不鏽鋼(stainless steel)和碳鋼(carbon steel)的區別

不鏽鋼與碳鋼的主要區別在於，碳鋼中的主要合金元素是碳，而不鏽鋼中的主要合金元素是鉻。

不鏽鋼和碳鋼是鐵合金，屬於鋼的範疇。鋼的含碳量按重量計高達2%。我們可以根據不鏽鋼和碳鋼的合金元素和成分來區分它們。

什麼是不鏽鋼(stainless steel)？

顧名思義，不鏽鋼與其他鋼不同，是耐腐蝕的。在這種形式的鋼中，鉻的重量百分比至少為10.5%。不鏽鋼的耐蝕性是由於這種鋼中含有大量的鉻。在那裡，鉻形成了一個看不見的，薄的和粘附的氧化層，使表面鈍化。為了形成這種鈍化的氧化層，鋼應該含有足夠的鉻，我們需要把它保持在富氧的環境中。被動層通過覆蓋空氣和水來保護下面的金屬。另外，如果我們刮傷氧化層，它會自行癒合。因此，不鏽鋼的鉻含量應超過10.5%（按重量計）。

不鏽鋼(stainless steel)和碳鋼(carbon steel)的區別

圖01：不鏽鋼產品

除鉻和碳外，不鏽鋼還含有硅、磷、錳、硫、鎳和鉬。通常，不鏽鋼的碳含量在0.03-1%之間。當碳含量增加到該值以上時，可能會使Cr23C6鋼的不鏽鋼性能下降，而鉻含量的減少則會形成鈍化層。此外，根據不鏽鋼的晶體結構，我們可以將不鏽鋼分為奧氏體、鐵素體、馬氏體、沉澱硬化、雙相和鑄造。由於一些合金元素，不鏽鋼可以變成非磁性的。

什麼是碳鋼(carbon steel)？

除了不鏽鋼外，其他所有的鋼都是碳鋼。碳鋼的碳含量高達2%，錳含量高達1.65%，硅含量高達0.6%，銅含量高達0.6%。根據碳含量的不同，我們可以將這種鋼進一步分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。此外，這種合金的耐腐蝕性不如不鏽鋼。因此，我們不應該在腐蝕性環境中使用它，否則我們需要給它們塗上一層保護層。

除此之外，碳鋼比不鏽鋼便宜，因為它的主要合金元素是碳，而相對昂貴的鉻是不鏽鋼的主要合金元素。隨著碳含量的增加，這種鋼的形狀變得越來越硬，但它降低了延展性。我們可以通過熱處理改變這種鋼所需的機械性能。

圖02：碳鋼棒材

不鏽鋼和碳鋼在許多應用中都很有用，比如摩天大樓、橋樑、航空工業、採礦業、海洋工業、管道等。兩者都是韌性材料，我們有時將它們用於裝飾目的。取決於合金元素及其成分，它們的性質很容易變化。因此，必須根據應用要求選擇不鏽鋼或碳鋼。