不锈钢雕塑主材—不锈钢板介绍

        作为现代雕塑作品的创作材料，不锈钢占有着重要地位，不锈钢以其漂亮的外观、耐腐蚀的特性、不易损坏的优点，越来越受到人们的青睐。锅碗瓢盆、不锈钢雕塑 、建筑雕塑与装饰、装修居室等使用不锈钢的越来越多。 
        铁和钢是以含碳量的多少来区别的。含碳量在 2%以下的铁碳合金是钢，含碳量在 2%以上的则称之为铁。钢则因为既有韧性又有弹性还有刚性，被广泛应用。生活中所接触到的都是钢，只不过人们叫法不同。对于不锈钢来说，不管磁铁吸得上与否，只要符合其质量标准，都是不锈钢。因此，从冶金学的角度说，根本没有不锈铁之说。不锈钢抗腐蚀的主要元素是铬。铬元素含量在 10.5%以上的钢就不易生锈。冶炼时加入的合金元素不同，也就有了磁铁吸得上与吸不上的区别了。不锈钢一般是按组织结构分的，可以分为奥氏体、铁素体、马氏体等几大类。如果往钢水里加入了不同比例的铬镍等，炼成的奥氏体钢就是磁铁吸不上的不锈钢；如果往钢水里加入铬和少量镍（或不加镍），炼成的钢就是磁铁吸得上的不锈钢，也叫铁素体不锈钢；马氏体不锈钢主要合金元素是铬、铁和碳。不锈钢因含合金量不同分有100多种。除了奥氏体不锈钢磁铁吸不上外，铁素体、马氏体不锈钢都具有磁性。 
        镍元素在世界上储藏量很少，价格比较昂贵。因此，镍含量高的不锈钢在市场上价格也较高，而且磁铁还吸不上。其实，还有一种不锈钢磁铁是吸不上的。那就是高含锰少含镍或不含镍的不锈钢。
        不锈钢有100多种，特性和功能也不一样。一般做装饰雕塑、景观雕塑、不习惯雕塑选用奥氏体不锈钢。因为奥氏体不锈钢导热率低，用它做水壶、炒锅、饭锅就不合适，会多用不少的能源，还延长烧水做饭时间。用铁素体不锈钢做炒锅、饭锅、不仅有优良的耐蚀性，而且其导热性比奥氏体不锈钢高近一半。洗衣机内桶、热水器、洗菜盆等，只要与水接触的器皿都应选用铁素体不锈钢。有人抱怨不锈钢刀具不快，这是因为选用错了不锈钢。奥氏体不锈钢不能淬硬，不适合做刀具、刃具。采用马氏体不锈钢做的刀具可通过热处理，如淬火、回火改变不锈钢的硬度。
        通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。这种不锈性和耐蚀性是相对的。试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含水量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。不锈钢的分类方法很多。按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。
        不锈钢一般常用布氏、洛氏、维氏三种硬度指标来衡量其硬度。
        1、布氏硬度
        在不锈钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径来表示该材料的硬度，既直观，又方便。但是对于较硬的或较薄的钢材的钢管不适用。
        2、洛氏硬度
        不锈钢管洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小，故硬度值不如布氏法准确。
         3、维氏硬度
         不锈钢管维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，可用于测定很薄的金属材料和表面层硬度。它具有布氏、洛氏法的主要优点，而克服了它们的基本缺点，但不如洛氏法简便，维氏法在钢管标准中很少用。
        不锈钢管硬度检测方法
        不锈钢的硬度检测要考虑到它的力学性能，这关系到以不锈钢为原料而进行的变形、冲压、切削等加工的性能和质量。因此，所有的不锈钢管要进行力学性能测试。力学性能测试方法主要分两类，一类是拉伸试验，一类是硬度试验。
        拉伸试验是将不锈钢管制成试样，在拉伸试验机上将试样拉至断裂，然后测定一项或几项力学性能，通常仅测定抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率。拉伸试验是金属材料最基本的力学性能试验方法，几乎所有的金属材料，只要对力学性能有要求，都规定了拉伸试验。特别是那些形状不便于进行硬度试验的材料，拉伸试验成为唯一的力学性能检测手段。
       硬度试验是将一个硬质压头按规定条件缓慢压入试样表面、然后测试压痕深度或尺寸，以此确定材料硬度的大小。硬度试验是材料力学性能试验中最简单、最迅速、最易于实施的方法。硬度试验是非破坏性的，材料硬度值与抗拉强度值之间有近似的换算关系。材料的硬度值可以换算成抗拉强度值，这一点具有很大的实用意义。
        由于拉伸试验不便于测试，并且由硬度换算到强度很方便，因此人们越来越多地只测试材料硬度而较少测试其强度。特别是由于硬度计制造技术的不断进步和推陈出新，一些原来无法直接测试硬度的材料，如不锈钢管、不锈钢板和不锈钢带等，现在都已经可能直接测试硬度了。所以，存在一个硬度试验逐渐代替拉伸试验的趋势。
        锈钢雕塑材料的国家标准中大多数都同时规定了拉伸试验和硬度试验。对于那些不便于进行硬度试验的材料，例如不锈钢管就只规定了拉伸试验。在不锈钢标准中，一般都规定了布、洛、维三种硬度试验方法，测定HB、HRB（或HRC）和HV硬度值，规定三种硬度值只测其一即可。最新研制的便携式表面洛氏硬度计、管材洛氏硬度计，可以对薄至0.05mm的不锈钢板、 不锈钢带以及细至 4.8mm的不锈钢管进行快速、准确的硬度检测，使得过去在国内难以解决的问题迎刃而解。
        钢管硬度检测工具
        钢管的内径在6.0mm以上，壁厚在13mm以下的退火不锈钢管材，可以采用W-B75型韦氏硬度计，它测试非常快速、简便，适于对不锈钢管材做快速无损的合格检验。不锈钢管内径大于30mm，壁厚大于1.2mm的不锈钢管，采用洛氏硬度计，测试HRB、HRC硬度。不锈钢管内径大于30mm，壁厚小于1.2mm的不锈钢管，采用表面洛氏硬度计，测试HRT或HRN硬度。内径小于0mm，大于4.8mm的不锈钢管，采用管材专用洛氏硬度计，测试HR15T硬度。当不锈钢管内径大于26mm时，还可以用洛氏或表面洛氏硬度计测试管材内壁的硬度。不锈钢管常常运用制作各种异型不锈钢管子雕塑造型。    
        锈钢使用状态的金相组织，可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉淀硬化型不锈钢五类。现将各类不锈钢的特点简述如下：
① 铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主要合金元素。高铬钢有良好的抗高温氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蚀性，故其在硝酸和氮肥工业中广泛使用。高铬铁素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高，钢在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。
② 马氏体型不锈钢。铬是钢中的主要合金元素。通常用在弱腐蚀性介质，如海水、淡水和水蒸汽等中，使用温度小于或等于 580 ℃ 、通常作为受力较大的零件和工具的制作材料，由于此钢焊接性能不好，故一般不用作焊接件。 
 ③ 奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铬和镍。这类钢具有高的韧性、低的脆性转变温度、良好的耐蚀性和高温强度、较好的抗氧化性以及良好的压力加工和焊接性能。 ④ 铁素体 — 奥氏体型不锈钢。
⑤ 沉淀硬化型不锈钢。这类钢主要用于制造要求高强度和耐蚀的容器、结构件零件，也可用作高温零件，如汽轮机零件。
         钢通常按基体组织分为：
①铁素体不锈钢。含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高 ，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。
②奥氏体不锈钢。含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。
③奥氏体- 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。 ④马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。
（多来米）