304不銹鋼是目前常用型號,即18/8不(bu)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(bu)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(bu)銹鋼是最普(pu)遍的(de)鋼種,作為一(yi)種用途廣泛的(de)鋼,具有良好(hao)的(de)耐(nai)蝕(shi)性、耐(nai)熱(re)性、低(di)溫強(qiang)度和機械特(te)性;沖壓、彎曲等熱(re)加工性好(hao),無(wu)熱(re)處理硬化現象(無(wu)磁性,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(xiu)鋼(gang)因(yin)添加鉬(mu),故其耐蝕性(xing)(xing)、耐大氣腐蝕性(xing)(xing)和高溫強度特別好,可在苛刻的(de)條件下使用;加工硬化性(xing)(xing)優(無磁(ci)性(xing)(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(hua)學組分對比


  化(hua)(hua)學組分對比(bi)見表1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是含(han)(han)鉬不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)種。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)鉬含(han)(han)量略(lve)高于(yu)(yu)316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),由于(yu)(yu)鋼(gang)中(zhong)含(han)(han)鉬,該鋼(gang)種總的(de)性(xing)能(neng)優于(yu)(yu)310和(he)304不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),高溫條件下,當硫(liu)酸的(de)濃度低于(yu)(yu)15%和(he)高于(yu)(yu)85%時,316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)有廣泛的(de)用(yong)途。316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)還具(ju)有良好的(de)抗(kang)氯化(hua)(hua)物侵蝕(shi)的(de)性(xing)能(neng),所以通常用(yong)于(yu)(yu)海洋環境。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)最大碳含(han)(han)量為0.03%,可(ke)用(yong)于(yu)(yu)焊(han)接后(hou)不(bu)(bu)(bu)能(neng)進行退火和(he)需要最大耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)的(de)用(yong)途中(zhong)。


表 14.jpg


  某石化工程裝置,濃硫(liu)酸管道(dao)剛開始選用普通碳鋼(gang)管道(dao),由于自(zi)產濃硫(liu)酸濃度不是很(hen)穩定,造成管道(dao)多處泄(xie)漏(lou),后來配管設(she)計修改為316不銹鋼(gang)管道(dao)。



3. 耐腐蝕對比


  316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼耐腐(fu)蝕性能(neng)優于(yu)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,在漿和(he)造紙的(de)(de)(de)生產過程中具有良好的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕的(de)(de)(de)性能(neng)。而且(qie)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼還耐海洋和(he)侵(qin)蝕性工業(ye)大氣(qi)的(de)(de)(de)侵(qin)蝕。


  一般304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)抗化學腐蝕(shi)(shi)性能方面差別(bie)不(bu)(bu)大,不(bu)(bu)過在(zai)某(mou)些特(te)定(ding)介質(zhi)下(xia)有所(suo)區別(bie)。最初開(kai)發出(chu)的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼為304,在(zai)特(te)定(ding)情況下(xia),這種材料對點腐蝕(shi)(shi)(pitting corro-sion)比(bi)較(jiao)敏感。額外增加2%~3%的(de)鉬(mu)可(ke)以(yi)減少這種敏感性,這樣就誕生了316。此外,這些額外的(de)鉬(mu)還(huan)可(ke)以(yi)降低(di)某(mou)些熱有機酸(suan)的(de)腐蝕(shi)(shi)。


  316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)幾乎成為食(shi)品飲料行業標(biao)準材料。由于世界范(fan)圍內鉬元素的短缺(que)及316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中鎳含(han)量更多,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的價格比(bi)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更貴。


  在各種類型的水(shui)介(jie)質(蒸餾水(shui)、飲用水(shui)、河水(shui)、鍋爐水(shui)、海水(shui)等(deng))中,304不銹(xiu)鋼與316不銹(xiu)鋼的抗(kang)腐蝕性能幾乎一樣,除(chu)非介(jie)質中氯離子的含量非常(chang)高(gao),此時316不銹(xiu)鋼就更合適。


  在(zai)大(da)多數情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia),304不銹鋼與316不銹鋼的(de)抗(kang)腐(fu)蝕性能(neng)沒有(you)多大(da)區(qu)別(bie),但有(you)些情(qing)況(kuang)(kuang)下(xia)也可能(neng)差別(bie)很(hen)大(da),需(xu)具體情(qing)況(kuang)(kuang)具體分析。



4. 耐熱(re)性對比


  在1600℃以下的(de)間斷(duan)使(shi)用和(he)在1700℃以下的(de)連(lian)(lian)續(xu)使(shi)用中,316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有(you)好(hao)(hao)的(de)耐氧化性(xing)(xing)能。在800~1575℃的(de)范(fan)(fan)圍內(nei),最好(hao)(hao)不(bu)(bu)(bu)要連(lian)(lian)續(xu)使(shi)用316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,但在該(gai)溫度范(fan)(fan)圍以外(wai)連(lian)(lian)續(xu)使(shi)用316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼時,該(gai)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有(you)良好(hao)(hao)的(de)耐熱性(xing)(xing)。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)耐碳化物析出的(de)性(xing)(xing)能比316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼更好(hao)(hao),可(ke)用于上述溫度范(fan)(fan)圍。



5. 熱處理(li)對比


  在1850~2050℃的溫度范(fan)圍(wei)內進(jin)行退火(huo),然后(hou)迅速(su)(su)退火(huo),再迅速(su)(su)冷卻。316不銹鋼不能過(guo)熱(re)處理(li)進(jin)行硬化。



6. 焊(han)接對(dui)比


   316不銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)良(liang)好的(de)焊(han)接(jie)性能。可(ke)(ke)采(cai)用(yong)(yong)所有(you)標(biao)準的(de)焊(han)接(jie)方(fang)法進行(xing)(xing)焊(han)接(jie)。焊(han)接(jie)時可(ke)(ke)根(gen)據用(yong)(yong)途,分別(bie)采(cai)用(yong)(yong)316Cb、316L或309Cb不銹(xiu)鋼(gang)填料棒或焊(han)條進行(xing)(xing)焊(han)接(jie)。為(wei)獲得(de)最佳的(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性能,316不銹(xiu)鋼(gang)的(de)焊(han)接(jie)斷面需要(yao)進行(xing)(xing)焊(han)后退(tui)火處理。如果使用(yong)(yong)316L不銹(xiu)鋼(gang),不需要(yao)進行(xing)(xing)焊(han)后退(tui)火處理。



7. 機械性能對比


   在所(suo)有(you)鋼(gang)材中,奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)屈服(fu)點(dian)最低。因(yin)此從機械性(xing)能考(kao)慮,奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)并不(bu)是用于(yu)閥桿的(de)(de)最佳材料,因(yin)為要保證一(yi)定的(de)(de)強(qiang)度,閥桿的(de)(de)直徑就(jiu)會加大。屈服(fu)點(dian)不(bu)能通過熱處理(li)來(lai)提(ti)高,但可以通過冷(leng)成型提(ti)高。機械性(xing)能對比見(jian)表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(lei)型(xing)的不銹(xiu)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。


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   由(you)此開發(fa)出了304L不(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)來(lai)對(dui)抗這種(zhong)腐(fu)蝕。304L不(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)的含碳量都(dou)較低(di),因為碳含量減(jian)少,所以(yi)就不(bu)會(hui)(hui)產生碳化鉻,也就不(bu)會(hui)(hui)生成晶間腐(fu)蝕。


   含(han)碳(tan)(tan)(tan)量超過0.03%的(de)不穩定的(de)奧氏體型不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(即(ji)不含(han)鈦(tai)或(huo)鈮(ni)的(de)0Cr18Ni9不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)),如(ru)果熱(re)處(chu)理(li)不當則在(zai)(zai)(zai)某些環(huan)境中易產生(sheng)晶間腐(fu)(fu)蝕。這(zhe)(zhe)(zhe)些鋼(gang)在(zai)(zai)(zai)425~815℃之間加熱(re)時,或(huo)者(zhe)緩慢冷卻(que)通過這(zhe)(zhe)(zhe)個溫度區(qu)間時,都會產生(sheng)晶間偏析,這(zhe)(zhe)(zhe)樣的(de)熱(re)處(chu)理(li)造成碳(tan)(tan)(tan)化(hua)(hua)物在(zai)(zai)(zai)晶界沉(chen)淀(dian)(敏化(hua)(hua)作用(yong)),并且造成最(zui)鄰(lin)近的(de)區(qu)域(yu)鉻貧化(hua)(hua)使得這(zhe)(zhe)(zhe)些區(qu)域(yu)對腐(fu)(fu)蝕敏感(gan)。敏化(hua)(hua)作用(yong)也可出現于(yu)焊接(jie)時,在(zai)(zai)(zai)焊接(jie)熱(re)影響區(qu)造成其后(hou)的(de)局(ju)部(bu)腐(fu)(fu)蝕。較高(gao)的(de)晶間腐(fu)(fu)蝕敏感(gan)性并不意(yi)味著非低碳(tan)(tan)(tan)材料就(jiu)更(geng)容易腐(fu)(fu)蝕。在(zai)(zai)(zai)高(gao)氯環(huan)境中,這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)敏感(gan)性也越(yue)高(gao)。對于(yu)軟閥座(zuo)常規(gui)蝶(die)閥而(er)言,由(you)于(yu)我們(men)并不在(zai)(zai)(zai)閥板上進行焊接(jie)操作,因此采用(yong)低碳(tan)(tan)(tan)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)并沒(mei)有多大意(yi)義,不過大多數規(gui)格書會要求采用(yong)304L不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)或(huo)316L不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。