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. 性能對比


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹鋼是最普(pu)遍(bian)的(de)鋼種,作為一種用途廣泛的(de)鋼,具有良好的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)、耐(nai)熱(re)(re)性(xing)、低溫強(qiang)度和機械(xie)特性(xing);沖(chong)壓、彎曲(qu)等熱(re)(re)加(jia)工性(xing)好,無熱(re)(re)處理硬化(hua)現象(無磁(ci)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(bu)銹鋼因添加鉬,故其(qi)耐蝕(shi)性、耐大氣腐(fu)蝕(shi)性和高(gao)溫(wen)強度特(te)別好(hao),可在苛刻的條件下使用;加工硬化性優(無磁性)。


 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(xue)組分對比


  化學組分對比(bi)見表1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)含(han)(han)鉬(mu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)種。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中的鉬(mu)含(han)(han)量略(lve)高(gao)于(yu)(yu)(yu)316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)中含(han)(han)鉬(mu),該鋼(gang)(gang)種總的性(xing)(xing)(xing)能優于(yu)(yu)(yu)310和(he)304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),高(gao)溫(wen)條件下,當硫酸的濃度(du)低于(yu)(yu)(yu)15%和(he)高(gao)于(yu)(yu)(yu)85%時,316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有廣泛的用(yong)途。316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還具(ju)有良好的抗氯化物侵蝕的性(xing)(xing)(xing)能,所以(yi)通常用(yong)于(yu)(yu)(yu)海洋環境(jing)。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的最(zui)大碳含(han)(han)量為(wei)0.03%,可(ke)用(yong)于(yu)(yu)(yu)焊接(jie)后不(bu)能進行退火和(he)需(xu)要最(zui)大耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)(xing)的用(yong)途中。


表 14.jpg


  某石化工程裝置,濃(nong)硫(liu)酸管(guan)(guan)道剛開始選用普通(tong)碳鋼管(guan)(guan)道,由于自(zi)產濃(nong)硫(liu)酸濃(nong)度(du)不是很穩(wen)定,造成管(guan)(guan)道多處泄漏,后(hou)來配管(guan)(guan)設計修改為(wei)316不銹鋼管(guan)(guan)道。



3. 耐腐蝕(shi)對比(bi)


  316不銹(xiu)(xiu)鋼耐(nai)腐蝕性(xing)(xing)能優于304不銹(xiu)(xiu)鋼,在漿和造紙(zhi)的(de)生(sheng)產過程中具有良好的(de)耐(nai)腐蝕的(de)性(xing)(xing)能。而且316不銹(xiu)(xiu)鋼還耐(nai)海洋和侵(qin)蝕性(xing)(xing)工業大(da)氣的(de)侵(qin)蝕。


  一般304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)抗化學腐(fu)蝕(shi)性能方面差別不(bu)(bu)大,不(bu)(bu)過在(zai)某些特定(ding)介質下有所區別。最(zui)初(chu)開發出的不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)為304,在(zai)特定(ding)情況(kuang)下,這(zhe)種材料對點腐(fu)蝕(shi)(pitting corro-sion)比(bi)較(jiao)敏(min)感(gan)(gan)。額(e)外(wai)增(zeng)加2%~3%的鉬(mu)可(ke)(ke)以減少(shao)這(zhe)種敏(min)感(gan)(gan)性,這(zhe)樣就誕(dan)生了316。此外(wai),這(zhe)些額(e)外(wai)的鉬(mu)還可(ke)(ke)以降(jiang)低(di)某些熱有機酸(suan)的腐(fu)蝕(shi)。


  316不銹鋼幾(ji)乎成為食品飲(yin)料行業標準材料。由于世界范圍內鉬元素的短缺及(ji)316不銹鋼中鎳含量更多,316不銹鋼的價格比304不銹鋼更貴。


  在(zai)各種類型的(de)水介質(蒸餾水、飲(yin)用(yong)水、河水、鍋爐水、海(hai)水等)中,304不(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)銹(xiu)鋼的(de)抗(kang)腐蝕性(xing)能幾乎一樣,除(chu)非介質中氯離子(zi)的(de)含量非常(chang)高,此時316不(bu)銹(xiu)鋼就更合適。


  在大(da)多數情況下,304不銹鋼(gang)與(yu)316不銹鋼(gang)的抗腐蝕(shi)性能沒有(you)多大(da)區(qu)別(bie),但有(you)些(xie)情況下也可能差別(bie)很大(da),需具(ju)體情況具(ju)體分(fen)析。



4. 耐熱性對(dui)比(bi)


  在1600℃以下的(de)間斷使(shi)用(yong)和在1700℃以下的(de)連(lian)續使(shi)用(yong)中,316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有好(hao)的(de)耐(nai)(nai)氧化(hua)性能。在800~1575℃的(de)范(fan)圍內,最好(hao)不(bu)要連(lian)續使(shi)用(yong)316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),但在該溫度范(fan)圍以外(wai)連(lian)續使(shi)用(yong)316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時(shi),該不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有良好(hao)的(de)耐(nai)(nai)熱性。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐(nai)(nai)碳化(hua)物析(xi)出的(de)性能比316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)更好(hao),可用(yong)于上述溫度范(fan)圍。



5. 熱(re)處理(li)對比


  在1850~2050℃的溫度范圍內進行(xing)(xing)退(tui)火,然(ran)后(hou)迅(xun)速(su)退(tui)火,再迅(xun)速(su)冷卻。316不銹鋼不能過熱處理進行(xing)(xing)硬化。



6. 焊(han)接對比


   316不銹鋼具有良好的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)性能。可采用所有標準(zhun)的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)方法進行(xing)(xing)焊(han)接(jie)(jie)(jie)。焊(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)可根據用途,分別采用316Cb、316L或(huo)(huo)309Cb不銹鋼填料棒(bang)或(huo)(huo)焊(han)條(tiao)進行(xing)(xing)焊(han)接(jie)(jie)(jie)。為獲得最佳的(de)耐腐蝕性能,316不銹鋼的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)斷面需要進行(xing)(xing)焊(han)后退火處理。如(ru)果(guo)使用316L不銹鋼,不需要進行(xing)(xing)焊(han)后退火處理。



7. 機械性能(neng)對比


   在所有鋼材中,奧(ao)氏(shi)體不銹鋼的(de)屈服點最(zui)低。因此(ci)從機(ji)械性(xing)能考慮,奧(ao)氏(shi)體不銹鋼并不是用于閥桿的(de)最(zui)佳材料,因為要保證一定(ding)的(de)強度,閥桿的(de)直(zhi)徑就會加大。屈服點不能通過(guo)(guo)熱處(chu)理來提高,但可以通過(guo)(guo)冷成型提高。機(ji)械性(xing)能對比見(jian)表(biao)1.4.15。


表 15.jpg



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“晶間腐蝕”,見圖1.4.2。


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   由此開發(fa)出了304L不(bu)銹鋼(gang)(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)(gang)來對抗(kang)這(zhe)種(zhong)腐蝕。304L不(bu)銹鋼(gang)(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)(gang)的含碳(tan)量都較低,因為碳(tan)含量減少(shao),所以就(jiu)不(bu)會(hui)(hui)產生(sheng)碳(tan)化鉻,也就(jiu)不(bu)會(hui)(hui)生(sheng)成晶間腐蝕。


   含碳(tan)量超過0.03%的(de)(de)(de)不(bu)(bu)穩定的(de)(de)(de)奧氏體型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(即不(bu)(bu)含鈦或(huo)鈮的(de)(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)銹鋼(gang)),如果熱(re)處理(li)不(bu)(bu)當則在(zai)(zai)某些環境(jing)中易(yi)(yi)產生晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕。這(zhe)(zhe)(zhe)些鋼(gang)在(zai)(zai)425~815℃之間(jian)(jian)加熱(re)時,或(huo)者緩慢(man)冷卻(que)通過這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)溫度區(qu)間(jian)(jian)時,都會(hui)產生晶間(jian)(jian)偏(pian)析,這(zhe)(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)熱(re)處理(li)造(zao)成(cheng)碳(tan)化(hua)物在(zai)(zai)晶界沉淀(敏(min)化(hua)作用),并(bing)且造(zao)成(cheng)最鄰近的(de)(de)(de)區(qu)域鉻貧化(hua)使得這(zhe)(zhe)(zhe)些區(qu)域對腐(fu)蝕敏(min)感(gan)(gan)。敏(min)化(hua)作用也可出(chu)現于焊接(jie)時,在(zai)(zai)焊接(jie)熱(re)影響區(qu)造(zao)成(cheng)其后(hou)的(de)(de)(de)局部腐(fu)蝕。較高(gao)的(de)(de)(de)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)(gan)性(xing)并(bing)不(bu)(bu)意(yi)味著非低(di)碳(tan)材(cai)料就(jiu)更容易(yi)(yi)腐(fu)蝕。在(zai)(zai)高(gao)氯(lv)環境(jing)中,這(zhe)(zhe)(zhe)種敏(min)感(gan)(gan)性(xing)也越高(gao)。對于軟閥(fa)座(zuo)常規(gui)蝶閥(fa)而言,由于我們(men)并(bing)不(bu)(bu)在(zai)(zai)閥(fa)板上(shang)進行焊接(jie)操作,因此(ci)采(cai)用低(di)碳(tan)不(bu)(bu)銹鋼(gang)并(bing)沒有多(duo)大(da)意(yi)義,不(bu)(bu)過大(da)多(duo)數規(gui)格書會(hui)要求采(cai)用304L不(bu)(bu)銹鋼(gang)或(huo)316L不(bu)(bu)銹鋼(gang)。