白鐵 不鏽鋼

白鐵 不鏽鋼
  此条目的主題是鍍鋅的鐵或鋼。关于一種不易生鏽的鋼鉻合金,請見「不鏽鋼」。

白鐵 不鏽鋼

一般俗稱不銹鋼為白鐵,但白鐵不一定就是指不銹鋼,有些加工廠的老板會特別指正這點,因為除了不銹鋼,還有另一種鍍鋅鐵也被稱為白鐵,所以一般加工廠都會特別問編號以茲區分。

不鏽鋼最重要的合金材料就是鉻,它會形成有一層氧化鉻(Cr2O3)來阻絕空氣避免生鏽(氧化),而再例如SUS304有添加鎳(Ni),更加強金屬的耐腐蝕度以及強度;若是316還添加了鉬(Mo),不論在硬度、強度、耐腐蝕度上就更強悍,更不易生鏽,因此常聽見的18-8不鏽鋼是目前是佔最大的不鏽鋼,也是食品類佔了70%以上市場的不鏽鋼。因此挑選不鏽鋼的時候,最重要的是了解其合金的比例,而不是看到不鏽鋼就安心,買錯了還是很會生鏽的。

由於合金的金屬含量不同,測試不銹鋼等級最簡單的方式就是磁鐵吸吸看,吸得住就可能是鍍鋅鋼板或是較低階的400系不鏽鋼,吸不住的就可能是較高階的300系不鏽鋼。一般回收商也都用磁鐵測試若吸得起來,就當一般廢鐵來回收(SUS 4xx 系列)市售常見的是 SUS 304 系,磁吸測試雖非絕對正確,但仍足以汰除不良的贗品(易氧化品)。

另見[编辑]

  • 镀锌
  • 鐵皮屋
  • 不鏽鋼

參考[编辑]

目錄

摘要

台灣最常見的鐵工件為不鏽鋼材料,又常被稱為白鐵。舉凡俗稱的五金材料、緊固件,使用在交通運輸、建築裝潢、餐廚用具和醫療用品都會用到不鏽鋼的材料,為生活中常見的鐵基材元件。而近期能邁的客戶在使用不鏽鋼的過程發生耐候性、耐腐蝕性不佳而開始解決不鏽鋼品質問題,在這邊列出3項不鏽鋼生鏽的3大問題。

不鏽鋼(俗稱白鐵)種類

按照化學合金成分的差異可以簡單分為2種類

  • 鎳鉻系
    在鐵基材的情況下以添加鎳、鉻兩種元素為主,同時滿足添加鎳元素超過2.5%、鉻元素約在16%~20%範圍左右稱知鎳鉻系不鏽鋼。兩種元素添加到到一定量之後使鐵基材不具有磁性,能抗高溫腐蝕、因此用途最為廣泛,在不鏽鋼各種類型中鎳鉻系不鏽鋼使用量超過整體不鏽鋼的一半以上,尤其是300系的奧斯田鐵系更是日常生活常見的。
  • 鉻系
    鐵基材的情況下,成分中不含鎳或是鎳含量小於2.5%者稱之為鉻系不鏽鋼。通常為400系不鏽鋼為主,由於不含鎳的關係因此具有磁性,對於氯化物(NaCl)得抗蝕性較佳。但耐腐蝕性較鎳鉻系不鏽鋼差,通常以麻田散鐵系和肥粒田鐵系為主。

常用白鐵(即不鏽鋼)的分類

白鐵 不鏽鋼

不鏽鋼(俗稱白鐵)材料常見3大問題

  1. 收到不對的牌號:例如購買304工件但進料時收到的料為201或是303等非304的工件。
  2. 生鏽:造成生鏽的4大原因為
    • 電化學腐蝕破壞表面鉻薄膜層
    • 有機酸作用破壞表面鉻薄膜層
    • 化學腐蝕破壞鉻薄膜層
    • 鉻、鎳等元素濃度沒達到標準造成防鏽能力不佳
  3. 腐蝕:造成腐蝕的2大原因為
    • 使用不對的牌號:例如原本需要使用316的工件卻拿到304工件使用造成防腐蝕能力不佳。
    • 鉻、鎳、鉬等元素濃度不足造成防腐蝕能力不佳。

白鐵 不鏽鋼

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這篇帶你ㄧ看就懂!!(圖文解說)

何謂不鏽鋼?

就是我們台灣俗稱的「白鐵」,而所謂「不鏽」是指比ㄧ般鋼材較不易生鏽,並不是不會生鏽喔!!!
不鏽鋼是由不同金屬(碳、鐵、鉻、鎳、錳、鉬等)依不同含量組合而成之合金鋼,其中鉻含量須至少有10.5%,才稱的上是真正的不鏽鋼。不同的金屬比例所製作出來的不鏽鋼用不同的編號分類,因使用目的不同,各系列原料組成也會不同。

不鏽鋼不易生鏽是因為.....

因為鉻(Cr)會在鋼表面上形成一層透明緻密的氧化鉻保護膜,可防止氧氣與鐵接觸。鎳(Ni)可促進保護層重新生成,然而一般產品標示看到的18-8或18-10,其實就是指鉻(Cr)跟鎳(Ni)的含量比例,若不鏽鋼中含鉬(Mo),則在氯化物存在時能有效穩定薄膜,快速的修復表面具抗腐蝕能力。因此挑選不鏽鋼最重要是了解不鏽鋼的比例,而不是數字越大越好。
早期台灣不鏽鋼食品容器具所使用的材料多屬300與400系列不鏽鋼材,最常見的為304、316、403、410與430等鋼材,近幾年來開發出以錳取代鎳的200系列不鏽鋼,例如202與205鋼材。
 

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元素 功 用 特 性
鉻(Cr)  抗氧化,表面會形成一層氧化鉻保護膜,可防鏽
鎳(Ni)  抗酸鹼材質
錳(Mn)  可降低成本
鉬(Mo)  硬度強度更高,更耐腐蝕,價格較高

元素功用特性對照表

市售標示200、300、400系列不鏽鋼材有何不同?

三種系列鋼材皆含錳,其中200系列之錳含量百分比較高,400系列鋼材鎳含量百分比最低。因此,各系列鋼材之耐鏽性不同。
工業不鏽鋼多為200系列,304、430不鏽鋼則屬食品級,316不鏽鋼則為醫療級。其中鎳(價格高)的含量多寡為耐腐蝕與價格差異的主因。

白鐵 不鏽鋼

200系列不鏽鋼 :工業級  
是在第二次世界大戰期間因為鎳金屬供應不足而發展出來的,將鎳含量減半,改用較便宜的錳取代,用之作為300系列的替代鋼。具有基本的硬度及耐腐蝕度,價格較低廉,相對也較容易腐蝕。屬於工業級不鏽鋼,適用於鐵窗、鐵門、梁柱等。
300系列不鏽鋼 :食品級
具有高含量的鉻、鎳,在硬度、耐腐蝕及加工上取得最佳平衡,堅固耐用,是餐具類首選,應用最廣的。
304不鏽鋼屬於食品級不鏽鋼,可能因為加工而有弱磁性,但不可能是強磁性。適用於餐具、耐蝕容器、家俱、欄杆、醫療器材等。
316不鏽鋼含鉬(Mo),所以更耐腐蝕、更堅固、價格也更高,完全沒有磁性,屬於醫療級不鏽鋼。適用於外科手術器材、肥料生產設備、食品工業、沿海設施、高價鍋具等。
400系列不鏽鋼 :食品級
是單純的鐵鉻合金,不含鎳或低鎳不鏽鋼,較300系列容易生鏽,價格較低,但好處在於容易加工且有較好的硝酸抗腐蝕能力,有磁性,所以可以用來區別304、316不鏽鋼。
430不鏽鋼因為有較好的硝酸抗腐蝕能力,在汽車飾件與相關零組件應用最廣,也常用於廚房用具、洗碗機、洗衣機內層。

對不鏽綱有了基本認識後,再為大家說明

204、304不鏽鋼材有什麼不同??

因組成比例不同,204不鏽鋼比304不鏽鋼容易生鏽,也因此204不鏽鋼價格較便宜,所以一般204不鏽鋼常當作304不鏽鋼的替代品,如果在一般環境使用下僅考慮成本204不鏽鋼是最好的選擇,但如果使用上有耐腐蝕需求則建議選擇304為佳。

然而大家對於食安問題與餐具選擇常有疑慮,在此特別整理關於重金屬錳的資訊。

錳元素對人體的影響為何?

錳其實是人體代謝所必需的微量礦物質,錳元素及其化合物廣泛地存在於自然界中,包括土壤、岩石、空氣、水及動、植物體內,僅約3~5%會經由吸入或消化道吸收。含錳豐富的食物包括榖類、堅果與種子類、豆類及水果類,藥品如制酸劑、瀉劑等也含有錳。錳缺乏會引起骨質疏鬆及生長遲緩等症狀,過量可能引發神經系統相關疾病。

使用200系列不鏽鋼食品容器具需要擔心錳溶出的問題嗎?

雖然網路上有許多關於200系列不鏽鋼會析出錳有許多疑慮,但跟據食品藥物管理署所公告: 101年針對不同材質不鏽鋼錳之溶出試驗結果,
若以4%醋酸為溶媒(置於60C,30分鐘)、200系列鋼材錳溶出量最高為4.39 ppm(mg/kg)為例 :

喝一碗約200 g湯品(以200系列不鏽鋼容器盛裝),僅攝取0.88 mg錳,遠低於日常生活食用一碗糙米飯(以80g糙米計算)所攝取之錳(3.77 mg)。
所以200系列不鏽鋼在正常使用情形下,不會因為冷熱溫度或酸鹼值而溶出超標的重金屬,大家不用太過擔心,但由於防鏽效果差,因此較少作為餐具用途,建議在購買餐具時可以留意。

補充:以下提供各型號不鏽鋼可查詢其主要功能:

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200系列 
型號201 成本較低廉,鎳含量極低,防鏽效果差,含高成分錳以增加延展性。常應用在工業使用的工業級不鏽鋼,如鐵窗、鐵門、樑柱、鐵路車輛等。
型號202 具基本的抗酸鹼能力,因價格較低,常成為304不銹鋼的代用品,加熱後容易析出錳,不適合做為餐具。
300系列
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,由於含碳量相對較高,因而強度更好。
型號302B 是一種含矽量較高的不鏽鋼,它具有較高的抗高溫氧化性能。
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 / 10兩種不鏽鋼 。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。
型號304L 與304相同特性,但含碳量低故更耐蝕、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304N 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305 / 384 含有較高的鎳,其加工硬化率低,適用於對冷成型性要求高的。
型號309 比304有更好的耐溫性。
型號309S 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310S 鉻、鎳含量較高,故耐熱、抗氧化性最佳,產品如:熱交換器、鍋爐零組件、電機設備。
型號316 第二個最廣泛應用的鋼種,主要用於食品工業和外科手術器材,因添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由於較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。用於化學、海邊等易腐蝕環境、船舶裝配、建材。
型號316L 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 因為添加了鈦元素降低了材料焊縫鏽蝕的風險,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
型號408 耐熱性好,弱抗腐蝕性。
型號409 最廉價的型號,適於焊接,通常用作汽車排氣管、石油設備。
型號410 耐磨性好,抗腐蝕性較差,適於幫浦。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,因而改善了材料的加工性能。
型號420 含較高碳、硬度、強度更高,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 含碳量低,有良好的成型性,但耐溫性和抗腐蝕性差,具磁性。適於扣接件、餐具、家具用品。
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,硬度可以達到58HRC,屬於最硬的不鏽鋼。最常見的應用例子就是「剃鬚刀片」。
500系列: 耐熱鉻合金鋼。
600系列
型號630 最常用的沉澱硬化不鏽鋼型號,通常也叫17-4。


參考資料: 維基百科/ 衛服部食品藥物管理署-不鏽鋼食品容器具_Q&A/ 食藥署說200系不鏽鋼OK醫師建議304