由于不銹鋼類型多,列入標準的牌號多,同時尚有大量廣泛使用的非標準牌號,這些牌號性能各異,因此恰如其分地選擇適用的不銹鋼牌號的難度很大。它涉及到材料學、腐蝕學以及工程學等多種學科的專門知識,除此以外,工程經驗是合理選用不銹鋼不可缺少的重要條件。
1. 必備條件
對不(bu)銹鋼部(bu)件或設備用材的合理選擇應必備下述條(tiao)件和學科知識。
①. 服役條件
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)部(bu)件(jian)或設備(bei)的(de)服役條件(jian)包括腐蝕(shi)介質成分(fen)、溫度、壓力、受(shou)力狀態、預期(qi)壽命等,是選(xuan)擇適用(yong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)先決條件(jian)。充分(fen)了解(jie)部(bu)件(jian)的(de)使用(yong)條件(jian),是合(he)理選(xuan)擇不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)必備(bei)的(de)首要條件(jian)。
②. 深(shen)入了(le)解不銹鋼性能和相關(guan)數據
應(ying)根據部件或(huo)設備的工作條(tiao)件選擇不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材料,選材者應(ying)對各類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)性能、限制其使用(yong)的環境因(yin)素(su),是否易于購得(de)等知識(shi)有較全面(mian)的了(le)解,方能有針對性地進行(xing)選擇。
③. 工程實(shi)踐經驗
同類(lei)服役條件下,不銹(xiu)鋼(gang)材料實際使用經驗(yan)是合理選材的重要依據,應特別予以重視(shi)。
④. 模擬試驗數據
在(zai)許多腐蝕環境(jing)下,在(zai)沒有實際使(shi)用經(jing)驗(yan)的(de)(de)條件下,實驗(yan)室模擬試驗(yan)數據(ju)(ju)或現(xian)場(chang)掛片數據(ju)(ju)往往是合理選用不銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)的(de)(de)關鍵(jian)數據(ju)(ju)。
2. 合理選擇(ze)不銹鋼的相關(guan)因素
不銹鋼的(de)力學性(xing)(xing)能(neng),耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing),物理性(xing)(xing)能(neng)和(he)工藝性(xing)(xing)能(neng)等材料(liao)因素(su)和(he)材料(liao)的(de)使(shi)用條(tiao)件(jian),包括溫度、腐蝕(shi)介質成分、受力狀態(tai)、預期使(shi)用壽命等服(fu)役條(tiao)件(jian)是(shi)制約不銹鋼選用時(shi)必須認真考慮(lv)的(de)兩大決定因素(su)。
①. 與材料(liao)性能相關的材料(liao)因(yin)素
不(bu)銹鋼的耐蝕性、力學性能(neng)(neng)、物理性能(neng)(neng)、工(gong)藝(yi)性能(neng)(neng)是材料(liao)的本(ben)質所決定的,是不(bu)銹鋼的內在性能(neng)(neng),它們決定了一個材料(liao)的應用范圍。
耐蝕性: 耐蝕性包括不銹性和在酸、堿、鹽等腐蝕介質中的耐均勻腐蝕和耐局部腐蝕性能以及在高溫下耐氧化、抗硫化、氯化和氟化的性能。
作為耐(nai)蝕(shi)結構(gou)材料(liao),耐(nai)蝕(shi)性(xing)是決定是否選用的重要指(zhi)標,如(ru)果鋼的耐(nai)蝕(shi)性(xing)不(bu)能滿足使用要求(qiu),其他性(xing)能無論如(ru)何優越(yue),也不(bu)能予以考慮。
在(zai)僅(jin)僅(jin)是(shi)均勻腐蝕(shi)的(de)環境(jing)下(xia),目前可以遵(zun)循的(de)是(shi)耐蝕(shi)性(xing)的(de)10級標準,見表3-1。

究竟選用(yong)(yong)哪種耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等級(ji)的(de)(de)牌號,要(yao)考慮(lv)設備的(de)(de)制(zhi)造難易(yi)程度、維修(xiu)(xiu)是否方便、預期使用(yong)(yong)壽命(ming)、由此設備所生產的(de)(de)產品質量要(yao)求(qiu)(雜質、顏色、純度)以及價格(ge)等諸多因素。通(tong)常,對(dui)(dui)使用(yong)(yong)過程中要(yao)求(qiu)與(yu)環境介質接觸的(de)(de)部分具(ju)(ju)有(you)光潔鏡面或尺寸精密的(de)(de)儀表以及對(dui)(dui)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產物污(wu)染有(you)嚴格(ge)限制(zhi)的(de)(de)設備和(he)部件,可選擇具(ju)(ju)有(you)1~3級(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)標準的(de)(de)牌號;對(dui)(dui)要(yao)求(qiu)密切(qie)配合,長期不漏和(he)使用(yong)(yong)壽命(ming)長的(de)(de)使用(yong)(yong)條(tiao)件,可選用(yong)(yong)2~5級(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)材(cai)料(liao);對(dui)(dui)于檢修(xiu)(xiu)方便易(yi)于更換的(de)(de)設備和(he)部件可選用(yong)(yong)具(ju)(ju)有(you)4~7級(ji)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)。對(dui)(dui)于年腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)超過1mm的(de)(de)材(cai)料(liao),除(chu)特殊情況外,應(ying)(ying)不予(yu)以選用(yong)(yong)。必(bi)須(xu)強調(diao)的(de)(de)是:在(zai)實際運(yun)行中,往(wang)往(wang)不是單一的(de)(de)均(jun)勻腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi),可能會存在(zai)應(ying)(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、點腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞等腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形式出現,在(zai)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質條(tiao)件不能改變或無法加以控制(zhi)的(de)(de)條(tiao)件下(xia),在(zai)選擇材(cai)料(liao)時應(ying)(ying)一并考慮(lv)。
a. 力學性(xing)能
力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)包括強(qiang)度、硬度、塑性(xing)(xing)(xing)、沖擊韌性(xing)(xing)(xing)、疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)斷裂力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)。這些(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)是(shi)作為結構材(cai)料(liao)選擇(ze)時(shi)必須考慮(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)因(yin)(yin)素,也可(ke)以(yi)認為是(shi)合(he)理(li)選擇(ze)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎。不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)受測定條件的(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)烈影響,如溫度、介質的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕程度、中子輻照等(deng)都(dou)將使在(zai)常(chang)規條件下(xia)所(suo)得到的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)值顯著(zhu)下(xia)降,因(yin)(yin)此在(zai)使用常(chang)規數(shu)據時(shi)應考慮(lv)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)指(zhi)標(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化。在(zai)特定的(de)(de)(de)(de)(de)使用條件下(xia),常(chang)常(chang)是(shi)某一力(li)學性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)指(zhi)標(biao)起(qi)主導(dao)作用,如量具(ju)(ju)、刀具(ju)(ju)、醫(yi)療器(qi)械等(deng),需優先考慮(lv)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)硬度。在(zai)交變(bian)(bian)載(zai)荷作用下(xia),鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)就成為主要選材(cai)依據,在(zai)承受沖擊載(zai)荷或在(zai)低溫下(xia)使用,鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)和(he)脆性(xing)(xing)(xing)轉變(bian)(bian)溫度是(shi)合(he)理(li)選擇(ze)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)最(zui)關(guan)鍵(jian)指(zhi)標(biao)。
b. 物理性(xing)能
鋼(gang)的(de)(de)(de)彈性模量(liang),熱膨脹(zhang)系(xi)數(shu)、磁性、導熱系(xi)數(shu)等物理性能,在(zai)某些應用(yong)場合成為不(bu)可忽視的(de)(de)(de)選(xuan)擇(ze)依據,如要求無磁性,僅限于(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。對(dui)于(yu)制造容(rong)器、塔、槽等設(she)備(bei)襯里的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),鋼(gang)的(de)(de)(de)熱膨脹(zhang)系(xi)數(shu)就十(shi)分重要;對(dui)于(yu)制造熱交(jiao)換(huan)器的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),熱膨脹(zhang)系(xi)數(shu)和導熱系(xi)數(shu)成為選(xuan)擇(ze)的(de)(de)(de)重要條件,尤(you)其(qi)是在(zai)與異種鋼(gang)焊接時其(qi)熱膨脹(zhang)系(xi)數(shu)就更加重要。
c. 工藝性能
鋼的(de)(de)(de)可焊性,冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)形性能(neng)等是某些應用(yong)中特別(bie)重要(yao)的(de)(de)(de)工(gong)藝性能(neng)指標。例如,冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)形性能(neng)是深拉和(he)脹形成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)形作業的(de)(de)(de)關(guan)鍵指標,用(yong)此鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)n、r值(zhi)、奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)延伸(shen)率將成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)為選(xuan)擇適用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)考慮(lv)因素。深拉成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)形用(yong)薄板的(de)(de)(de)生產企業,為滿足這(zhe)種需(xu)要(yao),應在鋼的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)分控制(zhi)、工(gong)藝調(diao)整(zheng)等方面保證最(zui)終成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)品的(de)(de)(de)冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)形性能(neng)。
②. 服(fu)役(yi)條件(jian)
不銹(xiu)鋼(gang)(gang)設備和部件的(de)(de)工作條件,包括(kuo)環境溫度、腐蝕介質成分(fen)、受(shou)(shou)力狀態、對(dui)磁(ci)性的(de)(de)限制、是(shi)否遭(zao)受(shou)(shou)中子輻(fu)照等服役條件構成了合理選(xuan)擇(ze)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)外(wai)在(zai)因素,所選(xuan)用的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)必(bi)須與外(wai)界條件相適應。

