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)是最普遍的(de)鋼(gang)種(zhong),作為(wei)一種(zhong)用(yong)途廣泛的(de)鋼(gang),具有良好的(de)耐蝕性(xing)、耐熱(re)性(xing)、低溫(wen)強度(du)和機械特(te)性(xing);沖壓(ya)、彎曲等熱(re)加(jia)工(gong)性(xing)好,無熱(re)處(chu)理(li)硬(ying)化現象(無磁(ci)性(xing),使用(yong)溫(wen)度(du)-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(gang)因添(tian)加(jia)鉬,故其(qi)耐(nai)蝕性、耐(nai)大氣腐蝕性和(he)高溫強度特別好,可在(zai)苛(ke)刻的條(tiao)件下(xia)使用;加(jia)工硬(ying)化性優(無(wu)磁性)。


 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(zu)分對比


  化學(xue)組(zu)分對比見表(biao)1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是含鉬(mu)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種。316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)鉬(mu)含量略高于(yu)316不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang),由于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中含鉬(mu),該鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種總的(de)(de)(de)性能(neng)優于(yu)310和304不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang),高溫條(tiao)件下(xia),當硫酸的(de)(de)(de)濃度低于(yu)15%和高于(yu)85%時,316不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有廣泛(fan)的(de)(de)(de)用(yong)途。316不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)還具有良好的(de)(de)(de)抗(kang)氯化物侵蝕(shi)的(de)(de)(de)性能(neng),所以通(tong)常(chang)用(yong)于(yu)海(hai)洋環境。316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)最(zui)大碳(tan)含量為0.03%,可用(yong)于(yu)焊接后(hou)不(bu)(bu)(bu)能(neng)進(jin)行退火和需要(yao)最(zui)大耐腐蝕(shi)性的(de)(de)(de)用(yong)途中。


表 14.jpg


  某石(shi)化工程裝置(zhi),濃硫(liu)酸(suan)管(guan)道(dao)(dao)剛開始選用普(pu)通碳鋼管(guan)道(dao)(dao),由于自產濃硫(liu)酸(suan)濃度不是很穩(wen)定,造成(cheng)管(guan)道(dao)(dao)多處泄漏,后來配管(guan)設(she)計修(xiu)改為(wei)316不銹鋼管(guan)道(dao)(dao)。



3. 耐(nai)腐蝕對(dui)比


  316不銹(xiu)鋼耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)優于304不銹(xiu)鋼,在漿和造紙的生(sheng)產過程(cheng)中具有(you)良好(hao)的耐(nai)腐(fu)蝕的性(xing)能(neng)。而且316不銹(xiu)鋼還耐(nai)海(hai)洋(yang)和侵蝕性(xing)工業(ye)大氣(qi)的侵蝕。


  一般304不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼在抗化學腐蝕性能方(fang)面(mian)差別(bie)不(bu)(bu)(bu)(bu)大(da),不(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)在某些(xie)特定介質下有所(suo)區別(bie)。最初開發出的(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼為304,在特定情況下,這種材料對(dui)點腐蝕(pitting corro-sion)比較敏感(gan)。額外增加2%~3%的(de)鉬(mu)(mu)可(ke)以減少這種敏感(gan)性,這樣就誕生了316。此外,這些(xie)額外的(de)鉬(mu)(mu)還可(ke)以降低某些(xie)熱有機酸(suan)的(de)腐蝕。


  316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼幾乎成為食品飲料行業標準材料。由于世(shi)界范圍內鉬元素的短缺(que)及(ji)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中鎳含量更(geng)多(duo),316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的價(jia)格(ge)比304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼更(geng)貴。


  在各種類型的水(shui)介(jie)質(蒸餾(liu)水(shui)、飲用水(shui)、河(he)水(shui)、鍋(guo)爐水(shui)、海水(shui)等)中(zhong),304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼的抗腐(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)幾乎一樣(yang),除非介(jie)質中(zhong)氯離(li)子的含量非常高,此時316不(bu)銹鋼就更合(he)適。


  在(zai)大(da)多數情況(kuang)下,304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕性(xing)能沒(mei)有多大(da)區別,但有些情況(kuang)下也可能差別很大(da),需具體(ti)情況(kuang)具體(ti)分(fen)析。



4. 耐(nai)熱(re)性對(dui)比


  在1600℃以下(xia)的(de)(de)(de)間斷使用和在1700℃以下(xia)的(de)(de)(de)連續使用中(zhong),316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有好的(de)(de)(de)耐(nai)氧化性(xing)(xing)能。在800~1575℃的(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)(wei)內(nei),最好不(bu)要連續使用316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),但在該溫度范(fan)圍(wei)(wei)以外連續使用316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)時,該不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有良好的(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)。316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)碳(tan)化物析出的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能比316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更好,可用于上述溫度范(fan)圍(wei)(wei)。



5. 熱處理對比


  在1850~2050℃的(de)溫度(du)范(fan)圍(wei)內進行退火(huo)(huo),然后迅速(su)退火(huo)(huo),再(zai)迅速(su)冷卻。316不銹鋼不能過熱處理進行硬化。



6. 焊接對比


   316不銹(xiu)鋼(gang)具有良好的焊(han)接(jie)性能。可(ke)采用(yong)(yong)所有標準(zhun)的焊(han)接(jie)方法進行(xing)(xing)(xing)焊(han)接(jie)。焊(han)接(jie)時可(ke)根據用(yong)(yong)途,分別(bie)采用(yong)(yong)316Cb、316L或309Cb不銹(xiu)鋼(gang)填料棒或焊(han)條進行(xing)(xing)(xing)焊(han)接(jie)。為(wei)獲得(de)最(zui)佳(jia)的耐腐蝕(shi)性能,316不銹(xiu)鋼(gang)的焊(han)接(jie)斷面需要(yao)進行(xing)(xing)(xing)焊(han)后(hou)退(tui)火處理。如果使用(yong)(yong)316L不銹(xiu)鋼(gang),不需要(yao)進行(xing)(xing)(xing)焊(han)后(hou)退(tui)火處理。



7. 機械性(xing)能對比


   在所有鋼(gang)材中(zhong),奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的屈服(fu)(fu)點最低。因(yin)此從(cong)機械性能(neng)考慮,奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)并不(bu)是用于閥(fa)桿的最佳(jia)材料,因(yin)為要保證(zheng)一定的強度,閥(fa)桿的直徑(jing)就(jiu)會加大。屈服(fu)(fu)點不(bu)能(neng)通(tong)過熱(re)處理來(lai)提高(gao),但可(ke)以(yi)通(tong)過冷(leng)成型(xing)提高(gao)。機械性能(neng)對比見表1.4.15。


表 15.jpg



8. 磁(ci)性對比


   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。對奧氏體(ti)不(bu)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. 低碳類型的不銹鋼


   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“晶間腐蝕(shi)”,見圖1.4.2。


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   由(you)此開發出了(le)304L不(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)來(lai)對抗(kang)這種腐(fu)蝕。304L不(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)的含碳量(liang)(liang)都(dou)較低(di),因為碳含量(liang)(liang)減少(shao),所以就(jiu)(jiu)不(bu)會(hui)產生碳化鉻(ge),也就(jiu)(jiu)不(bu)會(hui)生成晶(jing)間腐(fu)蝕。


   含(han)碳量超過(guo)(guo)0.03%的(de)不(bu)(bu)穩(wen)定的(de)奧氏(shi)體型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(即不(bu)(bu)含(han)鈦或(huo)鈮的(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)銹(xiu)鋼),如果熱處理不(bu)(bu)當(dang)則在(zai)某些(xie)(xie)環境(jing)(jing)中(zhong)易(yi)產生晶間(jian)(jian)腐蝕。這(zhe)些(xie)(xie)鋼在(zai)425~815℃之間(jian)(jian)加熱時,或(huo)者緩慢冷卻通過(guo)(guo)這(zhe)個溫(wen)度區間(jian)(jian)時,都會產生晶間(jian)(jian)偏析(xi),這(zhe)樣的(de)熱處理造成(cheng)碳化(hua)物在(zai)晶界沉淀(敏(min)化(hua)作(zuo)用(yong)),并且造成(cheng)最(zui)鄰(lin)近的(de)區域(yu)鉻貧(pin)化(hua)使得(de)這(zhe)些(xie)(xie)區域(yu)對腐蝕敏(min)感(gan)。敏(min)化(hua)作(zuo)用(yong)也可出現于(yu)焊接時,在(zai)焊接熱影響區造成(cheng)其后(hou)的(de)局部腐蝕。較(jiao)高的(de)晶間(jian)(jian)腐蝕敏(min)感(gan)性(xing)(xing)并不(bu)(bu)意(yi)味著非低(di)(di)碳材料就更(geng)容易(yi)腐蝕。在(zai)高氯(lv)環境(jing)(jing)中(zhong),這(zhe)種敏(min)感(gan)性(xing)(xing)也越(yue)高。對于(yu)軟閥座常規(gui)蝶閥而(er)言(yan),由(you)于(yu)我(wo)們并不(bu)(bu)在(zai)閥板上進(jin)行焊接操作(zuo),因此采用(yong)低(di)(di)碳不(bu)(bu)銹(xiu)鋼并沒(mei)有多大意(yi)義,不(bu)(bu)過(guo)(guo)大多數規(gui)格(ge)書會要求采用(yong)304L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼或(huo)316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。