304不銹鋼是目前常用型號,即18/8不(bu)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(neng)對比


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)最普遍的鋼(gang)種,作為一種用(yong)途廣泛(fan)的鋼(gang),具有良好(hao)的耐(nai)蝕性、耐(nai)熱性、低(di)溫(wen)(wen)強度和機械(xie)特性;沖(chong)壓、彎曲等(deng)熱加(jia)工性好(hao),無熱處理硬化現象(xiang)(無磁性,使用(yong)溫(wen)(wen)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)]不銹鋼因添加鉬,故其耐蝕性(xing)(xing)、耐大氣腐蝕性(xing)(xing)和(he)高(gao)溫強度特別好,可在苛刻的條件下(xia)使用;加工(gong)硬化性(xing)(xing)優(you)(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. 化學組分對比


  化學組分對比見表1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是含鉬(mu)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)種。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鉬(mu)含量略(lve)高于(yu)(yu)316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)中(zhong)含鉬(mu),該鋼(gang)(gang)種總(zong)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能優(you)于(yu)(yu)310和(he)(he)304不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),高溫條件(jian)下,當(dang)硫酸的(de)(de)濃度低(di)于(yu)(yu)15%和(he)(he)高于(yu)(yu)85%時,316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有廣泛(fan)的(de)(de)用(yong)途(tu)。316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還(huan)具(ju)有良好的(de)(de)抗氯(lv)化物侵蝕(shi)(shi)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能,所(suo)以通常用(yong)于(yu)(yu)海洋環境。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)最大(da)碳(tan)含量為0.03%,可用(yong)于(yu)(yu)焊接后不(bu)(bu)(bu)能進行退(tui)火和(he)(he)需要最大(da)耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)用(yong)途(tu)中(zhong)。


表 14.jpg


  某石化工(gong)程裝置(zhi),濃(nong)硫(liu)酸管(guan)道剛開(kai)始選用普通碳鋼管(guan)道,由于自產濃(nong)硫(liu)酸濃(nong)度不(bu)是很穩定,造成管(guan)道多(duo)處(chu)泄漏(lou),后(hou)來配管(guan)設計修(xiu)改為316不(bu)銹鋼管(guan)道。



3. 耐腐蝕對比


  316不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)耐腐蝕(shi)性能(neng)優于304不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),在漿和造(zao)紙的生產過(guo)程中具有良好的耐腐蝕(shi)的性能(neng)。而(er)且(qie)316不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)還耐海洋和侵蝕(shi)性工業大氣的侵蝕(shi)。


  一般304不銹鋼與316不銹鋼在抗化學腐(fu)蝕性(xing)能(neng)方面差別不大,不過(guo)在某些(xie)特(te)定介(jie)質下有所區別。最初(chu)開發出的(de)(de)不銹鋼為(wei)304,在特(te)定情況下,這(zhe)(zhe)種(zhong)材(cai)料對點腐(fu)蝕(pitting corro-sion)比較(jiao)敏感。額(e)外(wai)增加2%~3%的(de)(de)鉬可以減少(shao)這(zhe)(zhe)種(zhong)敏感性(xing),這(zhe)(zhe)樣就(jiu)誕(dan)生了316。此外(wai),這(zhe)(zhe)些(xie)額(e)外(wai)的(de)(de)鉬還可以降(jiang)低某些(xie)熱有機酸的(de)(de)腐(fu)蝕。


  316不銹(xiu)鋼(gang)幾(ji)乎成為食(shi)品飲料行業標準材料。由于世(shi)界范(fan)圍內鉬元(yuan)素的短缺及(ji)316不銹(xiu)鋼(gang)中鎳含(han)量更(geng)多,316不銹(xiu)鋼(gang)的價格比304不銹(xiu)鋼(gang)更(geng)貴。


  在各種類型(xing)的水介質(蒸(zheng)餾水、飲用水、河水、鍋爐水、海水等)中,304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)與316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的抗腐蝕性能幾乎(hu)一樣,除非介質中氯離子(zi)的含量(liang)非常高,此時(shi)316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就更(geng)合適。


  在(zai)大(da)(da)多數(shu)情況下,304不銹鋼與316不銹鋼的抗(kang)腐蝕(shi)性能沒(mei)有多大(da)(da)區別(bie),但(dan)有些情況下也(ye)可能差別(bie)很大(da)(da),需具體情況具體分析。



4. 耐熱性對比


  在1600℃以下的(de)(de)間斷使用(yong)和在1700℃以下的(de)(de)連續(xu)使用(yong)中,316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有好的(de)(de)耐氧(yang)化性能(neng)。在800~1575℃的(de)(de)范圍內,最好不(bu)要(yao)連續(xu)使用(yong)316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),但在該溫度(du)范圍以外連續(xu)使用(yong)316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)時,該不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有良(liang)好的(de)(de)耐熱性。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐碳化物(wu)析出的(de)(de)性能(neng)比316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)更好,可用(yong)于上述溫度(du)范圍。



5. 熱處(chu)理對比


  在1850~2050℃的溫(wen)度范圍內進行(xing)退火,然后迅速(su)退火,再迅速(su)冷卻(que)。316不銹(xiu)鋼不能過熱處理進行(xing)硬化。



6. 焊接對比


   316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有良好的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)性能(neng)。可采用所有標準的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法進行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時可根據(ju)用途,分別采用316Cb、316L或(huo)309Cb不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼填料棒或(huo)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)進行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)。為獲得最(zui)佳(jia)的耐腐蝕性能(neng),316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)斷面需要進行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)后退(tui)(tui)火(huo)處理。如果使用316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,不(bu)需要進行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)后退(tui)(tui)火(huo)處理。



7. 機械性能(neng)對比


   在所有鋼材(cai)中(zhong),奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼的屈服點最低。因此從機械(xie)性能考慮(lv),奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼并不(bu)(bu)是用(yong)于(yu)閥(fa)桿的最佳材(cai)料,因為要保證(zheng)一定的強度,閥(fa)桿的直徑就(jiu)會加大。屈服點不(bu)(bu)能通(tong)過(guo)熱處理來提高,但可以通(tong)過(guo)冷成(cheng)型提高。機械(xie)性能對比見(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(bu)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(gang)


   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(kai)發(fa)出(chu)了304L不(bu)銹(xiu)鋼和(he)316L不(bu)銹(xiu)鋼來(lai)對抗這種腐蝕。304L不(bu)銹(xiu)鋼和(he)316L不(bu)銹(xiu)鋼的含(han)碳量都較低,因為碳含(han)量減(jian)少,所以(yi)就不(bu)會(hui)產生碳化鉻,也就不(bu)會(hui)生成晶間腐蝕。


   含碳(tan)量超(chao)過(guo)0.03%的(de)(de)(de)不穩(wen)定的(de)(de)(de)奧(ao)氏體型不銹鋼(gang)(gang)(即(ji)不含鈦(tai)或鈮的(de)(de)(de)0Cr18Ni9不銹鋼(gang)(gang)),如果熱處理不當(dang)則在(zai)(zai)某些環境(jing)中易(yi)產生(sheng)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕。這(zhe)(zhe)些鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)425~815℃之間加熱時,或者緩慢冷卻通過(guo)這(zhe)(zhe)個溫度區間時,都會產生(sheng)晶(jing)(jing)間偏(pian)析,這(zhe)(zhe)樣的(de)(de)(de)熱處理造成(cheng)碳(tan)化(hua)物(wu)在(zai)(zai)晶(jing)(jing)界(jie)沉淀(敏(min)(min)(min)化(hua)作(zuo)用),并(bing)且造成(cheng)最(zui)鄰(lin)近的(de)(de)(de)區域鉻貧(pin)化(hua)使得這(zhe)(zhe)些區域對(dui)腐(fu)蝕敏(min)(min)(min)感。敏(min)(min)(min)化(hua)作(zuo)用也(ye)可出現于(yu)焊接時,在(zai)(zai)焊接熱影響區造成(cheng)其后的(de)(de)(de)局部腐(fu)蝕。較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)間腐(fu)蝕敏(min)(min)(min)感性(xing)并(bing)不意(yi)味著非低碳(tan)材(cai)料就更(geng)容易(yi)腐(fu)蝕。在(zai)(zai)高(gao)(gao)氯(lv)環境(jing)中,這(zhe)(zhe)種敏(min)(min)(min)感性(xing)也(ye)越高(gao)(gao)。對(dui)于(yu)軟閥座常規蝶閥而言(yan),由于(yu)我們(men)并(bing)不在(zai)(zai)閥板(ban)上進行焊接操作(zuo),因此采用低碳(tan)不銹鋼(gang)(gang)并(bing)沒有多大意(yi)義,不過(guo)大多數規格書會要求采用304L不銹鋼(gang)(gang)或316L不銹鋼(gang)(gang)。