不锈钢是从垃圾堆中捡来的吗（是的）(2)

不锈钢不锈之谜

钢铁在潮湿的空气或水中，会在其表面形成红褐色的铁锈，这就是俗称的铁锈。如果在钢中加入铬使其变成铬钢，钢就不会生锈。这是为什么呢？

原来，在元素周期表中，铁和铬的排列位置很接近。它们具有相似的电子层结构和相同的晶格类型，并且它们的原子可以在晶格中的任何位置被替换。正是这种结构变化导致了钢材性能的变化。具体来说，普通钢材与水作用后，其中的铁元素会与水形成水合氧化铁，即红褐色锈。但加入铬后，由于铬可以代替钢中的铁，它不会产生水合氧化铁的锈，所以它会变成耐腐蚀的不锈钢。

铬不锈钢可以通过在钢中添加铬来制造。同样，如果加入镍、锰、钛、铜以及位置稍远的钼、铝、硅和一些稀土元素，也可以制造出不同类型的不锈钢，这为开发多种不锈钢、扩大其应用范围创造了有利条件。

不锈钢中的“主角”

布里尔利发明不锈钢后，铬和镍被用作制造不锈钢的主要元素。例如，最常用的铬镍不锈钢含有18%的铬和8%的镍。这样，每年不锈钢生产中铬和镍的消耗量是相当可观的。然而，地球上铬和镍的储量不仅少而且分布不均。例如，铬主要储存在南非（占世界的70%）和津巴布韦（占世界的21%），而镍主要储存在加拿大、中国和俄罗斯。因此，铬和镍是许多国家的稀缺资源。

美国和日本缺乏铬和镍资源，这迫使它们致力于无铬镍不锈钢的开发。美国开发的锰（30%）铝（10%）不锈钢具有良好的耐海水腐蚀性和耐磨性。结果表明，在不锈钢中加入1%左右的硅，则具有较好的耐海水腐蚀性能，适合于电渣精炼。

铸态黄铜的硬度和抗拉强度均高于船用黄铜。因此，在船舶螺旋桨制造中，锰铝硅不锈钢已逐渐取代黄铜。日本开发的无铬镍不锈钢是在碳含量小于0.4%的锰铝硅不锈钢中加入微量钒、铌、氮制成的一种新型耐蚀不锈钢。这种耐海水腐蚀性好的不锈钢已广泛应用于船舶。

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