生活中有很多東西材質都是不鏽鋼的,尤其是每天都要用到的廚具,鍋鏟、湯勺、電水壺、洗菜盆等等。一般我們認為只要表面光滑光亮的,不怎麼生鏽的就是不鏽鋼,除此之外對不鏽鋼並沒有更多的了解與認識。
然而,如果家裡的廚具,尤其與食物接觸的,用到的是劣質不鏽鋼其實是有一定危險的!危險在哪咱們等會再說,先來了解下常見的不鏽鋼都有哪些?有什麼區別?
正如標題所說,304就是好一點的食品級不鏽鋼,常見的還有一種劣質不鏽鋼叫201,常被黑心商家用來冒充304。因為這兩種不鏽鋼外表相似,但304的成本要比201高很多。
從生產角度看,不鏽鋼是從鋼冶煉而來,冶煉過程中加入不同比例的金屬元素就會形成不同型號的不鏽鋼,就如304、201這樣,這些數字牌號都是由美國材料試驗協會(ASTM International)制定出來的,標準如下:
從數據可知:201不鏽鋼的碳、錳元素要高於304,所以304更加光亮;304的鎳含量高(鎳的成本很高),所以304抗氧化能力更強,抗腐蝕性也就更強。
如果你家的餐具不是304不鏽鋼的,而是抗腐蝕性差的201或其它劣質不鏽鋼就容易造成重金屬析出而帶來健康隱患,長期接觸會損害呼吸、消化系統、神經系統等,家裡有孩子的尤其要引起重視。
之前有個家長用磁鐵「檢測」了老爸商城裡的304不鏽鋼筷子,發現能被吸住,所以判斷為假的304不鏽鋼製品(民間確實流傳這麼個方法),但這個方法真的靠譜嗎?
我們準備先用專業的X射線光譜儀來檢測下這根筷子成分:
(以上為實驗室專業檢測不鏽鋼的方法)
(筷子的金屬含量數據)
對照 ASTM International 的標準(主要對比鎳、錳的含量)可以判斷:這根筷子子是貨真價實的304不鏽鋼製品,用磁鐵來鑑別真假304不鏽鋼這種方法並不靠譜。之所以流傳這個方法,是因為304不鏽鋼在原材料狀態確實是無鐵磁性的,但經過加工鍛造成生活用品就有可能增加鐵磁性,為了向大家證明這一點我們接著做一個小實驗:
我們接著用剛剛那雙304不鏽鋼筷子做實驗,用幾塊小圓磁鐵如下圖所示靠近筷子,發現磁鐵可以吸附在上面那根筷子上,而下面的那根筷子躺在桌面紋絲不動,不能被吸上來。大家可以看出來了,這雙304不鏽鋼的筷子的確有鐵磁性,但是卻很弱,下面的那根筷子吸不起來。
接下來,王二很粗暴地將桌面上那根筷子敲彎(敲擊點就是剛才的吸附點),然後與上面那根筷子並排擺放,用磁鐵從兩根筷子的中央上方緩緩降落,只見降到一定高度時,被敲彎的筷子率先被吸附了上來,可見被敲擊處的鐵磁性增強了。
因此用磁鐵來鑑別304是不靠譜的,大多數304不鏽鋼製品都是具備一定鐵磁性的(劣質不鏽鋼同樣具有鐵磁性)。
除此我們還準備了一份專業解釋(前方高能):
磁性的強弱或者磁性持續的時間取決於物質的微觀結構。我們知道普通的鐵製品是可以被磁鐵吸附的,為什麼鐵能夠具有鐵磁性?
常溫的純鐵,由於電子的自旋磁矩,即使在沒有外磁場的條件下,就可以形成一個個小的「自發磁化區」,一個不太強的外磁場,就可以產生一個很強的磁化強度,即通常意義上的「有磁性」。不鏽鋼分為三類,奧氏體,馬氏體,鐵素體。奧氏體不鏽鋼中的金屬原子排列在面心立方(fcc)晶格上,鐵素體不鏽鋼中的金屬原子排列在體心立方(bcc)晶格上,面心立方晶胞(face-centered cubic)如圖所示,金屬原子分布在立方體的八個角上和六個面的中心。面中心的原子與該面四個角上的原子緊靠。具有這種晶格的金屬有鋁(Al)、銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、γ-鐵(γ-Fe,912℃~1394℃)等。
含有鎳,錳,炭,氮更容易增加室溫下不鏽鋼形成面心立方fcc晶體結構的可能性。面心立方晶格結構,造成離子產生的抗磁性大於自由電子的順磁性,所以理論上奧氏體不鏽鋼為非鐵磁體,即不具有磁性。
面心立方晶胞(左)和體心立方晶胞(右)
體心立方晶格(body-centered cubic)的晶胞中,八個原子處於立方體的角上,一個原子處於立方體的中心,角上八個原子與中心原子緊靠。具有體心立方晶格的金屬有鉀(K)、鉬(Mo)、鎢(W)、釩(V)、α-鐵(α-Fe,<912℃)等。
鉻,鉬,矽更容易使不鏽鋼室溫形成體心立方晶格bcc晶體結構。
在不鏽鋼中有,有兩種相反的力量同時作用,鐵素體形成元素不斷形成鐵素體,奧氏體形成元素不斷形成奧氏體。最終的晶體結構取決於兩類添加元素的相對數量。鉻是一種鐵素體形成元素,所以鉻在不鏽鋼晶體結構的形成上和奧氏體形成元素之間是一種競爭關係,因為鐵和鉻都是鐵素體形成元素。所以400系列不鏽鋼是完全鐵素體不鏽鋼,具有磁性。把奧氏體形成元素鎳加入到鐵鉻不鏽鋼的過程中,隨著鎳成分增加,形成的奧氏體也會逐漸增加,直至所有的鐵素體結構都被轉變為奧氏體結構,這樣就形成了300系列不鏽鋼。如果僅添加一半數量的鎳,就會形成50%的鐵素體和50%的奧氏體,這種結構被稱為雙相不鏽鋼。
304不鏽鋼含有18%的鉻,室溫條件下,熱力學上穩定的結構應該是體心立方結構,而由於含有8%左右的鎳,少量的錳(約1%),碳(小於0.08%)和氮(大約0.06%),整體上保持了面心立方體。奧氏體是非磁性的,但存在機械變形,彎曲的情況下,部分會轉化成鐵素體(體心立方晶格)並具有磁性。
奧氏體的形成能力=Ni%+30%C+30%N+0.5%Mn+0.25Cu%。
從這個等式可以看出,碳是一種較強的奧氏體形成元素,其形成奧氏體的能力是鎳的30倍,但是它不能添加到耐腐蝕的不鏽鋼中,因為在焊接後它會造成敏化腐蝕和隨後的晶間腐蝕問題。氮元素形成奧氏體的能力也是鎳的30倍,但是它是氣體,想要不造成多孔性的問題,只能在不鏽鋼中添加數量有限的氮。添加錳和銅會造成煉鋼過程中耐火生命減少和焊接的問題。所以一般鎳的含量決定了不鏽鋼呈現奧氏體結構還是鐵素體結構。
在201型不鏽鋼中,只含有4.5%的鎳,同時含有0.25%的氮。由等式可知這些氮在形成奧氏體的能力上相當於7.5%的鎳,所以同樣可以形成100%奧氏體結構。另外在鎳含量達不到4.5%的情況下,為了沒有磁性可以通過減少鉻的含量,增加錳的含量實現,但後果是導致產品的耐腐蝕性變弱,產生更大的隱患.
也就是說有磁性的不鏽鋼可以是304不鏽鋼,沒有磁性的也不見得就一定是304不鏽鋼。
304不鏽鋼是奧氏體,但是生產過程會產生少量的馬氏體或者鐵素體從而有弱磁性.更因為加工成品的過程中,馬氏體或者鐵素體的含量進一步增加,所以最後的產品生產出來是有磁性的.請大家不要奇怪,即使是有磁性的也可能是安全放心的304不鏽鋼產品,磁性不是檢驗304不鏽鋼製品的真理.
我們在網上還發現一種不鏽鋼鑑別液,據說滴一滴到不鏽鋼上就能讓假的現原形。
(以上來自商品詳情截圖)
我們用這個試劑測試了實驗室的一個高錳鋼的蓋子,過程如下(2秒左右):
結果真的檢測出來了,不過我們分析發現該試劑的主要成分是硫酸銅,通過腐蝕鋼材表層後,與不鏽鋼中的鐵反應生成了銅,因為銅呈現紅色,所以會有顏色的變化。因此這種試劑本質上檢測的只是不鏽鋼的耐腐蝕能力,304因為耐腐蝕性強所以變紅慢,而201這類差點的不鏽鋼很快就被腐蝕從而快速變紅。
聰明的商家隨商品發出的還有一張小紙條,重點看最後一句,如下:
商家自己也只說作為半定性檢測,所以這種檢測方法也只能作為一種輔助檢測方法(如果真的要用這種檢測液的話,推薦使用通電型檢測液,相對來說靠譜一點),當然它還會影響產品外觀,所以不建議普通家庭使用。
因此大家想要準確檢測出真假304不鏽鋼還是需要藉助專業儀器來檢測,正好這次老爸評測打算免費為家長們檢測不鏽鋼製品,每人限3個產品名額,快點擊下方按鈕參與吧!最後感謝杭美實驗室對本次活動的大力支持。
首先,304不鏽鋼只是不容易生鏽,在一些極端條件下照樣會生鏽,按照老爸評測的慣例,我們再次進行實驗:
先準備了一些白醋,然後將老爸商城裡的304不鏽鋼筷子(新的、無鏽)浸泡在裡面並密封,再靜靜的等待3天。
1天.
2天..
3天到了.
我們打開白醋瓶,取出那根泡了3天白醋浴的筷子,仔細檢查一番,在底部發現了一小處生鏽的地方,看來不鏽鋼之不鏽神話在持續的酸性條件下顯得有點蒼白啊。
因此,我們在使用即使是真的304不鏽鋼製品時也要有所注意,比如:不鏽鋼的保溫杯儘量用來喝白開水,避免果汁、茶水。不鏽鋼的刀叉筷使用完要儘快清潔乾淨等。如果真的不小心讓家裡的304不鏽鋼廚具生鏽了,建議立即更換,畢竟重金屬析出不是兒戲。
附:不鏽鋼抗鏽的原理分析
不鏽鋼不容易生鏽是因為其表面形成的一層極薄而堅固細密的穩定的富鉻氧化膜(防護膜),防止氧原子的繼續滲入、繼續氧化,而獲得抗鏽蝕的能力。一旦有某種原因,這種薄膜遭到了不斷地破壞,空氣或液體中氧原 子就會不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏鬆的氧化鐵,金屬表面也就受到不斷地鏽蝕。
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