316L不锈钢管材

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什么是抗菌不锈钢及其特点

作者:316lbxgbxs 来源:原创 日期:2014-6-30 14:20:59 人气:

什么是抗菌不锈钢及其特点

氮对316L晶粒尺寸和力学性能的影响
 为保证其抗局部腐蚀性能,核电用316L不锈钢碳含量必须控制在很低的水平,以减少碳化物析出带来的局部腐蚀问题,而降低碳含量在提高耐蚀性的同时却导致强度显著下降,并且会降低奥氏体组织的稳定性,致使其在大变形后容易发生应力诱发马氏体转变,降低材料的塑、韧性。近年来,氮已成为镍铬奥氏体不锈钢的重要合金元素,与其他合金元素相比,在295K温度时氮对铬镍奥氏体不锈钢的强化作用最显著。

  西安建筑科技大学的学者通过金相显微镜、SEM、TEM等设备研究了固溶处理条件下不同氮含量(0、0.095%、0.14%、0.21%,质量分数,下同)对第3代核电主管道用316L不锈钢显微组织及室温力学性能的影响。结果表明,氮的加入可细化316L不锈钢晶粒尺寸,且含氮0.095%时对晶粒细化作用最显著,氮作为合金元素能够抑制316L不锈钢组织中σ、χ相的析出,并提高316L不锈钢的强度、硬度,降低断后伸长率,但对颈缩率影响不显著,当氮含量为0.14%时,试验钢具有最佳的韧性。
  抗菌不锈钢以不锈钢为载体,添加一些抗菌金属元素作为抗菌剂,使之兼具不锈钢的耐蚀性能和优良抗菌性能。抗菌不锈钢按其制造方法的不同,大致分为:表面涂层抗菌不锈钢、复合抗菌不锈钢板、表面改性抗菌不锈钢及添加抗菌金属元素的合金型抗菌不锈钢。本文主要介绍应用较为广泛的合金型抗菌不锈钢。

  合金型抗菌不锈钢是通过在炼钢时添加抗菌金属元素,再经过特殊的热处理加工,从而使抗菌不锈钢自表面到内部都均匀分布着抗菌元素的析出相。按照加入抗菌金属元素的不同可以分成含铜或含银抗菌不锈钢等。

  含铜抗菌不锈钢是在冶炼过程中添加了比常规不锈钢多一定量的铜,再将该不锈钢进行特殊的热处理,使不锈钢基体中均匀弥散分布着可产生良好抗菌效果的铜析出相。20世纪90年代,日本日新制钢公司首先成功开发出含铜的铁素体抗菌不锈钢、含铜马氏体抗菌不锈钢和含铜奥氏体抗菌不锈钢。其中含铜铁素体抗菌不锈钢对于各种细菌都具有很好的抗菌效果,特别是对黄色葡萄球菌、大肠杆菌和绿膜菌的灭菌率高达99%至100%。

  含银抗菌不锈钢制备工艺不同于含铜抗菌不锈钢,不需要特殊的抗菌热处理就能确保其抗菌性。银是抗菌性能很强的金属元素,大约是铜的100倍,添加少量的银就能使不锈钢具有良好的抗菌性能。但生产含银不锈钢对不锈钢冶炼工艺较难控制。宝钢通过在不锈钢的冶炼过程中添加合金的方法,得到了使用性能和抗菌性能兼优的含银抗菌不锈钢,从而提出了另一种有效解决含银抗菌不锈钢冶炼问题的方法。

  近几年,宝钢也在积极研发抗菌不锈钢,已经申请了多项发明专利,并于2009年初成功实现了含铜铁素体抗菌不锈钢的工业化批量生产,推出了铁素体抗菌不锈钢的冷、热轧板产品,其抗菌性能优良,各项使用性能均达到或超过同类型常规不锈钢。

  抗菌不锈钢的制备方法各有其优缺点,但对生产设备和制备技术要求较高,很难实现大量生产,且成本偏高。此外在产品的深加工和使用过程中,表面的抗菌层容易磨损脱落,抗菌性就丧失了,因此不适合在高摩擦的场所使用,而且抗菌层的脱落还会破坏不锈钢表面的光洁度和清洁感。合金型抗菌不锈钢由于基体中整体添加了抗菌金属元素,虽然提高了制造成本,但其抗菌性能好,经磨损后仍保持优良的抗菌性,且其生产工序与一般不锈钢相近,可以生产尺寸较大及形状复杂的板、线、管等,也可加工成结构复杂的产品,未来的市场前景较好。

  合金型抗菌不锈钢的产品优点:对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见病菌均具有良好的杀菌效果;长期使用及表面磨损后仍保持良好的抗菌性能;在食品安全性和人体安全性方面完全符合相关技术标准;力学、耐腐蚀、冷热加工、焊接等性能与原钢种基本相当;与常规不锈钢相比含铜抗菌不锈钢成本增加约10%至20%左右,含银抗菌不锈钢成本增加约20%至40%左右。

  近年来,抗菌不锈钢应用于餐厨具、家电、食品工业、医疗器械等方面,其未来的开发和应用前景必将十分广阔。