304不銹鋼是目前常用型號,即18/8不銹(xiu)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(bu)銹鋼(gang)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(bi)


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹(xiu)鋼(gang)是最(zui)普遍的鋼(gang)種,作為一(yi)種用途廣泛的鋼(gang),具有良(liang)好的耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)(xing)、低溫強度和(he)機械(xie)特性(xing)(xing)(xing);沖壓、彎曲等(deng)熱加工性(xing)(xing)(xing)好,無熱處理(li)硬化現(xian)象(xiang)(無磁性(xing)(xing)(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(xiu)鋼因添(tian)加鉬,故其耐蝕性(xing)(xing)、耐大氣(qi)腐蝕性(xing)(xing)和(he)高(gao)溫強度(du)特別(bie)好(hao),可在苛刻的(de)條件下使用;加工(gong)硬化性(xing)(xing)優(you)(無磁性(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. 化學(xue)組(zu)分對比


  化學組分對比(bi)見表1.4.14, 316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)(he)316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是含鉬(mu)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)種。316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)鉬(mu)含量略高(gao)于(yu)(yu)(yu)316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由(you)于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)中含鉬(mu),該鋼(gang)(gang)種總的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)優于(yu)(yu)(yu)310和(he)(he)(he)304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),高(gao)溫條件下,當硫酸的(de)(de)濃度低于(yu)(yu)(yu)15%和(he)(he)(he)高(gao)于(yu)(yu)(yu)85%時(shi),316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)廣泛的(de)(de)用(yong)(yong)途(tu)(tu)。316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還具(ju)有(you)良(liang)好的(de)(de)抗氯化物(wu)侵蝕(shi)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng),所以(yi)通(tong)常用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)海(hai)洋環(huan)境(jing)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)最大碳含量為0.03%,可用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)焊接后不(bu)(bu)能(neng)(neng)進行(xing)退(tui)火和(he)(he)(he)需(xu)要最大耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)(de)用(yong)(yong)途(tu)(tu)中。


表 14.jpg


  某(mou)石(shi)化工(gong)程裝置(zhi),濃硫(liu)酸管(guan)(guan)道(dao)剛開始選用普(pu)通碳鋼管(guan)(guan)道(dao),由于自產(chan)濃硫(liu)酸濃度不是很穩定,造(zao)成管(guan)(guan)道(dao)多處泄漏,后來配(pei)管(guan)(guan)設計修改(gai)為(wei)316不銹鋼管(guan)(guan)道(dao)。



3. 耐(nai)腐蝕對(dui)比


  316不(bu)銹鋼(gang)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)能優于304不(bu)銹鋼(gang),在漿和造紙的(de)生(sheng)產(chan)過程中(zhong)具有良好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)的(de)性(xing)能。而(er)且316不(bu)銹鋼(gang)還耐海(hai)洋和侵(qin)(qin)蝕(shi)性(xing)工業(ye)大氣的(de)侵(qin)(qin)蝕(shi)。


  一般304不(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)銹(xiu)鋼在(zai)抗化學腐蝕性能(neng)方面(mian)差別不(bu)大,不(bu)過在(zai)某些(xie)(xie)特定介質下有所區別。最初開發(fa)出的不(bu)銹(xiu)鋼為304,在(zai)特定情況下,這(zhe)(zhe)種材料對點腐蝕(pitting corro-sion)比(bi)較敏(min)(min)感。額外(wai)(wai)增加2%~3%的鉬可(ke)以減少這(zhe)(zhe)種敏(min)(min)感性,這(zhe)(zhe)樣就誕生了316。此外(wai)(wai),這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)額外(wai)(wai)的鉬還可(ke)以降低某些(xie)(xie)熱有機酸(suan)的腐蝕。


  316不銹鋼(gang)(gang)(gang)幾乎成(cheng)為食品(pin)飲料行業標準(zhun)材料。由于世界范圍(wei)內鉬元素的(de)短(duan)缺及316不銹鋼(gang)(gang)(gang)中鎳含(han)量更(geng)多,316不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)價格比304不銹鋼(gang)(gang)(gang)更(geng)貴(gui)。


  在各種類(lei)型的(de)水(shui)介質(蒸餾水(shui)、飲用水(shui)、河水(shui)、鍋爐水(shui)、海水(shui)等)中(zhong),304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)與316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)抗(kang)腐蝕性能幾乎一樣,除非(fei)介質中(zhong)氯(lv)離子(zi)的(de)含(han)量(liang)非(fei)常高,此時316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)就更合適。


  在大多(duo)數情(qing)況下,304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)與316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的抗腐蝕性能沒有(you)多(duo)大區(qu)別,但有(you)些情(qing)況下也可能差別很大,需具(ju)體(ti)情(qing)況具(ju)體(ti)分析。



4. 耐熱(re)性對比


  在(zai)1600℃以下的(de)間斷使用和在(zai)1700℃以下的(de)連續(xu)使用中,316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)好(hao)的(de)耐氧化性(xing)(xing)能。在(zai)800~1575℃的(de)范(fan)圍內,最好(hao)不(bu)要連續(xu)使用316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),但(dan)在(zai)該溫(wen)度(du)范(fan)圍以外連續(xu)使用316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,該不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)良好(hao)的(de)耐熱性(xing)(xing)。316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐碳化物析出(chu)的(de)性(xing)(xing)能比(bi)316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)更(geng)好(hao),可用于上述溫(wen)度(du)范(fan)圍。



5. 熱(re)處理(li)對比


  在1850~2050℃的溫(wen)度范圍內進(jin)行退(tui)火,然(ran)后迅(xun)速(su)退(tui)火,再迅(xun)速(su)冷(leng)卻(que)。316不銹鋼不能過熱(re)處理進(jin)行硬化。



6. 焊接對比


   316不(bu)銹鋼具有良(liang)好的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)性能。可采(cai)用(yong)(yong)所有標(biao)準的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)方法進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)。焊(han)(han)接(jie)時(shi)可根據用(yong)(yong)途,分(fen)別采(cai)用(yong)(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不(bu)銹鋼填料棒或(huo)焊(han)(han)條進(jin)行(xing)焊(han)(han)接(jie)。為獲得(de)最(zui)佳的(de)(de)耐腐蝕性能,316不(bu)銹鋼的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)斷面(mian)需(xu)要進(jin)行(xing)焊(han)(han)后(hou)退(tui)火處理。如(ru)果使用(yong)(yong)316L不(bu)銹鋼,不(bu)需(xu)要進(jin)行(xing)焊(han)(han)后(hou)退(tui)火處理。



7. 機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)對(dui)比


   在所有鋼(gang)材中,奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的屈服點最低。因此從機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)(neng)考(kao)慮,奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)并不是(shi)用于閥桿(gan)的最佳材料(liao),因為要保證一定的強(qiang)度(du),閥桿(gan)的直徑就會(hui)加大。屈服點不能(neng)(neng)通過熱(re)處理來提高,但(dan)可(ke)以通過冷成(cheng)型提高。機(ji)械(xie)性(xing)能(neng)(neng)對比見表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(shi)”,見圖1.4.2。


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   由此(ci)開發(fa)出了304L不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和316L不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)來對抗這種腐(fu)蝕。304L不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和316L不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)含碳量都較低,因為碳含量減(jian)少(shao),所以(yi)就(jiu)不會產生碳化(hua)鉻(ge),也就(jiu)不會生成晶(jing)間腐(fu)蝕。


   含(han)碳(tan)量超過(guo)0.03%的(de)(de)不(bu)(bu)穩定的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)型不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(即不(bu)(bu)含(han)鈦或(huo)鈮的(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)),如果熱(re)(re)處理(li)不(bu)(bu)當則在(zai)某些環境中(zhong)易產生晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。這(zhe)些鋼(gang)在(zai)425~815℃之間(jian)加熱(re)(re)時,或(huo)者緩慢冷卻(que)通過(guo)這(zhe)個溫度區間(jian)時,都會產生晶間(jian)偏析,這(zhe)樣的(de)(de)熱(re)(re)處理(li)造(zao)成碳(tan)化(hua)物在(zai)晶界(jie)沉淀(dian)(敏(min)(min)化(hua)作(zuo)用(yong)),并且造(zao)成最(zui)鄰(lin)近的(de)(de)區域(yu)鉻(ge)貧化(hua)使(shi)得這(zhe)些區域(yu)對腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感(gan)(gan)。敏(min)(min)化(hua)作(zuo)用(yong)也可出現(xian)于(yu)(yu)焊接(jie)(jie)時,在(zai)焊接(jie)(jie)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區造(zao)成其后的(de)(de)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。較高的(de)(de)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏(min)(min)感(gan)(gan)性并不(bu)(bu)意味(wei)著(zhu)非(fei)低碳(tan)材料就更容易腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)高氯環境中(zhong),這(zhe)種敏(min)(min)感(gan)(gan)性也越高。對于(yu)(yu)軟閥座常規蝶閥而言,由于(yu)(yu)我們(men)并不(bu)(bu)在(zai)閥板上進行焊接(jie)(jie)操作(zuo),因此采(cai)用(yong)低碳(tan)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)并沒有多(duo)(duo)大意義,不(bu)(bu)過(guo)大多(duo)(duo)數規格書會要求采(cai)用(yong)304L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)或(huo)316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。