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化学世界奇观
1.3.22 锅中奇才——不锈钢

锅中奇才——不锈钢

随着科学技术的进步和人民生活水平的提高,在家庭炊具中增添了一名新秀——不锈钢锅。这种锅可谓锅中奇才,与其他材料做成的锅相比,具有美观、耐用、耐热、不生锈等优点,因而愈来愈受到人们的青睐。

说起不锈钢来,还有一段偶然发明史。在第一次世界大战期间,英国军方委托一位科学家研制一种不易生锈的合金,以便用来制造枪管。他进行了多次试验都没有成功。一次,他研制出一种金属铬与钢的合金,经过实验认为仍不符合要求,便把它扔到了烂铁堆中。然而,几个月后,在清理烂铁堆时,奇迹发生了,那块铬钢光亮如新,而其他的铁都长满了锈。从此不锈钢也就应运而生了。

发展到今天,不锈钢已成为一个特殊钢系列。它是以铁和碳为基础的铁碳合金,只是出于耐腐蚀的特殊要求,使它含有更多的合金元素。通常加入的元素有铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、铜、钴等。不锈钢之所以不易生锈,是因为它含有较多的合金元素铬或镍。含铬的不锈钢称为铬不锈钢。铬的加入,能使金属表面生成一层很薄很致密的氧化膜,将金属与外界易发生化学反应产生铁锈的气体介质隔绝。含铬和镍的不锈钢叫铬镍不锈钢,这种钢由于加入了较多的铬镍合金元素,使它能抵御一些非氧化性介质的侵蚀。对于铬不锈钢来说,最低限度的含铬量为11.7%(重量百分比),含铬低于这个数量的钢,一般不能称为不锈钢。不锈钢的耐腐蚀性,一般与含铬量有关,含铬量越高,则耐腐蚀越强。详见下表。

含量比例表

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不锈钢

正因为不锈钢不易锈蚀,所以有着广泛应用,它不仅可以做家庭炊具,而且可以做许多化工设备,如合成氨工厂里便需要20多种具有不同性能的不锈钢。在手表中,不锈钢的重量差不多占60%以上。所谓“全钢手表”就是指它的表壳和后盖全是用不锈钢做的。不锈钢炊具花色品种日益增多,备受众多家庭宠爱。

要用好不锈钢炊具,须注意以下几点:①不锈钢炊具一般都经过工艺抛光,壁较薄。洗刷宜用质地柔软的布料,不可用细沙搓擦。避免同硬物碰撞,也不宜用旺火煎炒,以免食物烧焦。②洗涤不锈钢炊具切勿使用强碱性和强氧化性的化学试剂,如苏打、漂白粉、碱粉和次氯酸钙等。因为这些洗涤用品都是强电解质,与不锈钢接触会起电化学反应。也不要用不锈钢锅煎中药,因中药含有多种生物碱、有机酸等,长时间煮沸,不可避免地与之发生化学反应,降低了药物的效应。③不锈钢锅盆不可久放食盐、酱油、菜汤等,因为这些食物中也含有较多的电解质,时间一长就会像其他金属一样,与这些电解质发生化学反应,炊具被破坏,食物受污染。因此,平时使用不锈钢炊具,用后即要冲洗干净,保持其清洁光亮,延长使用寿命。

今天,我们已无法想象,如果没有不锈钢世界会是怎样一副模样。不锈钢的诞生,是冶金学在20世纪取得的最重要成就之一。在此基础上,迄今已有100多种不同类型的合金投入商业生产。当年,哈里·布雷诺预料到他从事的首创性工作将会满足飞机的燃气轮机的需要。但是他没有想到,到了50年代,冶金技术水平的提高会使人们对黑色冶金学的理解达到他那一代人所无法达到的深度;他也没想到,不锈钢和合金产品会有如此突飞猛进的发展。

改革开放以来,中国不锈钢需求增长非常快。2001年,中国就已经超过美国,成为世界不锈钢第一消费大国。近几年更是取得了长足的发展,中国在世界上的地位也迅速提高。

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不锈钢

受国际金融危机、产能供大于求和镍价持续下跌的影响,2008年国内不锈钢产量和表观消费量出现负增长,但仍居世界首位。2008年,工业用不锈钢材料研制开发应用取得重要成果,双相不锈钢产量达到2万吨,同比增长2倍。2008年,国内不锈钢生产企业与用户共同开发新产品的趋势更加明显,研发产品的目标更加明确。在核电、石化等许多对使用材料条件要求更为苛刻的领域内,不锈钢已经不能满足这些特殊用户的需求,不锈钢材料正在向耐蚀合金扩展。

不锈钢材未来应用领域不断扩大。消费结构上,大客车、地铁、高速铁路用车等公共交通运输工具也广泛采用了不锈钢。中国家电行业是不锈钢应用潜在的大市场。此外,不锈钢在水工业、建筑与结构业、环保工业、工业设施中的需求也将逐年上升,不锈钢行业的发展具有广阔的发展空间。