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(bu)銹鋼(gang)不可缺少的重要條件。
1. 必(bi)備條件
對不(bu)銹鋼部件(jian)或(huo)設備用材的合理選擇應(ying)必(bi)備下(xia)述(shu)條件(jian)和學科知(zhi)識。
①. 服役(yi)條件
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)部件(jian)或設(she)備的(de)服役(yi)條(tiao)件(jian)包(bao)括腐蝕介質成分(fen)、溫度、壓力、受力狀態、預(yu)期壽命等,是(shi)選(xuan)擇適用(yong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)先決條(tiao)件(jian)。充分(fen)了解部件(jian)的(de)使用(yong)條(tiao)件(jian),是(shi)合理(li)選(xuan)擇不(bu)銹(xiu)鋼(gang)必備的(de)首要條(tiao)件(jian)。
②. 深(shen)入了解不(bu)銹鋼性能和相關數據(ju)
應(ying)根據部件(jian)或設(she)備的(de)工作(zuo)條件(jian)選(xuan)(xuan)擇不銹鋼材料,選(xuan)(xuan)材者應(ying)對(dui)各類不銹鋼性能、限(xian)制其使用的(de)環境因素,是否易(yi)于購(gou)得等知識有較全面的(de)了解,方能有針對(dui)性地進(jin)行選(xuan)(xuan)擇。
③. 工(gong)程實踐(jian)經驗
同類(lei)服(fu)役條件下,不銹(xiu)鋼材(cai)料實際使(shi)用經驗是合(he)理選材(cai)的(de)重(zhong)要依(yi)據,應特別(bie)予以重(zhong)視(shi)。
④. 模擬試驗數據
在許(xu)多腐(fu)蝕環境下,在沒有(you)實際使用經驗的條件下,實驗室模(mo)擬試驗數據或現(xian)場掛片數據往(wang)往(wang)是(shi)合理選用不銹鋼材料的關鍵數據。
2. 合理(li)選擇不(bu)銹(xiu)鋼的(de)相關(guan)因素(su)
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的力學性(xing)能(neng),耐(nai)蝕性(xing),物理性(xing)能(neng)和(he)(he)工藝性(xing)能(neng)等材料(liao)因素(su)和(he)(he)材料(liao)的使(shi)用條件,包括溫度、腐蝕介質(zhi)成(cheng)分、受力狀態、預期使(shi)用壽命等服役(yi)條件是制約(yue)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼選用時必須認真考(kao)慮的兩大決定因素(su)。
①. 與材(cai)料(liao)性(xing)能相(xiang)關的材(cai)料(liao)因素
不(bu)銹鋼的(de)(de)耐蝕性(xing)、力(li)學性(xing)能(neng)、物理性(xing)能(neng)、工(gong)藝(yi)性(xing)能(neng)是材(cai)料(liao)的(de)(de)本質所(suo)決定的(de)(de),是不(bu)銹鋼的(de)(de)內(nei)在性(xing)能(neng),它們(men)決定了一(yi)個(ge)材(cai)料(liao)的(de)(de)應(ying)用范圍(wei)。
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勻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。
作為耐蝕(shi)結構材(cai)料,耐蝕(shi)性是決定是否選用的重要指標,如(ru)果鋼的耐蝕(shi)性不能滿足使(shi)用要求,其(qi)他(ta)性能無論如(ru)何優越,也不能予以考(kao)慮。
在僅僅是均勻腐蝕的環境下(xia),目前可以遵循的是耐蝕性的10級標(biao)準,見表3-1。

究(jiu)竟(jing)選(xuan)用(yong)(yong)哪(na)種耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)等級的(de)(de)牌號,要(yao)考(kao)慮設備的(de)(de)制(zhi)造難易程(cheng)度、維修是否方便、預期使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)、由此設備所生(sheng)產的(de)(de)產品質(zhi)量(liang)要(yao)求(雜質(zhi)、顏(yan)色、純(chun)度)以(yi)及價格(ge)等諸多因(yin)素(su)。通常,對(dui)使用(yong)(yong)過(guo)程(cheng)中要(yao)求與環(huan)境(jing)介質(zhi)接觸的(de)(de)部(bu)分具(ju)有光潔鏡(jing)面或(huo)尺寸精(jing)密(mi)的(de)(de)儀表以(yi)及對(dui)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物污染有嚴(yan)格(ge)限制(zhi)的(de)(de)設備和(he)部(bu)件,可選(xuan)擇具(ju)有1~3級耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)標準的(de)(de)牌號;對(dui)要(yao)求密(mi)切(qie)配(pei)合,長(chang)期不(bu)(bu)漏和(he)使用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)的(de)(de)使用(yong)(yong)條(tiao)件,可選(xuan)用(yong)(yong)2~5級耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)材(cai)料(liao);對(dui)于(yu)(yu)檢修方便易于(yu)(yu)更換的(de)(de)設備和(he)部(bu)件可選(xuan)用(yong)(yong)具(ju)有4~7級的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)。對(dui)于(yu)(yu)年腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率超過(guo)1mm的(de)(de)材(cai)料(liao),除(chu)特殊情況外,應不(bu)(bu)予以(yi)選(xuan)用(yong)(yong)。必須(xu)強(qiang)調(diao)的(de)(de)是:在(zai)實際運行(xing)中,往(wang)往(wang)不(bu)(bu)是單一的(de)(de)均(jun)勻(yun)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),可能會存在(zai)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和(he)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞(lao)等腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形(xing)式出現,在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)條(tiao)件不(bu)(bu)能改變(bian)或(huo)無法加以(yi)控制(zhi)的(de)(de)條(tiao)件下,在(zai)選(xuan)擇材(cai)料(liao)時應一并考(kao)慮。
a. 力學性(xing)能
力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)包括強度(du)(du)、硬度(du)(du)、塑性(xing)(xing)(xing)(xing)、沖擊韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)、疲勞性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和斷裂力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。這些性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)是(shi)作(zuo)為結構材料選擇時必須考慮(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)因素(su),也(ye)可以認(ren)為是(shi)合(he)理選擇不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)基礎。不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)受測定條件的(de)(de)(de)(de)強烈(lie)影響,如溫度(du)(du)、介質的(de)(de)(de)(de)腐蝕程(cheng)度(du)(du)、中(zhong)子輻(fu)照(zhao)等都將使在(zai)常(chang)規條件下(xia)所得(de)到(dao)的(de)(de)(de)(de)數值顯(xian)著(zhu)下(xia)降(jiang),因此在(zai)使用常(chang)規數據(ju)(ju)時應考慮(lv)(lv)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)指(zhi)標(biao)的(de)(de)(de)(de)變化。在(zai)特定的(de)(de)(de)(de)使用條件下(xia),常(chang)常(chang)是(shi)某一力學性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)指(zhi)標(biao)起主導作(zuo)用,如量具、刀(dao)具、醫療器械等,需優先考慮(lv)(lv)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)硬度(du)(du)。在(zai)交變載荷作(zuo)用下(xia),鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)疲勞性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)就(jiu)成為主要選材依據(ju)(ju),在(zai)承受沖擊載荷或在(zai)低(di)溫下(xia)使用,鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)韌(ren)性(xing)(xing)(xing)(xing)和脆性(xing)(xing)(xing)(xing)轉(zhuan)變溫度(du)(du)是(shi)合(he)理選擇材料的(de)(de)(de)(de)最關(guan)鍵指(zhi)標(biao)。
b. 物理(li)性能
鋼(gang)(gang)的(de)(de)彈(dan)性模量,熱(re)(re)膨脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)(xi)數、磁性、導熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)(xi)數等(deng)物理性能,在某些應用場合成為不(bu)可(ke)忽視(shi)的(de)(de)選擇依據,如要(yao)求無磁性,僅限(xian)于奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。對于制(zhi)造(zao)容(rong)器(qi)、塔、槽等(deng)設備襯里的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),鋼(gang)(gang)的(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)(xi)數就(jiu)十分重(zhong)要(yao);對于制(zhi)造(zao)熱(re)(re)交換器(qi)的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),熱(re)(re)膨脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)(xi)數和導熱(re)(re)系(xi)(xi)(xi)(xi)數成為選擇的(de)(de)重(zhong)要(yao)條件,尤其是在與異種鋼(gang)(gang)焊接時其熱(re)(re)膨脹(zhang)(zhang)系(xi)(xi)(xi)(xi)數就(jiu)更加重(zhong)要(yao)。
c. 工藝性能(neng)
鋼(gang)的(de)可焊性,冷(leng)成形性能等是(shi)(shi)某(mou)些應用中特別重要的(de)工藝性能指(zhi)標。例如,冷(leng)成形性能是(shi)(shi)深(shen)拉和(he)脹形成形作業的(de)關鍵(jian)指(zhi)標,用此鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)n、r值、奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)延伸(shen)率將成為選擇適(shi)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)主要考慮因素。深(shen)拉成形用薄(bo)板的(de)生(sheng)產(chan)企業,為滿足這(zhe)種需要,應在鋼(gang)的(de)成分控制、工藝調整等方面保證最終成品(pin)的(de)冷(leng)成形性能。
②. 服役條(tiao)件
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)設備和部(bu)件(jian)的工作(zuo)條件(jian),包(bao)括環(huan)境溫度、腐蝕介質成(cheng)分、受(shou)力狀態(tai)、對磁性的限制、是否遭受(shou)中子輻照等服(fu)役(yi)條件(jian)構成(cheng)了合理選(xuan)擇不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的外在因素,所選(xuan)用的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)必須(xu)與外界條件(jian)相適(shi)應。

