由于不銹鋼類型多,列入標準的牌號多,同時尚有大量廣泛使用的非標準牌號,這些牌號性能各異,因此恰如其分地選擇適用的不銹鋼牌號的難度很大。它涉及到材料學、腐蝕學以及工程學等多種學科的專門知識,除此以外,工程經驗是合理選用不銹鋼不可缺少的重要條件。


1. 必(bi)備條(tiao)件(jian)


  對不(bu)銹鋼(gang)部件或設備(bei)用材的合理選擇應(ying)必備(bei)下(xia)述條(tiao)件和(he)學(xue)科知識。


①. 服(fu)役條件


   不銹(xiu)(xiu)鋼部(bu)件(jian)或設備的服役條(tiao)件(jian)包括腐蝕介(jie)質成分、溫度、壓力(li)、受力(li)狀態(tai)、預期壽命等(deng),是(shi)選擇適(shi)用不銹(xiu)(xiu)鋼的先決條(tiao)件(jian)。充分了解部(bu)件(jian)的使用條(tiao)件(jian),是(shi)合理選擇不銹(xiu)(xiu)鋼必備的首(shou)要(yao)條(tiao)件(jian)。


②. 深(shen)入了解不(bu)銹鋼(gang)性能和相關數據


    應(ying)根據部件或設備(bei)的工作條件選擇(ze)(ze)不銹鋼材料,選材者(zhe)應(ying)對(dui)各類(lei)不銹鋼性能(neng)、限制(zhi)其使用的環(huan)境因素,是否(fou)易于購得等知(zhi)識(shi)有較(jiao)全面的了(le)解,方能(neng)有針對(dui)性地進行(xing)選擇(ze)(ze)。


③. 工程實(shi)踐經驗(yan)


  同類服(fu)役條件(jian)下,不(bu)銹鋼材料實際使用經驗(yan)是合理(li)選材的重要依(yi)據,應特別(bie)予(yu)以重視。


④. 模擬(ni)試驗數據(ju)


   在許多(duo)腐蝕(shi)環境下,在沒有實際使(shi)用(yong)經驗(yan)的條件下,實驗(yan)室(shi)模擬試(shi)驗(yan)數據或現場掛片數據往往是合理選用(yong)不(bu)銹鋼材料的關鍵(jian)數據。



2. 合理(li)選(xuan)擇不銹鋼的相關因素


  不(bu)(bu)銹鋼的力學性(xing)(xing)能,耐蝕性(xing)(xing),物(wu)理(li)性(xing)(xing)能和工藝性(xing)(xing)能等材料(liao)因素和材料(liao)的使(shi)用條(tiao)件,包括溫度、腐蝕介(jie)質(zhi)成分、受力狀(zhuang)態、預期使(shi)用壽命(ming)等服役條(tiao)件是制約不(bu)(bu)銹鋼選用時必須認真考慮的兩大決定因素。


 ①. 與材料性(xing)能相(xiang)關(guan)的材料因素


  不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)、力(li)學性(xing)能、物(wu)理(li)性(xing)能、工藝性(xing)能是材(cai)料的(de)(de)(de)(de)本質所(suo)決定(ding)的(de)(de)(de)(de),是不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)內在性(xing)能,它們決定(ding)了一(yi)個材(cai)料的(de)(de)(de)(de)應用范圍。


  耐蝕性: 耐蝕性包括不銹性和在酸、堿、鹽等腐蝕介質中的耐均(jun)勻(yun)腐蝕和耐局部腐蝕性能以及在高溫下耐氧化、抗硫化、氯化和氟化的性能。


  作為耐(nai)蝕(shi)結構(gou)材(cai)料,耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)是決定是否選用的(de)重要指(zhi)標,如(ru)果鋼的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)不能滿足(zu)使用要求,其(qi)他性(xing)(xing)能無論如(ru)何(he)優越,也不能予以考慮。


  在僅僅是均勻腐蝕的環境(jing)下(xia),目前可(ke)以遵循(xun)的是耐蝕性的10級(ji)標準,見表(biao)3-1。


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 究竟選(xuan)用哪種耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)等級(ji)的(de)牌號,要考慮設(she)(she)備(bei)的(de)制造(zao)難(nan)易程(cheng)度(du)、維修(xiu)是否方便、預期使(shi)(shi)用壽命、由此(ci)設(she)(she)備(bei)所生(sheng)產的(de)產品質量要求(qiu)(雜(za)質、顏(yan)色、純度(du))以(yi)(yi)及(ji)價格等諸(zhu)多因素。通常,對(dui)使(shi)(shi)用過程(cheng)中要求(qiu)與(yu)環境介質接觸的(de)部分具有(you)(you)光潔(jie)鏡面(mian)或(huo)尺寸精密的(de)儀(yi)表以(yi)(yi)及(ji)對(dui)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)產物污染有(you)(you)嚴格限制的(de)設(she)(she)備(bei)和(he)部件(jian),可(ke)(ke)選(xuan)擇具有(you)(you)1~3級(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)標準的(de)牌號;對(dui)要求(qiu)密切配合,長期不漏(lou)和(he)使(shi)(shi)用壽命長的(de)使(shi)(shi)用條件(jian),可(ke)(ke)選(xuan)用2~5級(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性的(de)材(cai)料(liao)(liao);對(dui)于(yu)檢修(xiu)方便易于(yu)更換的(de)設(she)(she)備(bei)和(he)部件(jian)可(ke)(ke)選(xuan)用具有(you)(you)4~7級(ji)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)(liao)。對(dui)于(yu)年(nian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)率超過1mm的(de)材(cai)料(liao)(liao),除(chu)特殊情況(kuang)外,應不予以(yi)(yi)選(xuan)用。必須(xu)強調的(de)是:在(zai)實際(ji)運行(xing)中,往往不是單(dan)一(yi)的(de)均(jun)勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),可(ke)(ke)能會存(cun)在(zai)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)疲勞(lao)等腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)形式出現,在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)介質條件(jian)不能改變(bian)或(huo)無(wu)法加以(yi)(yi)控(kong)制的(de)條件(jian)下,在(zai)選(xuan)擇材(cai)料(liao)(liao)時(shi)應一(yi)并考慮。


a. 力學(xue)性能 


   力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)包括強度、硬度、塑性(xing)(xing)、沖擊(ji)韌(ren)性(xing)(xing)、疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)和(he)斷裂力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)。這些性(xing)(xing)能(neng)是(shi)作為結構材(cai)料選(xuan)擇(ze)時(shi)必(bi)須考(kao)慮(lv)的(de)(de)(de)(de)因素,也可以(yi)認為是(shi)合(he)(he)理選(xuan)擇(ze)不銹鋼的(de)(de)(de)(de)基礎。不銹鋼的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)受(shou)測定(ding)條(tiao)件的(de)(de)(de)(de)強烈影(ying)響,如溫度、介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)腐蝕程度、中子(zi)輻照等都將使在(zai)(zai)(zai)(zai)常規條(tiao)件下所得到的(de)(de)(de)(de)數值顯著下降,因此在(zai)(zai)(zai)(zai)使用(yong)(yong)常規數據時(shi)應考(kao)慮(lv)性(xing)(xing)能(neng)指標的(de)(de)(de)(de)變(bian)化。在(zai)(zai)(zai)(zai)特定(ding)的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)條(tiao)件下,常常是(shi)某一力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)指標起主導作用(yong)(yong),如量具、刀具、醫療器(qi)械(xie)等,需(xu)優先考(kao)慮(lv)鋼的(de)(de)(de)(de)硬度。在(zai)(zai)(zai)(zai)交變(bian)載荷(he)作用(yong)(yong)下,鋼的(de)(de)(de)(de)疲勞(lao)性(xing)(xing)能(neng)就成為主要選(xuan)材(cai)依據,在(zai)(zai)(zai)(zai)承受(shou)沖擊(ji)載荷(he)或在(zai)(zai)(zai)(zai)低溫下使用(yong)(yong),鋼的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)和(he)脆性(xing)(xing)轉變(bian)溫度是(shi)合(he)(he)理選(xuan)擇(ze)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)最(zui)關鍵指標。


 b. 物(wu)理(li)性能(neng) 


   鋼(gang)的(de)(de)彈性(xing)模量,熱(re)膨脹(zhang)(zhang)系數、磁性(xing)、導熱(re)系數等物理性(xing)能(neng),在某(mou)些應用場合成為不(bu)可忽視(shi)的(de)(de)選擇依據,如(ru)要(yao)求無磁性(xing),僅(jin)限于(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)。對于(yu)制造(zao)容器、塔、槽等設備襯里的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang),鋼(gang)的(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)(zhang)系數就十(shi)分重要(yao);對于(yu)制造(zao)熱(re)交換器的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang),熱(re)膨脹(zhang)(zhang)系數和導熱(re)系數成為選擇的(de)(de)重要(yao)條件(jian),尤(you)其是在與異種鋼(gang)焊(han)接時其熱(re)膨脹(zhang)(zhang)系數就更(geng)加重要(yao)。


 c. 工藝性(xing)能(neng) 


  鋼的(de)可焊性(xing),冷成(cheng)形(xing)性(xing)能等(deng)是(shi)某些(xie)應用中特別(bie)重要(yao)(yao)的(de)工藝(yi)性(xing)能指標(biao)。例(li)如,冷成(cheng)形(xing)性(xing)能是(shi)深(shen)拉(la)和脹(zhang)形(xing)成(cheng)形(xing)作業的(de)關鍵(jian)指標(biao),用此鐵(tie)素體(ti)不銹鋼的(de)n、r值、奧氏體(ti)不銹鋼的(de)延伸(shen)率將成(cheng)為選(xuan)擇(ze)適用不銹鋼的(de)主要(yao)(yao)考慮(lv)因素。深(shen)拉(la)成(cheng)形(xing)用薄板的(de)生產企業,為滿足這種(zhong)需要(yao)(yao),應在(zai)鋼的(de)成(cheng)分控制、工藝(yi)調(diao)整等(deng)方(fang)面保(bao)證最終成(cheng)品的(de)冷成(cheng)形(xing)性(xing)能。


②. 服役條件


 不銹(xiu)鋼(gang)設備和部件(jian)的(de)工(gong)作條(tiao)(tiao)件(jian),包括(kuo)環(huan)境溫度(du)、腐蝕介質成分(fen)、受(shou)力狀態、對磁性的(de)限制、是否遭受(shou)中子輻照等服役條(tiao)(tiao)件(jian)構(gou)成了合(he)理選(xuan)擇不銹(xiu)鋼(gang)的(de)外在(zai)因素,所選(xuan)用(yong)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)必須(xu)與外界條(tiao)(tiao)件(jian)相適應。