本文系统梳理不锈钢的材料体系,按金相组织分为奥氏体、马氏体、铁素体、双相及沉淀硬化五大类,详细解析各类不锈钢的核心特性与典型用途。通过对照表清晰呈现中国 GB、美国 ASTM、日本 JIS、德国 DIN 等国际标准的牌号对应关系,重点标注 304、316、430、2205 等常用牌号的成分差异与应用场景。同时阐述铬、镍、钼、碳等关键元素对不锈钢性能的影响,并强调标准差异、应用匹配及表面处理等注意事项,为材料选型、工程应用及标准对照提供全面参考。
不锈钢按金相组织可分为五大类,其结构与性能差异决定了适用场景的不同:
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奥氏体不锈钢(以 300 系列为主)
核心特性:无磁性,耐蚀性优异,韧性好,可焊接;含铬≥18%、镍≥8%,常温下为奥氏体单相组织。
典型用途:食品设备、化工容器、医疗器械、餐具等(代表牌号:304、316)。
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马氏体不锈钢(以 400 系列为主)
核心特性:有磁性,高强度、高硬度,可通过热处理强化;含碳量较高(0.1%-1.0%),耐蚀性低于奥氏体。
典型用途:刀具、轴承、模具、外科手术刀等(代表牌号:410、440C)。
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铁素体不锈钢(以 400 系列为主)
核心特性:有磁性,耐蚀性优于马氏体,导热性好,成本较低;含铬 11%-30%,无镍或低镍,常温下为铁素体单相组织。
典型用途:家电外壳、建筑装饰、汽车排气管等(代表牌号:430)。
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双相不锈钢(2205、2507 等)
核心特性:奥氏体 + 铁素体双相结构(各占 50% 左右),高强度(抗拉强度≥600MPa)、耐蚀性优异,尤其耐点蚀和缝隙腐蚀。
典型用途:化工设备、海洋工程、海水淡化装置等(代表牌号:2205、2507)。
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沉淀硬化不锈钢(17-4PH 等)
核心特性:高强度(抗拉强度可达 1300MPa),耐蚀性较好,可通过沉淀硬化处理强化。
典型用途:航空航天紧固件、高压容器、弹簧等(代表牌号:17-4PH)。
| 中国 GB 牌号 |
美国 ASTM/UNS |
日本 JIS |
德国 DIN |
国际 ISO |
主要特性及用途 |
| 06Cr19Ni10(304) |
304/S30400 |
SUS304 |
X5CrNi18-10 |
X5CrNi18-10 |
通用耐蚀钢,无磁性、耐酸碱,用于食品设备、化工容器 |
| 07Cr19Ni10(304L) |
304L/S30403 |
SUS304L |
X2CrNi18-9 |
X2CrNi18-9 |
低碳版 304,焊接后耐晶间腐蚀,用于压力容器、管道 |
| 06Cr17Ni12Mo2(316) |
316/S31600 |
SUS316 |
X5CrNiMo17-12-2 |
X5CrNiMo17-12-2 |
含钼 2%,耐海水、耐酸,用于海洋工程、医疗器械 |
| 022Cr17Ni12Mo2(316L) |
316L/S31603 |
SUS316L |
X2CrNiMo17-12-2 |
X2CrNiMo17-12-2 |
低碳版 316,耐晶间腐蚀更优,用于高纯度化工设备 |
| 06Cr25Ni20(310S) |
310S/S31008 |
SUS310S |
X5CrNi25-20 |
X5CrNi25-20 |
高温耐氧化(可耐 1000℃),用于锅炉、热交换器 |
注:GB 标准中 “06Cr”“07Cr” 前缀代表碳含量(如 06Cr≈≤0.08% C,07Cr≈≤0.07% C);“L” 为低碳标识(Low Carbon),优化焊接后耐晶间腐蚀性。
| 中国 GB 牌号 |
美国 ASTM/UNS |
日本 JIS |
德国 DIN |
国际 ISO |
主要特性及用途 |
| 12Cr13(410) |
410/S41000 |
SUS410 |
X10Cr13 |
X10Cr13 |
低碳马氏体,强度中等,用于刀具、阀门零件 |
| 20Cr13(420) |
420/S42000 |
SUS420J1 |
X20Cr13 |
X20Cr13 |
中碳马氏体,硬度 HRC40-50,用于外科手术刀、模具 |
| 30Cr13(420J2) |
420/S42000(部分等同) |
SUS420J2 |
X30Cr13 |
X30Cr13 |
高碳马氏体,耐磨性优,用于剪刀、餐具 |
| 95Cr18(9Cr18) |
440C/S44004 |
SUS440C |
X105CrMo17 |
X105CrMo17 |
高碳高铬,硬度 HRC56-60,用于轴承、高耐磨刀具 |
注:马氏体不锈钢碳含量越高(410<420<440C),硬度和耐磨性越强,但耐蚀性和韧性逐渐降低。
| 中国 GB 牌号 |
美国 ASTM/UNS |
日本 JIS |
德国 DIN |
国际 ISO |
主要特性及用途 |
| 10Cr17(430) |
430/S43000 |
SUS430 |
X6Cr17 |
X6Cr17 |
通用铁素体钢,耐蚀性优于马氏体,用于家电外壳、建筑装饰 |
| 00Cr17(430LX) |
430L/S43020 |
SUS430LX |
X6CrMo17 |
X6CrMo17 |
低碳版 430,耐晶间腐蚀,用于汽车排气管、耐热部件 |
| 中国 GB 牌号 |
美国 ASTM/UNS |
日本 JIS |
德国 DIN |
国际 ISO |
主要特性及用途 |
| 00Cr22Ni5Mo3N(2205) |
2205/S31803 |
SUS329J3L |
X2CrNiMoN22-5-3 |
X2CrNiMoN22-5-3 |
双相比例均衡,高强度 + 耐蚀,用于化工管道、海洋平台 |
| 00Cr25Ni7Mo4N(2507) |
2507/S32750 |
SUS32750 |
X2CrNiMoN25-7-4 |
X2CrNiMoN25-7-4 |
高铬钼镍,耐点蚀性优异,用于海水淡化、石油化工 |
| 中国 GB 牌号 |
美国 ASTM/UNS |
日本 JIS |
德国 DIN |
国际 ISO |
主要特性及用途 |
| 07Cr17Ni7Al(17-4PH) |
17-4PH/S17400 |
SUS630 |
X5CrNiAl17-7 |
X5CrNiAl17-7 |
沉淀硬化后强度达 1100MPa,用于航空紧固件、高压阀门 |
不锈钢的性能由化学成分决定,核心元素作用如下:
- 铬(Cr):不锈钢耐蚀性的 “核心元素”,含量≥10.5% 时可在表面形成钝化膜(Cr₂O₃),阻止腐蚀;含量越高(如 310S 含 Cr25%),耐氧化和高温性能越强。
- 镍(Ni):稳定奥氏体结构的关键元素,提升韧性、塑性和耐蚀性;304 含 Ni8%-10%,316 含 Ni10%-14%,镍含量越高成本越高。
- 钼(Mo):显著提升耐点蚀、耐缝隙腐蚀能力,尤其在含氯离子环境(如海水、化工溶液)中作用突出;316 含 Mo2%-3%,是其耐海水性优于 304 的核心原因。
- 碳(C):提升强度和硬度,但过高会降低耐晶间腐蚀性(碳与铬结合形成 Cr₂₃C₆,消耗铬元素);低碳型号(如 304L、316L)通过降低碳含量优化焊接性能。
- 氮(N):双相不锈钢的关键元素,增强强度和耐蚀性,稳定奥氏体相比例(如 2205 含 N0.14%-0.20%)。
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国际标准差异
- 中国 GB 标准注重碳含量细分(如 06Cr、07Cr 前缀),便于精准匹配焊接和耐腐蚀需求;
- 美国 ASTM 以数字系列(300/400)命名,UNS 编号(如 S30400)为国际通用标识;
- 日本 JIS 以 “SUS + 数字” 命名(如 SUS304),与美标兼容性较高,常用于进口设备对照。
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应用场景匹配
- 食品接触场景:优先选 304(性价比高)或 316(高耐蚀需求,如婴儿餐具);
- 高耐磨场景:选 440C(刀具、轴承)或 420J2(剪刀);
- 海洋 / 化工环境:316L(耐海水)、2205(高强度 + 耐蚀);
- 高温场景:310S(耐 1000℃高温)、430(家电耐热部件)。
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表面处理选择
- 2B 板:冷轧后退火酸洗,表面平滑,适合食品设备、装饰;
- BA 板:光亮退火,表面镜面效果,用于高端装饰、医疗器械;
- 拉丝面:哑光质感,耐磨易清洁,用于家电、厨具;
- 蚀刻 / 镀膜:增强装饰性或功能性(如抗菌涂层)。