上周一位正在装修的朋友吐槽：“给厨房换一套新的水槽龙头，老板说‘用304不锈钢’，结果邻居又说‘316更耐腐蚀’，到底差在哪？”这则对话，正是我们今天要聊的“工业品基础材料”话题。从铁到不锈钢，它们如何悄悄决定了建筑的寿命、工具的性能，甚至你家龙头的“抗锈力”。
不锈钢水槽龙头
1、黑色金属材料：工业的中流砥柱
黑色金属材料主要指铁和以铁为基的合金，占全球产量的90%以上，包括生铁、铸铁、碳钢以及各种用途的合金钢等，广义上还涵盖铬、锰及其合金。多数化工机械设备便是用铸铁和碳钢制成。钢铁材料之所以应用广泛，源于其出色的综合性能与相对亲民的成本。
生铁：高炉产品，碳3%~5%，脆而硬，90%用于炼钢。
铸铁：碳＞2%，抗压高、减震好，机床床身、井盖常见灰铸铁HT200，硬度≈200 BHN
钢：碳0.02%~2.1%，可轧制、焊接、热处理，2023年全球粗钢产量18.9亿吨。
铁路
2、碳钢三兄弟：性能、用途及热处理
碳钢，是碳质量分数处于 0.02% ~2.1% 之间，且未特意添加合金元素的铁碳合金 。因其冶炼便捷、成本低廉，性能又能契合一般工程构件、机械零件和工具的使用需求，在工业中得到了极为广泛的应用。
3、合金钢：给钢“加料”的魔法
合金钢是在碳钢的基础上，特意加入一种或多种合金元素的钢种 提升钢的强度、耐热、耐磨性能，使其能满足各种复杂工况和高端领域的需求。
镍钢（3.5-5%Ni）：韧性高，用于飞机起落架。
铬钢（含Cr 0.5-1.5%）：耐磨，轴承滚道常用GCr15。
铬钒钢：强度-重量比优，制造高质量扳手、套筒。
钼钢：耐高温，石油裂化管常用15CrMoG，可在540℃长期使用
4、不锈钢：防锈的“家族谱”
不锈钢是指在大气、水、酸、碱、盐等腐蚀性介质中具有高化学稳定性，不易生锈的合金钢 。其优异的耐腐蚀性源于铬、镍等合金元素的作用，这些元素在钢的表面形成一层致密的氧化膜，阻止了内部金属与外界腐蚀介质的接触。
不锈钢
铁素体不锈钢：以铬为主要合金元素，铬含量一般在 11% - 30% 。铁素体不锈钢具有良好的耐氧化性介质腐蚀性能，在硝酸等氧化性酸中表现出色，且具有较好的热加工性能和抗应力腐蚀性能 。但它的强度相对较低，塑性和韧性在低温下会有所下降。常用于制造对强度要求不高，但需要良好耐腐蚀性的化工设备，如硝酸生产中的热交换器、管道等 。
奥氏体不锈钢：典型的如 304、316 等牌号，以铬、镍为主要合金元素，铬含量一般在 18% 左右，镍含量在 8% - 14% 。奥氏体不锈钢具有优良的综合性能，包括良好的耐腐蚀性（在多种腐蚀性介质中均表现出色，如海水、有机酸等）、高温强度、塑性和韧性，无磁性，加工性能良好 。在建筑装饰领域，常被用于制作楼梯扶手、栏杆等；在食品、医疗行业，用于制造食品加工设备、医疗器械等，如医院的手术器械、食品饮料的储存罐等，因其不会对食品和医疗环境造成污染，且能长期保持良好的性能 。
马氏体不锈钢：含有较高的碳和铬，碳含量一般在 0.1% - 1.0%，铬含量在 12% - 18% 。马氏体不锈钢具有较高的强度、硬度和耐磨性，经过淬火和回火处理后，可获得良好的综合力学性能 。但其耐腐蚀性相对铁素体和奥氏体不锈钢略逊一筹。常用于制造要求较高强度和耐磨性，同时对耐腐蚀性有一定要求的零件，如汽轮机叶片、刀具等 。例如，汽轮机叶片在高速旋转过程中，既要承受高温高压蒸汽的冲击，又要具备一定的耐腐蚀性，马氏体不锈钢能够满足这些要求，确保叶片长期稳定运行。
回顾开头的故事，304已能满足厨房环境；316多2%Mo，对抗沿海地区氯离子更优，故价格略高。
从摩天大楼的钢筋到厨房里的不锈钢水槽，黑色金属家族以“成分+热处理”的组合拳，为工业与生活提供安全、耐久的材料解决方案。下次再听到“304还是316”，你就能秒懂背后的材料科学！
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