304不銹鋼是目前常用型號,即18/8不銹鋼。GB牌號為06Cr19Ni10(舊牌號為0Cr18Ni9)。
316不銹鋼是繼304不(bu)銹鋼(gang)之后,第二個得到最廣泛應用的鋼種,主要用于食品工業、制藥行業和外科手術器材,添加鉬元素使其獲得一種抗腐蝕的特殊結構。由于比304不銹鋼具有更好的抗氯化物腐蝕能力因而也作“船用鋼”來使用。316不銹鋼則通常用于核燃料回收裝置。18/10級不銹鋼通常也符合這個應用級別。
1. 性能對比
304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是最普遍的鋼(gang)(gang)種(zhong),作為一種(zhong)用途廣泛(fan)的鋼(gang)(gang),具有良好的耐蝕(shi)性(xing)、耐熱性(xing)、低溫強度和機械特性(xing);沖壓、彎曲等(deng)熱加工(gong)性(xing)好,無(wu)熱處理硬(ying)化現象(無(wu)磁性(xing),使用溫度-196~800℃)。
304L[00Cr19Ni10(022Cr19Ni10)]不銹鋼(L為低碳)作為低碳的304鋼,在一般狀態下,其耐蝕性與304剛相似,但在焊接后或者消除應力后,其抗晶界腐蝕能力優秀;在未進行熱處理的情況下,亦能保持良好的耐蝕性,使用溫度-196~800℃。
316[0Cr17Ni12(06Cr17Ni12Mo2)]不銹鋼因(yin)添(tian)加鉬,故其耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)、耐(nai)大氣腐蝕(shi)(shi)性(xing)和高溫強度(du)特別(bie)好,可在苛刻(ke)的條件下使(shi)用;加工硬化性(xing)優(無磁性(xing))。
316L[00Cr17Ni14(022Cr17Ni12Mo2)]不銹鋼(L為低碳)作為316鋼種的低碳系列,除與316鋼有相同的特性外,其抗晶界腐蝕性優。
2. 化學組分(fen)對比
化學組分對比見表1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是含鉬(mu)(mu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)種。316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的鉬(mu)(mu)含量略(lve)高于(yu)316不(bu)銹(xiu)鋼(gang),由于(yu)鋼(gang)中含鉬(mu)(mu),該鋼(gang)種總的性能優于(yu)310和304不(bu)銹(xiu)鋼(gang),高溫(wen)條件(jian)下,當(dang)硫酸的濃(nong)度低于(yu)15%和高于(yu)85%時,316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有廣泛(fan)的用(yong)(yong)途(tu)(tu)。316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)還(huan)具(ju)有良好的抗氯化物侵蝕的性能,所(suo)以通常用(yong)(yong)于(yu)海(hai)洋(yang)環境。316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的最大碳含量為(wei)0.03%,可用(yong)(yong)于(yu)焊接后不(bu)能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用(yong)(yong)途(tu)(tu)中。

某石化工程裝置,濃(nong)硫酸(suan)管(guan)(guan)道(dao)剛開始選用(yong)普通碳鋼管(guan)(guan)道(dao),由于自產濃(nong)硫酸(suan)濃(nong)度不是很穩(wen)定,造成管(guan)(guan)道(dao)多處泄漏,后來配管(guan)(guan)設計修(xiu)改為316不銹鋼管(guan)(guan)道(dao)。
3. 耐腐蝕對比(bi)
316不銹鋼耐(nai)腐蝕性(xing)能優于304不銹鋼,在漿和(he)(he)造紙的(de)(de)生產過程中(zhong)具(ju)有良好的(de)(de)耐(nai)腐蝕的(de)(de)性(xing)能。而且316不銹鋼還耐(nai)海洋和(he)(he)侵蝕性(xing)工業大氣的(de)(de)侵蝕。
一般304不銹鋼與316不銹鋼在抗化學腐蝕(shi)性(xing)能方面差別(bie)(bie)不大,不過在某些(xie)特定介質下有所區別(bie)(bie)。最(zui)初(chu)開發出的不銹鋼為(wei)304,在特定情況下,這(zhe)種材(cai)料(liao)對點腐蝕(shi)(pitting corro-sion)比(bi)較(jiao)敏(min)感。額外增加2%~3%的鉬可以減少這(zhe)種敏(min)感性(xing),這(zhe)樣就誕(dan)生了(le)316。此外,這(zhe)些(xie)額外的鉬還可以降低某些(xie)熱有機(ji)酸的腐蝕(shi)。
316不(bu)(bu)銹鋼幾(ji)乎成為食品飲料行業標準材(cai)料。由于世界范圍內鉬元素(su)的短(duan)缺及316不(bu)(bu)銹鋼中鎳含量更多,316不(bu)(bu)銹鋼的價格比304不(bu)(bu)銹鋼更貴。
在各種類型的(de)水(shui)介(jie)質(zhi)(蒸餾水(shui)、飲(yin)用水(shui)、河水(shui)、鍋爐水(shui)、海水(shui)等)中,304不(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)銹(xiu)鋼的(de)抗(kang)腐蝕性(xing)能幾(ji)乎(hu)一樣,除非介(jie)質(zhi)中氯離子的(de)含量非常高,此時316不(bu)銹(xiu)鋼就更合適。
在大(da)多(duo)數情況下(xia)(xia),304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕性能(neng)沒(mei)有多(duo)大(da)區別,但有些情況下(xia)(xia)也(ye)可(ke)能(neng)差(cha)別很大(da),需具(ju)體(ti)情況具(ju)體(ti)分析(xi)。
4. 耐熱性(xing)對比(bi)
在(zai)1600℃以下(xia)的間斷使用(yong)和在(zai)1700℃以下(xia)的連續使用(yong)中,316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有好的耐氧化(hua)性能。在(zai)800~1575℃的范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)內,最好不(bu)(bu)(bu)(bu)要連續使用(yong)316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼,但在(zai)該(gai)溫(wen)度范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)以外連續使用(yong)316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼時,該(gai)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼具(ju)有良好的耐熱性。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的耐碳化(hua)物(wu)析出的性能比316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼更好,可用(yong)于上述溫(wen)度范(fan)(fan)圍(wei)(wei)(wei)。
5. 熱處理(li)對比
在1850~2050℃的(de)溫度范圍內進行退(tui)火(huo),然后迅速退(tui)火(huo),再(zai)迅速冷卻。316不銹(xiu)鋼不能(neng)過(guo)熱處理進行硬化。
6. 焊接對比
316不(bu)(bu)(bu)銹鋼具有良好的(de)焊(han)接(jie)(jie)性能。可采(cai)用所有標準的(de)焊(han)接(jie)(jie)方法(fa)進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)。焊(han)接(jie)(jie)時可根據用途(tu),分(fen)別采(cai)用316Cb、316L或(huo)309Cb不(bu)(bu)(bu)銹鋼填料(liao)棒或(huo)焊(han)條進(jin)行焊(han)接(jie)(jie)。為獲得(de)最佳的(de)耐腐蝕性能,316不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)焊(han)接(jie)(jie)斷面需(xu)要進(jin)行焊(han)后退火處理(li)(li)。如果使(shi)用316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼,不(bu)(bu)(bu)需(xu)要進(jin)行焊(han)后退火處理(li)(li)。
7. 機械性能對比
在所有鋼(gang)(gang)(gang)材中,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的屈服點(dian)(dian)最(zui)低。因(yin)(yin)此從機械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)考慮(lv),奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)并不(bu)是用于閥桿的最(zui)佳材料,因(yin)(yin)為要保證(zheng)一定的強度,閥桿的直(zhi)徑就會加大。屈服點(dian)(dian)不(bu)能(neng)(neng)(neng)通過熱(re)處理來提(ti)(ti)高,但(dan)可以通過冷成型提(ti)(ti)高。機械(xie)(xie)性(xing)能(neng)(neng)(neng)對比見表(biao)1.4.15。

8. 磁性對(dui)比
由于奧氏體不銹鋼的廣泛應用,給人們造成所有不銹鋼都沒有磁性的錯誤印象。對奧氏(shi)體不銹鋼而言,基本可以理解為非磁性,經淬火的鍛鋼確實如此。但通過冷成型處理的304會多少帶點磁性。對鑄鋼而言,如果是100%奧氏體不銹鋼則沒有磁性。
9. 低碳類(lei)型的不(bu)銹鋼
奧氏體不銹鋼的抗腐蝕性能來自金屬表面形成的氧化鉻保護層。如果材料加熱到450~900℃高溫,材料的結構就會發生變化,沿晶體邊緣會形成碳化鉻。這樣在晶體邊沿就無法形成氧化鉻保護層,從而導致抗腐蝕性能降低。這種腐蝕稱為“晶(jing)間腐蝕”,見圖1.4.2。

由此開發(fa)出了304L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)來對抗這種腐蝕(shi)。304L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)的含碳量都較低,因為碳含量減少,所以就不(bu)(bu)(bu)(bu)會(hui)產生碳化(hua)鉻,也就不(bu)(bu)(bu)(bu)會(hui)生成(cheng)晶間腐蝕(shi)。
含(han)碳(tan)量超過(guo)0.03%的(de)不(bu)(bu)(bu)穩定的(de)奧氏體(ti)型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(即不(bu)(bu)(bu)含(han)鈦或鈮的(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)),如果(guo)熱處理不(bu)(bu)(bu)當則在(zai)(zai)某(mou)些(xie)環境(jing)中(zhong)易產生(sheng)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕。這(zhe)些(xie)鋼(gang)在(zai)(zai)425~815℃之間(jian)加(jia)熱時(shi)(shi),或者緩慢冷卻通(tong)過(guo)這(zhe)個溫度區間(jian)時(shi)(shi),都會產生(sheng)晶間(jian)偏析,這(zhe)樣的(de)熱處理造(zao)成(cheng)碳(tan)化物在(zai)(zai)晶界沉淀(敏(min)(min)化作(zuo)用(yong)),并且(qie)造(zao)成(cheng)最鄰近的(de)區域(yu)鉻(ge)貧(pin)化使(shi)得這(zhe)些(xie)區域(yu)對(dui)腐(fu)(fu)蝕敏(min)(min)感。敏(min)(min)化作(zuo)用(yong)也可(ke)出(chu)現于焊接(jie)時(shi)(shi),在(zai)(zai)焊接(jie)熱影響(xiang)區造(zao)成(cheng)其后的(de)局(ju)部腐(fu)(fu)蝕。較高的(de)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕敏(min)(min)感性并不(bu)(bu)(bu)意(yi)味著非低碳(tan)材料就更容易腐(fu)(fu)蝕。在(zai)(zai)高氯環境(jing)中(zhong),這(zhe)種敏(min)(min)感性也越高。對(dui)于軟(ruan)閥座常規(gui)蝶閥而言,由于我們并不(bu)(bu)(bu)在(zai)(zai)閥板上進行(xing)焊接(jie)操作(zuo),因此(ci)采(cai)用(yong)低碳(tan)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)并沒有多(duo)大(da)意(yi)義,不(bu)(bu)(bu)過(guo)大(da)多(duo)數規(gui)格書會要求采(cai)用(yong)304L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)或316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。

