格子形式，即形成晶体结构，所以表现为具有较高的强度，是电和热的良好导体。但是非晶质金属是将高温下熔融状态的液态金属在冻结而成，内部质点没有充足的时间去晶核并按规则排列，在很短的时间内就被冻结了。所以非晶质金属的内部质点在空间的排列是没有顺序的，具有与玻璃体同样的内部结构。非晶质金属的内部不存在晶界、错位、空位等结晶缺陷，与普通的金属相比导电性较小，所以非晶质金属具有优异的耐腐蚀性。通过利用这一特性，将非晶质金属加工成薄膜状的材料广泛用于防腐的覆盖层，这种加工方法也比普通的金属容易，现在已经能够很容易生产出宽幅的板状材料了。
机械设计或工程结构设计中允许零件或构件承受的最大应力值。要判定零件或构件受载后的工作应力过高或过低，需要预先确定一个衡量的标准，这个标准就是许用应力。凡是零件或构件中的工作应力不超过许用应力时，这个零件或构件在运转中是安全的，否则就是不安全的。许用应力是机械设计和工程结构设计中的基本数据。在实际应用中，许用应力值一般由国家工程主管部门根据安全和经济的原则，按材料的强度、载荷、环境情况、加工质量、计算精确度和零件或构件的重要性等加以规定。许用应力等于考虑各种影响因素后经适当修正的材料的失效应力（静强度设计中用屈服极限yield limit或强度极限strength limit疲劳强度设计中用疲劳极限fatigue limit）除以安全系数。塑性材料（大多数结构钢和铝合金）以屈服极限为基准,除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σs/n脆性材料（铸铁和高强钢）以强度极限为基准，除以安全系数后得许用应力,即[σ]=σb/n。举例说明塑性材料和脆性材料并没有严格的绝对界限，所以有时很难预先确定用屈服极限还是用强度极限为基准来确定许用应力。例如低碳钢的屈服极限与强度极限的比值（称为屈强比）小于1,所以以屈服极限为基准的许用应力总是小于以强度极限为基准的许用应力。随着高强钢的采用，材料的屈强比不断提高，就可能出现相反的情况。考虑到确定许用应力有这两种可能性，在室温静载荷下工作的零件或构件的设计中，应同时求得两种情况下的许用应力，加以比较，取其较小值。在疲劳强度设计中，一般应用安全系数表示的强度判据进行疲劳强度的验算。
(1)提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度使钢的韧性和塑性降低。
(2)硅能显著地提高钢的弹性极限、屈服极限和屈强比,这是一般弹簧钢。
(3)耐腐蚀性。硅的质量分数为15％一20％的高硅铸铁，是很好的耐酸材料。含有硅的钢在氧化气氛中加热时，表面也将形成一层SiO2薄膜，从而提高钢在高温时的抗氧化性。
(4)缺点：使钢的焊接性能恶化。
2、锰在钢中的作用：
（1）锰提高钢的淬透性。
（2）锰对提高低碳和中碳珠光体钢的强度有显著的作用。
（3）锰对钢的高温瞬时强度有所提高。
锰钢的主要缺点是：
（1）含锰较高时，有较明显的回火脆性现象。
（2）锰有促进晶粒长大的作用，因此锰钢对过热较敏感t在热处理工艺上必须注意。这种缺点可用加入细化晶粒元素如钼、钒钛等来克服。
（3）当锰的质量分数超过1％时，会使钢的焊接性能变坏。
（4）锰会使钢的耐锈蚀性能降低。
3、铬在钢中的作用：
（1）铬可提高钢的强度和硬度。
（2）铬可提高钢的高温机械性能。
（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。
（4）阻止石墨化。
（5）提高淬透性。
缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度 ；②铬能促进钢的回火脆性。
4、镍在钢中的作用：
（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。
（2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧行。
（3）改善钢的加工性和可焊性。
（4）镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。
5、钼在钢中的作用：
（1）钼对铁素体有固溶强化作用。
（2）提高钢热强性
（3）抗氢侵蚀的作用。
（4）提高钢的淬透性。
缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。
6、钨在钢中的作用：
（1）提高强度。
（2）提高钢的高温强度。
（3）提高钢的抗氢性能。
（4）是使钢具有热硬性；因此钨是高速工具钢中的主要合金元素。
7、钒在钢中的作用：
（1）热强性。
（2）钒能显著地改善普通低碳低合金钢的焊接性能。
8、钛在钢中的作用：
（1）钛能改善钢的热强性，提高钢的抗蠕变性能及高温持久强度。
（2）并能提高钢在高温高压氢气中的稳定性。使钢在高压下对氢的稳定性高达600℃以上，在珠光体低合金钢中，钛可阻止钼钢在高温下的石墨化现象。因此，钛是锅炉高温元件所用的热强钢中的重要合金元素之一。
9、铌在钢中的作用：
（1）铌和碳、氮、氧都有极强的结合力，并与之形成相应的极为稳定的化合物，因而能细化晶粒，降低钢的过热敏感性和回火脆性。
（2）有极好的抗氢性能。
（3）铌能提高钢的热强性。
10、硼在钢中的作用 ；
（1）提高钢的淬透性。
（2）提高钢的高温强度。强化晶界的作用。
11、铝在钢中的作用：
（1）用作炼钢时的脱氧定氮剂，细化晶粒，抑制低碳钢的时效，改善钢在低温时的韧*，特别是降低了钢的脆性转变温度；
（2）提高钢的抗氧化性能。曾对铁铝合金的抗氧化性进行了较多的研究；4％AI即可改变氧化皮的结构，加入6％A1可使钢在980C以下具有抗氧化性。当铝和铬配合并用时，其抗氧化性能有更大的提高。例如，含铁50％一55％、铬30％一35铝10％一15％的合金，在1 400C高温时，仍具有相当好的抗氧化性。由于铝的这一作用，近年来，常把铝作为合金元素加入 耐热钢中。
（3）此外，铝还能提高对硫化氢和V2O5的抗腐蚀性。
缺点：①脱氧时如用铝量过多，将促进钢的石墨化倾向。 ②当含铝较高时．其高温强度和韧性较低。
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钛是一种银白色的过渡金属，其性能表现为重量轻、强度高、具金属光泽，耐湿氯气腐蚀。
钛被认为是一种稀有金属，这是由于在自然界中其存在分散并难于提取。但其相对丰富，在所有元素中居第十位。 钛的矿石主要有钛铁矿及金红石，广布于地壳及岩石圈之中。钛亦同时存在于几乎所有生物、岩石、水体及土壤中。
从主要矿石中萃取出钛需要用到克罗尔法或亨特法。钛最常见的化合物是二氧化钛，可用于制造白色颜料。其他化合物还包括四氯化钛(TiCl4)（作催化剂和用于制造烟幕作空中掩护）及三氯化钛（TiCl3)（用于催化聚丙烯的生产）。
扩展资料：
钛在各个领域中的应用：
钛的强度大，纯钛抗拉强度最高可达180kg/mm2。有些钢的强度高于钛合金，但钛合金的比强度（抗拉强度和密度之比）却超过优质钢。钛合金有好的耐热强度、低温韧性和断裂韧性，故多用作飞机发动机零件和火箭、导弹结构件。
钛合金还可作燃料和氧化剂的储箱以及高压容器。已有用钛合金制造自动步枪，迫击炮座板及无后座力炮的发射管。在石油工业上主要作各种容器、反应器、热交换器、蒸馏塔、管道、泵和阀等。钛可用作电极和发电站的冷凝器以及环境污染控制装置。
钛镍形状记忆合金在仪器仪表上已广泛应用。在医疗中，钛可作人造骨头和各种器具。钛还是炼钢的脱氧剂和不锈钢以及合金钢的组元。钛白粉是颜料和油漆的良好原料。碳化钛，氢化钛是新型硬质合金材料。氮化钛颜色近于黄金，在装饰方面应用广泛。
参考资料来源：百度百科-钛
钛合金的密度一般在4.51g/立方厘米左右，仅为钢的60%，纯钛的密度才接近普通钢的密度，一些高强度钛合金超过了许多合金结构钢的强度。因此钛合金的比强度(强度/密度)远大于其他金属结构材料，可制出单位强度高、刚性好、质轻的零部件。飞机的发动机构件、骨架、蒙皮、紧固件及起落架等都使用钛合金。
扩展资料
钛合金的种类
1、碳钛合金（英语：Carbotanium）是揉合了钛合金的碳纤维增强聚合物，同时拥有钛合金的高强度和韧性，亦不失碳纤维轻巧的特质。
2、镍钛合金是一种形状记忆合金，形状记忆合金是能将自身的塑性变形在某一特定温度下自动恢复为原始形状的特种合金。它的伸缩率在20%以上，疲劳寿命达1*10的7次方，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，其耐腐蚀性优于目前最好的医用不锈钢，因此可以满足各类工程和医学的应用需求，是一种非常优秀的功能材料。
参考资料来源：百度百科-钛合金
参考资料来源：百度百科-碳钛合金
参考资料来源：百度百科-镍钛合金
20世纪初，冶金学家基于对铬在钢中作用的深入认识，发明了不锈钢，结束了钢必然生锈的时代。从不锈钢的发明到工业应用大约经历了十年．1904-1906年法国人Guillet首先对Fe-Cr-Ni合金的冶金和力学性能进行了开创性的基础研究；1907-1911年，法国人Portevin和英国人Gissen发现了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金的耐蚀性并完成了Guillet的研究工作；1908—1911年德国人Monnartz 揭示了钢的耐蚀性原理并提出了钝化的概念，如临界铬含量，碳的作用和钼的影响等。随后，在欧洲和美国，钢的不锈性的实用价值被确认，工业不锈钢牌号相继问世。1912～1914年，Brearley发明了含12-13%Cr的马氏体不锈钢并获得专利；1911-1914年，美国人Dant-sizen发明了含14-16%Cr，0.07%～0.15%C的铁素体不锈钢；德国人Maurer和Strauss发明含1.0％C，15-20%Cr，<20%Ni的奥氏体不锈钢，此后，在此基础上发展了著名的18-8型不锈钢(0.1%C-18％Cr-8％Ni)。在实际应用中，高碳奥氏体不锈钢出现了严重的晶间腐蚀问题，在Bain提出了关于晶间腐蚀贫铬理论之后，于30年代初期，在18-8型不锈钢的基础上发展了含钛、铌的稳定化型奥氏体不锈钢，即AISl321和AISl347。在此时期还发明了铁素体-奥氏体双相不锈钢，并提出了超低碳(C≤0.03%)不锈钢的概念，限于当时的冶金装备和工艺水平未能在工业中应用。早在1934年美国人Folog获得了沉淀硬化不锈钢专利，40～50年代，马氏体，半奥氏体沉淀硬化不锈钢用于军事和民用工业。这类钢以美国钢公司(U．S．Steel)成功地生产Stainless W为起点。另外，为了节省镍资源又开发了以锰代镍的Cr-Ni-Mn-N系不锈钢，即美国的AISl200系钢种。第二次世界大战后，随着化肥工业和核燃料工业的发展，极大地刺激了不锈钢的研究和开发，同时由于氧气炼钢的出现，1947年超低碳类型不锈钢开始商品化。50年代中期，开发了耐蚀性优良的高性能不锈钢。60年代后期，马氏体时效不锈钢、TRIP(Transformation Induced Plasticity)不锈钢、C+N≤150ppm的高纯铁素体不锈钢相继出现。近20年来，由于各种局部腐蚀破坏事故的不断出现，加以化学加工工业不断采用新型催化剂和新工艺，在原有不锈钢的基础上，发展了耐应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀、耐腐蚀疲劳等专用不锈钢，如双相不锈钢、高钼不锈钢、高硅不锈钢等。为适应深冲成型和冷墩成型的需要还开发了易成型的专用不锈钢品种。至今为止，已经形成了完整的不锈钢钢种系列。自20世纪60年代末期以来，生产各种不锈钢的精炼设备和连铸设备陆续投产，在全世界范围内，已完成了用钛稳定化奥氏体不锈钢向低碳、超低碳奥氏体不锈钢过渡，将不锈钢生产水平推向一个崭新的历史阶段。
我国不锈钢生产起步较晚，工业化生产开始于1952年。用电弧炉大量生产不锈钢系在1949年以后，早期先生产Cr13型马氏体不锈钢，掌握生产技术后，大量生产18-8型Cr-Ni奥氏体钢，例如1Cr18Ni9Ti，则始于1952年。随后，为适应国内化学工业发展的需要，又开始生产含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。为了节约贵重元素镍，自1959年起开始仿制以Mn、N代Ni的1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N,1958年向AISI 204钢中加入Mo2%-3%，研制了1Cr18Mn10Ni5Mo3N(204+Mo),用于全循环法尿素生产装置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初，开始工业试制1Cr17Ti、1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等无镍铁素体不锈钢，并开始研究耐发烟硝酸腐蚀的高硅不锈钢1Cr17Ni14Si4ALTi（相当于苏联牌号ЭИ654），此钢种实际上是一种α+γ双相不锈钢。60年代开始，由于国内化工、航天、航空、原子能等工业发展的需要以及采用电炉氧气炼钢技术，一大批新钢种，如17-4PH，17-7PH，PH15-7Mo等沉淀硬化不锈钢，含C≤0.03%的超低碳不锈钢00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及无Ni的Cr-Mn-N不锈钢1Cr18Mn14Mo2N(A4)相继研制成功并投入了生产。70年代起，为解决化工、原子能工业中所出现的18-8型Cr-Ni钢的氯化物应力腐蚀问题，一些α+γCr-Ni双相不锈钢相继研制完成并正式生产和应用，主要钢号有1Cr21Ni5Ti、00Cr26Ni6Ti、00Cr26Ni7Mo2Ti、00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是为了解决瑞典牌号3RE60焊后易出现单相铁素体组织，导致耐蚀性和韧性下降而发展的含N、Nb的α+γ双相不锈钢。到80年代，为解决氯化物的点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀破坏又研制和仿制了含N的第二代α+γ双相不锈钢，如00Cr22Ni5Mo2N、00Cr25Ni6Mo3N和00Cr25Ni7Mo3WCuN等，不仅使我国的双相不锈钢形成了系列，而且还深入研究了它们的组织和性能以及N在双相不锈钢中的作用机制。70年代以来，我国不锈钢材料研究工作的其它重要进展有：研制了高强度和超高强度的马氏体时效不锈钢并投入工业试制与应用；采用真空感应炉、真空电子束炉和真空自耗炉冶炼并批量生产了C+N≤150-250ppm的高纯铁素体不锈钢00Cr18Mo2、00Cr26Mo1和00Cr30Mo2；含Mo量≥4.5%的高Mo和高Mo含N的Cr-Ni奥氏体不锈钢，例如研制成功00Cr20Ni25Mo4.5Cu、00Cr18Ni18Mo5（N）、00Cr25Ni25Mo5N等并在化工、石化和海洋开发等领域中获得了应用；在解决浓硝酸腐蚀和固溶态晶间腐蚀方面，研制了00Cr25Ni20Nb和几种超低碳高硅不锈钢，80年代以来，超低碳并对钢中磷含量和α相量严加控制的尿素级不锈钢00Cr18Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N两种牌号研制完成，它们的板、管、棒材、锻件以及焊接材料均在大中型尿素工业中得到了应用，取得了满意的结果；由于一些特殊钢厂陆续建成冶炼不锈钢的炉外精炼设备，例如AOD（氩氧精炼炉）、VOD（真空氧精炼炉）等并已投产，我国不锈钢的冶炼技术上了一个新台阶。它不仅使低碳、超低碳不锈钢的生产变得轻而易举，而且使不锈钢的内在质量提高，成本降低。由于含Ti的18-8型Cr-Ni奥氏体钢存在一系列缺点，美、日等工业先进国家早在60年代便已经实现了由含Ti不锈钢到普遍采用低碳、超低碳不锈钢的过渡，而我国是在1985—1990年间才大力进行低碳、超低碳不锈钢的开发、生产与应用，取得了一些可喜的进展，例如1988年底我国低碳、超低碳18-8型不锈钢产量已占我国不锈钢产量的10%左右。但与不锈钢生产、应用的先进国家相比（例如日、美等国含Ti的18-8型Cr-Ni钢仅占不锈钢产量的1.5%左右），还存在着很大的差距。80年代，我国还开展了控氮（N 0.05%—0.10%）和氮合金化（N>0.10%）Cr-Ni奥氏体不锈钢的研制工作。试验表明，氮在Cr-Ni奥氏体不锈钢和双相不锈钢中是一种无价且非常有益的合金元素。对氮的强化作用，降低钢的晶间腐蚀敏感性，改善钢的耐蚀性，特别是改善钢的耐点蚀等方面的机理，正在进行深入的研究工作。几种控氮和氮合金化的Cr-Ni奥氏体不锈钢已结合工程需要投入了批量生产和应用。
二、不锈钢的概念
不锈钢是不锈钢和耐酸钢的简称。在冶金学和材料科学领域中，依据钢的主要性能特征，将含铬量大于10.5%，且以耐蚀性和不锈性为主要使用性能的一系列铁基合金称作不锈钢。通常对在大气、水蒸汽和淡水等腐蚀性较弱的介质中不锈和耐腐蚀的钢种称为不锈钢；对在酸、碱、盐等腐蚀性强烈的环境中具有耐蚀性的钢种称为耐酸钢。两个钢类因成分上的差异而导致了它们具有不同的耐蚀性，前者合金化程度低，一般不耐酸；后者合金化程度高，既具有耐酸性又具有不锈性。
不锈钢的定义：含铬量为10.5%以上的铁基合金称为不锈钢。
不锈钢最基本的特性：是它在大气条件下的耐锈性和在各种液体介质中有耐蚀性。
这一特性与钢中的铬含量有直接关系，随着铬含量的提高而增强。当铬含量达到10.5%以上时钢的这一特征发生突变，从易生锈到不锈，从不耐蚀到耐腐蚀，见图2-1和图2-2。而且含铬量从10.5%以后随着铬含量的不断提高，其耐锈性和耐蚀性也不断得到改善。一般不锈钢的最高铬含量为26%，更高的铬含量已没有必要。
不锈钢的涵义
不锈钢是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱腐蚀介质的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。
不锈钢与耐酸钢在合金化程度上有较大差异。不锈钢虽然具有不锈性，但并不一定耐酸；而耐酸钢一般则均具有不锈性。
三、不锈钢的分类及特点
不锈钢钢种很多，性能又各异，常见的分类方法有：
① 按钢的组织结构分类，如马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和双相不锈钢等。
② 按钢中的主要化学成分或钢中一些特征元素来分类，如铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及超低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等。
③ 按钢的性能特点和用途来分类，如耐硝酸（硝酸级）不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强度不锈钢等。
④ 按钢的功能特点分类，如低温不锈钢，无磁不锈钢，易切削不锈钢，超塑性不锈钢等。
目前最常用的分类方法是按钢的组织结构特点和按钢的化学成份特点以及两者相结合的方法来分类。例如，把目前的不锈钢分为：马氏体钢（包括马氏体Cr不锈钢和马氏体Cr-Ni不锈钢）、铁素体钢、奥氏体钢（包括Cr-Ni和Cr-Mn-Ni（-N）奥氏体不锈钢）、双相钢（α+γ双相）和沉淀硬化型钢等五大类，或分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类，下面简单介绍这五类不锈钢的特点。
1、奥氏体系不锈钢
奥氏体系不锈钢是面心立方结构，代表钢种是304、321、316。主要特点是：
l在正常热处理条件下，钢的基体组织为奥氏体，在不恰当热处理或不同受热状态下，在奥氏体基体中有可能存在少量的碳化物及铁素体组织。
l奥氏体不锈钢不能通过热处理方法改变它的力学性能，只能采用冷变形的方式进行强化。
l可以通过加入钼、铜、硅等合金化元素的方法得到适用于各种使用条件的不同钢种，如316L、304Cu等。
l无磁性、良好的低温性能、易成型性和可焊性是这类钢种的重要特性。
2、铁素体系不锈钢
铁素体系不锈钢是体心立方结构，代表钢种是409、430，其耐蚀性不如奥氏体不锈钢。主要特点是：
l抵抗应力腐蚀开裂能力优越于奥氏体系不锈钢；
l常温下带强磁性；
l热处理不能硬化，具有优秀的冷加工性。
3、马氏体系不锈钢
马氏体系不锈钢常温下具有马氏体组织，代表钢种有410、420。主要特点是：
l马氏体系不锈钢常温下具有强磁性，一般来讲其耐蚀性不突出，但强度高，使用于高强度结构用钢。
l高温下具有稳定的奥氏体组织，空冷或油冷下转变成马氏体相，常温下具有完全的马氏体组织。
4、双相不锈钢
成分中高Cr高N，常温下具有奥氏体和铁素体混合相，代表钢种是2304、2205、2507。主要特点是：
l在高温下基本为铁素体组织，在冷却至室温时具有30-50%铁素体+奥氏体双相组织。
l屈服强度高、超强的耐点蚀、耐应力腐蚀能力，易于成型和焊接。
5、沉淀硬化系不锈钢
沉淀硬化不锈钢按其组织可分成马氏体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni4Cu4Nb为代表），半奥氏体沉淀硬化不锈钢（以0Crl7Ni7Al 和0Crl5Ni25Ti2MoVB为代表）和奥氏体加铁素体沉淀硬化不锈钢（以PH55A、B、C为代表）。这类材料是利用热处理后时效析出Cu、Al、Ti、Nb等的金属化合物来提高材料的强度。主要特点是：
l这种类型的不锈钢可借助于热处理工艺调整其性能，使其在钢的成型、设备制造过程中处于易加工和易成型的组织状态。半奥氏体沉淀硬化不锈钢通过马氏体相变和沉淀硬化，奥氏体、马氏体沉淀硬化不锈钢通过沉淀硬化处理使其具有高的强度和良好的韧性。
l铬含量在17%左右，加之含有镍、钼等元素，因此，除具有足够的不锈性外，其耐蚀性接近于18-8型奥氏体不锈钢。
四、不锈钢成分中合金元素的作用
一般情况下纯金属具有比较高的塑性，当加入其他合金元素后，形成单相固溶体时也有较好的塑性，如铁镍合金可形成连续固溶体，因此铁与镍在任意比例的情况下，合金的塑性都是很高的。
但在含有其它元素的条件下，形成不溶于固溶体或部分溶于固溶体的金属间化合物，使金属的塑性降低，因此合金的塑性比纯金属或单相固溶体的塑性差。
l铁（Fe）：是不锈钢的基本金属元素；
l铬（Cr）：是主要铁素体形成元素，铬与氧结合能生成耐腐蚀的Cr2O3钝化膜，是不锈钢保持耐蚀性的基本元素之一，铬含量增加可提高钢的钝化膜修复能力，一般不锈钢中的铬含量必须在12%以上；
l碳（C）：是强奥氏体形成元素，可显著提高钢的强度，另外碳对耐腐蚀性也有不利的影响；
l镍（Ni）：是主要奥氏体形成元素，能减缓钢的腐蚀现象及在加热时晶粒的长大；
l钼（Mo）：是碳化物形成元素，所形成的碳化物极为稳定，能阻止奥氏体加热时的晶粒长大，减小钢的过热敏感性，另外钼元素能使钝化膜更致密牢固，从而有效提高不锈钢的耐Cl-腐蚀性；
l铌、钛（Nb、Ti）：是强碳化物形成元素，能提高钢的耐晶间腐蚀能力。但碳化钛对不锈钢的表面质量有不利影响，因此在表面要求较高的不锈钢中一般通过添加铌来改善性能。
l氮（N）：是强奥氏体形成元素，可显著提高钢的强度。但是对不锈钢的时效开裂影响较大，因此在冲压用途的不锈钢中要严格控制氮含量。
l磷、硫（P、S）：是不锈钢中的有害元素，对不锈钢的耐腐蚀性和冲压性都会产生不利影响。
五、不锈钢的一般物理性质
1、热传导
v 不锈钢的热传递速度比较慢，例如：不锈钢的热传导率和铝相比430钢种为1/8，304钢种为1/13，与碳钢相比分别为1/2和1/4。
v 常温下与其它材料相比较的热传导率如表5-1所示。
2、线膨胀
v 与碳钢相比304钢种的线膨胀系数较大，430钢种的线膨胀系数稍小。另外，铝、铜的膨胀系数要比不锈钢大。
v 各种材料的线膨胀系数如表5-1所示。
表5-1 各种材料在常温下的热传导率和线膨胀系数
材料
热传导率（×102）W/(m×℃)
线膨胀系数（×10-6）/℃
银
4.12
19
铜
3.71
16.7
铝
1.95
23
铬
0.96
17
镍
0.84
12.8
铁
0.79
11.7
碳素钢
0.58
11
SUS430
0.26
10.4
SUS304
0.16
16.4
3、不锈钢的电阻器
与纯金属相比，合金的比电阻一般比较大，不锈钢也是如此，与它的构成元素Fe、Cr、Ni相比，电阻值明显要大。钢中的合金元素越多，电阻就越大，如304钢种要比430钢种大，310S钢种则更大。
表5-2 各种材料的电阻
材 料
比电阻（室温条件下）Ω×cm
导
体
纯
金
属
银
1.62×10-6
铜
1.72×10-6
铝
2.75×10-6
Ni
7.2×10-6
铁
9.8×10-6
Cr
17×10-6
合
金
青铜（锡-铜）
15×10-6
SUS430（铁-18%Cr）
60×10-6
SUS304（铁-18%Cr）-8%Ni
72×10-6
SUS310S（铁-25%Cr）-20%Ni
78×10-6
NiCr（nNi-Cr）
108×10-6
铁-Cr-铝合金
140×10-6
4、不锈钢的磁性
表5-3 各种材料的磁性性质
材料
磁性性质
透磁率m
SUS430
强磁性
-
铁
强磁性
-
Ni
强磁性
-
SUS304
非磁性（冷加工时有磁性）
1.5（65%加工）
SUS301
非磁性（冷加工时有磁性）
14.8（55%加工）
SUS305
非磁性
-
5、应变硬化指数（n）
v 应变硬化指数就是通常所说的n值，表示材料冷作硬化现象的一个指标，可以反映材料的冲压成形性能。
v 应变硬化指数大，显示材料的局部应变能力强，防止材料局部变薄能力强，使变形分布趋于均匀化，材料成形时的总体成形极限高。
6、冷加工诱变马氏体转变点Md(30/50)
1） 定义
v Md(30/50)=551-462(C+N)-9.2Si-8.1Mn-13.7Cr-29(Ni+Cu)-18.5Mo-65Nb
表示经30%的冷变形后生成50%马氏体的温度。
v 马氏体转变点Md(30/50)越低，在冷加工变形过程中诱变马氏体不容易产生，冷作硬化程度小，越有利于拉深成形。其中Ni含量对诱变马氏体转变点的影响是很明显的，Ni含量高，马氏体转变点降低，材料在冷变形过程中硬化程度小。
2） 产生原理
v 不锈钢的冷作硬化现象主要是由两种原因引起的：
一种是位错增多引起的加工硬化；
一种是组织转变（奥氏体转变为马氏体转变）引起的加工硬化。
v 对SUS430钢种而言，加工变形过程中不会发生组织转变，其冷作硬化现象全部是由位错的增多引起的。
v 304钢种在冷变形过程中两种硬化现象都存在，而且组织转变引起的硬化是主要的，这也是奥氏体不锈钢的冷作硬化现象比铁素体不锈钢要明显、加工硬化系数（n值）大的原因。
7、晶粒度（N）
1） 定义
晶粒度的物理意义可根据以下公式表示：
n=2N-1
n — 放大100倍时平均每161.25px2（1平方英寸）内所含晶粒数目
N — 晶粒度
2） 解释与应用
v 晶粒度N级别越高，单位截面积上的晶粒数越多，材料的晶粒就越细，强度越大。
v 晶粒较大时，有利于提高材料的塑性应变比（R），并降低屈强比和屈服伸长。但晶粒较大时，它们在材料表层取向不同，变形量差异比较明显，材料表面易出现“桔皮”现象。细化晶粒可减轻桔皮现象发生，但晶粒过细，R值会减小，屈强比和屈服伸长都会增大，不利于成形。
v 304钢种的晶粒度一般要求在7-9级之间。
六、不锈钢材料的基本性能
1、屈服强度（力学符号Rp0.2，英文缩写YS）
l Rp0.2=P0.2/F0
l P0.2—拉伸试样塑性变形量为0.2%时承受的载荷
l F0 —拉伸试样的原始截面积
v 材料的屈服强度小，表示材料容易屈服，成形后回弹小，贴模性和定形性好。
2、抗拉强度（力学符号Rm，英文缩写TS）
l Rm =Pb/F0
l Pb—拉伸试样断裂前承受的最大载荷
l F0—拉伸试样的原始截面积
v 材料的抗拉强度大，材料变形过程中不容易被拉断，有利于塑性变形。
3、屈强比（Rp0.2/Rm）
v 屈强比对材料冲压成形性能影响很大，屈强比小，材料由屈服到破裂的塑性变形阶段长，成形过程中发生断裂的危险性小，有利于冲压成形。
v 一般来讲，较小的屈强比对材料在各种成形工艺中的抗破裂性都有利。
表6-1 常见不锈钢材料的屈强比
钢种
Rp0.2 (N/mm2)
Rm (N/mm2)
屈强比
SUS304
300
670
0.45
SUS304(Cu)
295
640
0.46
SUS316
312
625
0.5
SUS316L
245
525
0.47
SUS430
350
510
0.69
SUS409L
241
410
0.59
4、延伸率（力学符号A，英文缩写EL）
v 延伸率是材料从发生塑性变形到断裂的总的伸长长度与原有长度的比值，即：
式中 A — 材料的延伸率（%）
L— 试样被拉断时的长度（mm）
L0— 拉伸前试样的长度（mm）
v 材料的延伸率大，就是材料允许的塑性变形程度大，抗破裂性好，对拉深、翻边、胀形各类变形都有利。
v 一般来说，材料的翻边系数和胀形性能（埃里克森值）都与延伸率成正比关系。
5、不锈钢的冲压性能
对应的材料的性能为胀形成形性能、翻边成形性能、扩孔成形性能和弯曲成形性能。要了解冲压成形性能首先要了解冲压成形工艺。 基本的冲压成形加工工艺有：拉深工艺、胀形工艺、翻边工艺（包括扩孔）、弯曲工艺。
1 ）拉深成形工艺
拉深是利用专用模具将冲裁或剪裁后所得到的平板坯料制成开口的空心件的一种冲压工艺方法。
其特点是板料在凸模的带动下，可以向凹模内流动，即依靠材料的流动性和延伸率成形。
2）胀形成形工艺
胀形是利用模具强迫坯料厚度减薄和表面积增大，以获取零件几何形状的冲压加工方法。
特点是坯料被压边圈压死，不能向凹模内流动，完全依靠材料本身的延伸成形。
3）翻边成形工艺
翻边是利用模具把坯料上的孔缘或者外缘翻成竖边的冲压加工方法。
在圆孔翻边的中间阶段，即凸模下面的材料尚未完全转移到侧面之前，如果停止变形，就会得到右图所示的成形方式，这种成形方式叫做扩孔，生产应用也很普遍。
4）弯曲成形工艺
弯曲成形是将板料、棒料、管料或型材等弯成一定形状和角度零件的成形方法，如图6-4所示。
Ø 一般的304薄板都不会产生弯曲开裂现象。
Ø 430钢种在板厚较厚时容易产生弯曲开裂现象。
Ø 七、不锈钢的腐蚀
不锈钢的不锈特性是由于钢板表面特殊的钝化保护膜，首先简单介绍一下不锈钢的耐蚀机理，即钝化膜理论。
所谓钝化膜就是在不锈钢表面有一层以Cr2O3为主的薄膜。由于这个薄膜的存在使不锈钢基体在各种介质中腐蚀受阻，这种现象称为钝化。这种钝化膜的形成有两种情况，一种是不锈钢本身就有自钝化的能力，这种自钝化能力随铬含量的提高而加快。另一种较广泛的形成条件是不锈钢在各种水溶液（电解质）中，在被腐蚀的过程中形成钝化膜而使腐蚀受阻。
一般不锈钢的腐蚀类型分为两类：均匀腐蚀、局部腐蚀，随着不锈钢在人们生活中的普及，派生出了新的腐蚀类型——“锈蚀”。
1、均匀腐蚀
均匀腐蚀是指裸露在腐蚀环境的金属表面全部发生电化学或化学反应，均匀受到腐蚀。这种腐蚀也可以测量其进行速度，也可以预测以后的腐蚀程度，设定安全系数，设定材料的使用期，所以它是众多腐蚀种类中最不危险的腐蚀，通常均匀腐蚀的腐蚀程度按照重量、厚度减少的多少来衡量。除了特殊环境以外，不锈钢的均匀腐蚀的速度极低，使用寿命长，维护费用低。
表7-1不锈钢耐蚀性的十级标准
耐蚀性评价
腐蚀率（mm/年）
等 级
完全耐蚀
＜0.001
1
很耐蚀
0.001-0.005
0.005-0.010
2
3
耐 蚀
0.010-0.05
0.05-0.10
4
5
尚耐蚀
0.10-0.50
0.50-1.00
6
7
欠耐蚀
1.00-5.00
5.00-10.0
8
9
不耐蚀
>10.0
10
如果在使用过程中要求保持镜面或尺寸精密的设备应选用1-3级的不锈钢；要求长期不漏或要求使用年限的设备，应选用2-5级；对于检修方便或寿命不需很长的设备可选用4-7级的不锈钢。对于年腐蚀率超过1mm的一般不选用。
2、局部腐蚀
局部腐蚀是指在腐蚀介质的作用下，钢的基体在特定的部位被快速腐蚀的一种腐蚀形式。这种腐蚀对设备的威胁极大，因此必须根据介质条件正确地选用不锈钢。局部腐蚀主要类型有：晶间腐蚀、点蚀、应力腐蚀、锈蚀等。
● 晶间腐蚀
晶间腐蚀多发生在中等浓度硫酸、高浓度硝酸和有机酸等酸性介质中发生。腐蚀形式是不锈钢基体的晶粒边界受到加速腐蚀。产生这种腐蚀的原因是晶界处贫铬造成的。
为了防止晶界贫铬提高抗晶间腐蚀能力，主要有两个办法：一是降低钢中的碳含量≤0.03%的超低碳不锈钢；二是向钢中添加钛或铌。
● 点蚀
点蚀是一种很危险的局部腐蚀，多发生在含有氯、溴、碘等水溶液中，产生小孔然后急剧进行腐蚀的现象，严重时会穿透钢板， 一般不能以重量减少多少来评价其腐蚀程度。
提高耐点蚀能力的措施主要有两方面，一是提高局部的耐点蚀能力，减少钢中的夹杂物，特别是硫含量；二是钢的基体抗点蚀能力，影响基体耐蚀性的合金元素主要是铬、钼、氮三个元素。
● 缝隙腐蚀
产生缝隙腐蚀的主要原因是设备内有缝隙，例如铆接、垫片或者设备内有死角等原因，介质在这些地方由于不流动，所以氯离子浓缩而加快腐蚀。
为了防止发生缝隙腐蚀，首先应尽量避免有缝隙的设计，或使缝隙敞开；其次提高耐缝隙腐蚀的能力，其中合金元素的影响与点蚀相同。
● 应力腐蚀
应力腐蚀的外貌是沿设备厚度的垂直方向呈树枝状的腐蚀，使设备开裂。产生应力腐蚀的条件除介质条件外，与设备在制造过程产生拉伸应力有直接关系。发生这种腐蚀的主要设备有热交换器、冷却器、蒸汽发生器、送风机、干燥机和锅炉等。
提高不锈钢耐应力腐蚀的措施：一是提高耐应力腐蚀指标△Ni；二是对设备进行消除残余应力的热处理。
3、锈蚀
不锈钢的耐蚀性能是近年来由于不锈钢作为装饰材料广泛应用而提出的新的耐蚀性指标。不锈钢作为建筑用的板、管等材料同时要具有装饰性和美观性。 影响不锈钢耐锈性能的因素与耐点蚀性的因素是完全相同的，主要取决于基体抗锈性和锈蚀源（夹杂物）的含量。
八、表面加工等级分类
目前，随着我国经济的快速发展，人民生产活水平不断提高，民用不锈钢已进入了各个不同的行业，特别是冷轧板的用量快速增加，在选材和选择表面加工等级方面都要按不同的要求合理选用，达到最经济、实用的目的。
来源：http://www.dzqsdz.com/html/news/industry/851.html
的抗拉强度:80~100MPa
常见铝合金：
防锈铝
5A50的抗拉强度:265MPa
3A21的抗拉强度:<167MPa
硬铝2A11的抗拉强度:370MPa
2A12的抗拉强度:390~420MPa
2A13的抗拉强度:315~345MPa
