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(xiu)鋼不可缺少的重要條件。


1. 必備條件


  對不銹鋼部件(jian)或設備用材的(de)合理選擇應必備下述條件(jian)和學科知識。


①. 服役條件(jian)


   不銹(xiu)(xiu)鋼部件(jian)或設備的(de)(de)(de)服役條件(jian)包(bao)括腐蝕(shi)介(jie)質成分、溫度、壓力、受力狀態、預期壽命等,是(shi)選(xuan)擇適用(yong)不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)先決條件(jian)。充分了(le)解部件(jian)的(de)(de)(de)使用(yong)條件(jian),是(shi)合理選(xuan)擇不銹(xiu)(xiu)鋼必備的(de)(de)(de)首要條件(jian)。


②. 深入(ru)了解(jie)不銹(xiu)鋼性能和相關數據


    應(ying)根據部件(jian)或設備(bei)的(de)工作條件(jian)選(xuan)擇不銹鋼材料,選(xuan)材者(zhe)應(ying)對(dui)各類不銹鋼性能、限制(zhi)其(qi)使(shi)用的(de)環(huan)境因素,是(shi)否易于購(gou)得等知(zhi)識有(you)較全面的(de)了解,方能有(you)針對(dui)性地進行(xing)選(xuan)擇。


③. 工程實踐經驗


  同類服役條(tiao)件下,不銹鋼材料實際(ji)使用經驗是合理選材的(de)重(zhong)要依(yi)據,應(ying)特別予以重(zhong)視。


④. 模擬試驗數據


   在(zai)許多腐蝕環境下(xia),在(zai)沒有實(shi)際(ji)使用(yong)經驗(yan)的條件下(xia),實(shi)驗(yan)室模擬試驗(yan)數據(ju)或(huo)現場掛(gua)片數據(ju)往往是合理(li)選用(yong)不銹(xiu)鋼材(cai)料的關(guan)鍵(jian)數據(ju)。



2. 合理選(xuan)擇不(bu)銹鋼的相關因素


  不(bu)銹(xiu)鋼的(de)力(li)學性(xing)能(neng),耐蝕性(xing),物理性(xing)能(neng)和(he)工藝性(xing)能(neng)等(deng)材料(liao)因素和(he)材料(liao)的(de)使用條(tiao)件(jian)(jian),包括溫度、腐(fu)蝕介質成分、受力(li)狀態、預期使用壽(shou)命等(deng)服役條(tiao)件(jian)(jian)是制約不(bu)銹(xiu)鋼選用時必(bi)須(xu)認真考慮的(de)兩大決定因素。


 ①. 與材料性能(neng)相關的材料因素


  不銹(xiu)鋼的(de)(de)耐(nai)蝕性、力學性能(neng)、物理性能(neng)、工藝性能(neng)是材料的(de)(de)本質所決定(ding)的(de)(de),是不銹(xiu)鋼的(de)(de)內在性能(neng),它們決定(ding)了一個材料的(de)(de)應用(yong)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(shi)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)(nai)蝕結構材(cai)料(liao),耐(nai)(nai)蝕性是決定是否選用的(de)重(zhong)要指標,如果鋼的(de)耐(nai)(nai)蝕性不能滿足使用要求,其他性能無(wu)論如何(he)優越,也不能予以考慮。


  在僅僅是均勻腐(fu)蝕的(de)環境下,目前(qian)可以遵循(xun)的(de)是耐蝕性的(de)10級標準,見表(biao)3-1。


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 究竟(jing)選(xuan)用哪種耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)等(deng)級(ji)(ji)的(de)牌(pai)號,要(yao)(yao)(yao)考(kao)(kao)慮(lv)設備(bei)(bei)的(de)制造難易程度、維修(xiu)是否方(fang)便、預期使(shi)用壽命(ming)、由此設備(bei)(bei)所生產(chan)的(de)產(chan)品質(zhi)量要(yao)(yao)(yao)求(雜質(zhi)、顏色(se)、純度)以(yi)(yi)及(ji)價格等(deng)諸多因(yin)素。通常,對(dui)(dui)(dui)使(shi)用過程中要(yao)(yao)(yao)求與環(huan)境(jing)介(jie)質(zhi)接(jie)觸的(de)部分具(ju)有(you)光(guang)潔鏡面或尺寸精密(mi)的(de)儀表以(yi)(yi)及(ji)對(dui)(dui)(dui)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)產(chan)物污(wu)染有(you)嚴(yan)格限制的(de)設備(bei)(bei)和部件(jian),可(ke)選(xuan)擇具(ju)有(you)1~3級(ji)(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)標準的(de)牌(pai)號;對(dui)(dui)(dui)要(yao)(yao)(yao)求密(mi)切配合,長期不(bu)(bu)漏和使(shi)用壽命(ming)長的(de)使(shi)用條(tiao)(tiao)件(jian),可(ke)選(xuan)用2~5級(ji)(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性的(de)材(cai)(cai)料;對(dui)(dui)(dui)于(yu)檢修(xiu)方(fang)便易于(yu)更換的(de)設備(bei)(bei)和部件(jian)可(ke)選(xuan)用具(ju)有(you)4~7級(ji)(ji)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)(cai)料。對(dui)(dui)(dui)于(yu)年腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)率超過1mm的(de)材(cai)(cai)料,除(chu)特殊情況外,應不(bu)(bu)予以(yi)(yi)選(xuan)用。必須強(qiang)調的(de)是:在(zai)實際(ji)運行中,往往不(bu)(bu)是單一的(de)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),可(ke)能會存在(zai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)疲勞(lao)等(deng)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形式出現(xian),在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)條(tiao)(tiao)件(jian)不(bu)(bu)能改變(bian)或無法(fa)加以(yi)(yi)控制的(de)條(tiao)(tiao)件(jian)下(xia),在(zai)選(xuan)擇材(cai)(cai)料時應一并考(kao)(kao)慮(lv)。


a. 力學性能 


   力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)包括強(qiang)度(du)(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)(du)、塑性(xing)(xing)(xing)、沖擊韌性(xing)(xing)(xing)、疲(pi)(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)和斷裂力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)。這些(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)是作(zuo)為結構(gou)材料(liao)選擇時必須考(kao)(kao)慮的因素(su),也可以認為是合理選擇不銹鋼(gang)的基礎。不銹鋼(gang)的力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)受測定條件的強(qiang)烈影(ying)響,如(ru)溫度(du)(du)(du)(du)、介質的腐蝕程度(du)(du)(du)(du)、中子輻照等都將使(shi)(shi)在常(chang)規(gui)(gui)條件下(xia)(xia)所(suo)得到的數值顯(xian)著下(xia)(xia)降(jiang),因此在使(shi)(shi)用常(chang)規(gui)(gui)數據時應考(kao)(kao)慮性(xing)(xing)(xing)能(neng)指標(biao)的變(bian)化(hua)。在特定的使(shi)(shi)用條件下(xia)(xia),常(chang)常(chang)是某一力(li)(li)學(xue)(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)指標(biao)起主導作(zuo)用,如(ru)量具、刀(dao)具、醫療器械等,需優先考(kao)(kao)慮鋼(gang)的硬度(du)(du)(du)(du)。在交變(bian)載荷(he)(he)作(zuo)用下(xia)(xia),鋼(gang)的疲(pi)(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)就(jiu)成為主要選材依據,在承受沖擊載荷(he)(he)或在低(di)溫下(xia)(xia)使(shi)(shi)用,鋼(gang)的韌性(xing)(xing)(xing)和脆性(xing)(xing)(xing)轉變(bian)溫度(du)(du)(du)(du)是合理選擇材料(liao)的最(zui)關(guan)鍵指標(biao)。


 b. 物理性能 


   鋼的彈性模(mo)量(liang),熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系數(shu)、磁(ci)(ci)性、導熱(re)(re)(re)系數(shu)等(deng)物(wu)理性能(neng),在(zai)某(mou)些應用(yong)場合成(cheng)為(wei)不可忽視的選擇依據,如要(yao)求無(wu)磁(ci)(ci)性,僅限于奧(ao)氏(shi)體不銹鋼。對(dui)于制(zhi)造容器(qi)、塔、槽等(deng)設(she)備襯里的不銹鋼,鋼的熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系數(shu)就十(shi)分重(zhong)(zhong)要(yao);對(dui)于制(zhi)造熱(re)(re)(re)交換器(qi)的不銹鋼,熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系數(shu)和(he)導熱(re)(re)(re)系數(shu)成(cheng)為(wei)選擇的重(zhong)(zhong)要(yao)條件(jian),尤(you)其是在(zai)與異種鋼焊接時其熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)(zhang)系數(shu)就更加重(zhong)(zhong)要(yao)。


 c. 工藝(yi)性能 


  鋼的(de)可焊性(xing),冷(leng)(leng)成(cheng)(cheng)形(xing)性(xing)能(neng)等(deng)是(shi)某(mou)些應用(yong)中(zhong)特別(bie)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)指標。例(li)如(ru),冷(leng)(leng)成(cheng)(cheng)形(xing)性(xing)能(neng)是(shi)深拉(la)和脹形(xing)成(cheng)(cheng)形(xing)作業的(de)關鍵指標,用(yong)此(ci)鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)n、r值、奧氏體不銹(xiu)鋼的(de)延(yan)伸率將成(cheng)(cheng)為選擇(ze)適用(yong)不銹(xiu)鋼的(de)主要(yao)(yao)考慮因素。深拉(la)成(cheng)(cheng)形(xing)用(yong)薄板的(de)生產企(qi)業,為滿足這(zhe)種需要(yao)(yao),應在(zai)鋼的(de)成(cheng)(cheng)分控(kong)制(zhi)、工(gong)藝(yi)調整等(deng)方面保(bao)證最終成(cheng)(cheng)品的(de)冷(leng)(leng)成(cheng)(cheng)形(xing)性(xing)能(neng)。


②. 服役條件


 不銹鋼設備和(he)部件的工作條件,包括環(huan)境溫(wen)度、腐蝕介質成分、受(shou)力狀態、對磁性的限制、是否遭受(shou)中子(zi)輻照等服役(yi)條件構成了合理選擇不銹鋼的外在因素,所(suo)選用的不銹鋼必須與(yu)外界條件相適應。