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(xiu)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(dui)比
304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)最普(pu)遍的鋼(gang)種,作為(wei)一種用(yong)途廣泛(fan)的鋼(gang),具有良好的耐蝕性(xing)、耐熱(re)性(xing)、低溫強度(du)(du)和機械(xie)特性(xing);沖壓、彎曲等熱(re)加工性(xing)好,無熱(re)處(chu)理硬化現象(無磁性(xing),使(shi)用(yong)溫度(du)(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)]不銹鋼因添(tian)加(jia)鉬,故其耐蝕性、耐大氣(qi)腐蝕性和高溫強度特別好,可在苛刻的(de)條件下使用(yong);加(jia)工硬化性優(無(wu)磁(ci)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. 化學組分對(dui)比
化學組分對比(bi)見(jian)表1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是含(han)(han)鉬(mu)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)種(zhong)。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鉬(mu)含(han)(han)量(liang)略高(gao)(gao)于316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),由于鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)(han)鉬(mu),該鋼(gang)(gang)種(zhong)總的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)優于310和304不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),高(gao)(gao)溫條件(jian)下,當硫酸的(de)(de)濃度(du)低于15%和高(gao)(gao)于85%時,316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)廣泛的(de)(de)用(yong)途。316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)還具(ju)有(you)良好的(de)(de)抗氯化物(wu)侵蝕(shi)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng),所以通(tong)常用(yong)于海洋(yang)環境。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)最大碳含(han)(han)量(liang)為(wei)0.03%,可(ke)用(yong)于焊接后不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)進(jin)行退火和需要(yao)最大耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)用(yong)途中(zhong)。

某(mou)石化(hua)工(gong)程裝置,濃硫酸(suan)管(guan)(guan)道(dao)剛開始選用普(pu)通碳鋼(gang)管(guan)(guan)道(dao),由(you)于自產濃硫酸(suan)濃度不是很穩定,造成管(guan)(guan)道(dao)多處泄漏(lou),后來配管(guan)(guan)設計修改(gai)為316不銹(xiu)鋼(gang)管(guan)(guan)道(dao)。
3. 耐(nai)腐蝕對比
316不(bu)銹鋼(gang)耐(nai)腐蝕(shi)性能優于304不(bu)銹鋼(gang),在漿和造紙(zhi)的(de)生產過程中具有良好的(de)耐(nai)腐蝕(shi)的(de)性能。而且316不(bu)銹鋼(gang)還耐(nai)海洋和侵蝕(shi)性工業(ye)大氣的(de)侵蝕(shi)。
一般304不(bu)銹(xiu)鋼與(yu)316不(bu)銹(xiu)鋼在抗化學腐蝕性能(neng)方面差別不(bu)大(da),不(bu)過(guo)在某些特定介(jie)質(zhi)下有所(suo)區(qu)別。最初開(kai)發(fa)出的(de)不(bu)銹(xiu)鋼為(wei)304,在特定情況(kuang)下,這種(zhong)材料對點腐蝕(pitting corro-sion)比較敏感。額外(wai)增加2%~3%的(de)鉬可以減少這種(zhong)敏感性,這樣就誕生了316。此外(wai),這些額外(wai)的(de)鉬還可以降低某些熱有機酸(suan)的(de)腐蝕。
316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)幾乎成為食品飲料行業標準材料。由(you)于世界范圍內(nei)鉬元素的短缺及316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)鎳含(han)量(liang)更多,316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的價格比304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)更貴。
在(zai)各(ge)種類型的(de)水(shui)(shui)(shui)介質(zhi)(蒸(zheng)餾(liu)水(shui)(shui)(shui)、飲(yin)用水(shui)(shui)(shui)、河水(shui)(shui)(shui)、鍋爐水(shui)(shui)(shui)、海水(shui)(shui)(shui)等)中,304不銹鋼與(yu)316不銹鋼的(de)抗腐蝕性能幾乎一樣(yang),除非介質(zhi)中氯離子的(de)含量非常高,此(ci)時316不銹鋼就更合適。
在大多(duo)數情(qing)況(kuang)下(xia),304不銹鋼與(yu)316不銹鋼的抗腐(fu)蝕性能沒有多(duo)大區別,但有些情(qing)況(kuang)下(xia)也可能差(cha)別很大,需具(ju)體(ti)(ti)情(qing)況(kuang)具(ju)體(ti)(ti)分析。
4. 耐熱性對比
在(zai)1600℃以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)間斷使(shi)用和(he)在(zai)1700℃以(yi)(yi)下的(de)(de)(de)連(lian)續(xu)使(shi)用中,316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼具有(you)好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)氧化性能(neng)。在(zai)800~1575℃的(de)(de)(de)范圍(wei)內,最(zui)好(hao)不(bu)(bu)要連(lian)續(xu)使(shi)用316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,但(dan)在(zai)該溫度范圍(wei)以(yi)(yi)外連(lian)續(xu)使(shi)用316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼時,該不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)熱(re)性。316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)耐(nai)碳(tan)化物析出的(de)(de)(de)性能(neng)比(bi)316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼更好(hao),可(ke)用于上述溫度范圍(wei)。
5. 熱處理對比
在1850~2050℃的溫度(du)范圍內進行退火,然(ran)后迅速退火,再迅速冷(leng)卻。316不銹鋼不能過熱處理進行硬(ying)化。
6. 焊接(jie)對比
316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良好的焊(han)接(jie)(jie)性(xing)能。可采用所(suo)有標準的焊(han)接(jie)(jie)方(fang)法進行(xing)焊(han)接(jie)(jie)。焊(han)接(jie)(jie)時可根據用途,分別(bie)采用316Cb、316L或309Cb不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)填(tian)料棒或焊(han)條進行(xing)焊(han)接(jie)(jie)。為獲得最(zui)佳的耐腐蝕(shi)性(xing)能,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊(han)接(jie)(jie)斷面需要進行(xing)焊(han)后退(tui)火處理(li)。如果使用316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),不(bu)(bu)需要進行(xing)焊(han)后退(tui)火處理(li)。
7. 機械性能對比
在所有(you)鋼材中,奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼的(de)屈服點最低(di)。因(yin)此從機械(xie)性能考慮,奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼并不是用(yong)于閥桿(gan)的(de)最佳(jia)材料,因(yin)為要保證一定的(de)強(qiang)度,閥桿(gan)的(de)直徑就會加大。屈服點不能通過熱處理來提(ti)高(gao)(gao),但可以通過冷成型提(ti)高(gao)(gao)。機械(xie)性能對比見表(biao)1.4.15。

8. 磁性對比
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(jing)間腐蝕”,見圖1.4.2。

由此開發出了304L不銹鋼(gang)和(he)316L不銹鋼(gang)來對抗這種腐蝕(shi)。304L不銹鋼(gang)和(he)316L不銹鋼(gang)的含碳(tan)(tan)(tan)量(liang)都較低,因(yin)為碳(tan)(tan)(tan)含量(liang)減少,所以就不會產生碳(tan)(tan)(tan)化鉻,也(ye)就不會生成晶間(jian)腐蝕(shi)。
含碳(tan)(tan)(tan)量超過(guo)0.03%的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)奧氏體型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(即(ji)不(bu)(bu)(bu)(bu)含鈦(tai)或鈮的(de)(de)(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)),如(ru)果熱(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)當則在某些環境(jing)中易產(chan)(chan)生(sheng)晶間腐(fu)蝕(shi)。這(zhe)(zhe)些鋼(gang)(gang)在425~815℃之間加熱(re)時(shi),或者緩慢冷卻通過(guo)這(zhe)(zhe)個溫度區間時(shi),都會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)晶間偏析,這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)熱(re)處理造(zao)成(cheng)碳(tan)(tan)(tan)化物在晶界沉淀(敏(min)化作(zuo)用),并且(qie)造(zao)成(cheng)最鄰(lin)近的(de)(de)(de)(de)區域鉻貧化使(shi)得這(zhe)(zhe)些區域對腐(fu)蝕(shi)敏(min)感。敏(min)化作(zuo)用也(ye)可出(chu)現于焊接時(shi),在焊接熱(re)影響(xiang)區造(zao)成(cheng)其后的(de)(de)(de)(de)局部腐(fu)蝕(shi)。較高的(de)(de)(de)(de)晶間腐(fu)蝕(shi)敏(min)感性并不(bu)(bu)(bu)(bu)意味著非低碳(tan)(tan)(tan)材料就更容易腐(fu)蝕(shi)。在高氯環境(jing)中,這(zhe)(zhe)種敏(min)感性也(ye)越高。對于軟閥座常(chang)規(gui)(gui)蝶閥而言,由于我們并不(bu)(bu)(bu)(bu)在閥板上(shang)進行焊接操作(zuo),因此采用低碳(tan)(tan)(tan)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)并沒有多(duo)大意義,不(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)大多(duo)數規(gui)(gui)格(ge)書會(hui)要求采用304L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)或316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。

