304不銹鋼是目前常用型號,即18/8不銹鋼。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


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是最(zui)普(pu)遍的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong),作為一種(zhong)用途(tu)廣泛的(de)鋼(gang)(gang),具(ju)有良好的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)熱性(xing)(xing)、低溫(wen)強度(du)和機械特性(xing)(xing);沖壓、彎曲等熱加工(gong)性(xing)(xing)好,無(wu)熱處理硬化現(xian)象(無(wu)磁性(xing)(xing),使用溫(wen)度(du)-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)鋼因添(tian)加鉬,故其耐(nai)蝕性、耐(nai)大氣腐蝕性和高溫強度特別好,可在苛刻的(de)條件下使用;加工硬(ying)化性優(無磁性)。


 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(hua)學組分對(dui)比見表(biao)1.4.14, 316不銹(xiu)鋼(gang)和316L不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)含(han)(han)鉬(mu)(mu)不銹(xiu)鋼(gang)種。316L不銹(xiu)鋼(gang)中的鉬(mu)(mu)含(han)(han)量略高于(yu)(yu)316不銹(xiu)鋼(gang),由(you)于(yu)(yu)鋼(gang)中含(han)(han)鉬(mu)(mu),該鋼(gang)種總的性能(neng)優于(yu)(yu)310和304不銹(xiu)鋼(gang),高溫條件(jian)下(xia),當(dang)硫酸(suan)的濃(nong)度低(di)于(yu)(yu)15%和高于(yu)(yu)85%時,316不銹(xiu)鋼(gang)具有(you)廣泛的用途。316不銹(xiu)鋼(gang)還具有(you)良(liang)好(hao)的抗氯化(hua)物侵(qin)蝕(shi)的性能(neng),所以通常用于(yu)(yu)海洋環境。316L不銹(xiu)鋼(gang)的最(zui)(zui)大(da)碳(tan)含(han)(han)量為0.03%,可(ke)用于(yu)(yu)焊(han)接(jie)后不能(neng)進行(xing)退(tui)火和需要最(zui)(zui)大(da)耐腐蝕(shi)性的用途中。


表 14.jpg


  某石化工程裝置,濃硫酸管道(dao)剛開始選(xuan)用普通碳鋼管道(dao),由于(yu)自產濃硫酸濃度(du)不(bu)是很(hen)穩定,造成(cheng)管道(dao)多(duo)處(chu)泄(xie)漏(lou),后(hou)來配管設計(ji)修(xiu)改為316不(bu)銹鋼管道(dao)。



3. 耐(nai)腐蝕對比


  316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)腐蝕性能優(you)于(yu)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang),在漿和(he)造紙的生(sheng)產過程中(zhong)具有良(liang)好的耐(nai)腐蝕的性能。而且316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)還(huan)耐(nai)海(hai)洋和(he)侵蝕性工業大氣的侵蝕。


  一般304不銹鋼(gang)(gang)與316不銹鋼(gang)(gang)在(zai)抗(kang)化學腐(fu)(fu)蝕性能方面差別(bie)不大,不過在(zai)某些特定介質(zhi)下有(you)所區(qu)別(bie)。最(zui)初開發出的(de)不銹鋼(gang)(gang)為(wei)304,在(zai)特定情(qing)況下,這種材(cai)料對點腐(fu)(fu)蝕(pitting corro-sion)比(bi)較敏感。額(e)外增加2%~3%的(de)鉬(mu)(mu)可以減少這種敏感性,這樣就(jiu)誕生了316。此外,這些額(e)外的(de)鉬(mu)(mu)還可以降低某些熱有(you)機酸的(de)腐(fu)(fu)蝕。


  316不(bu)銹鋼幾乎成為食品飲料行業標(biao)準(zhun)材料。由于世界范圍內(nei)鉬元素的短缺及(ji)316不(bu)銹鋼中鎳含量更(geng)(geng)多,316不(bu)銹鋼的價格比304不(bu)銹鋼更(geng)(geng)貴。


  在各種類型的(de)水(shui)介質(蒸(zheng)餾水(shui)、飲用水(shui)、河水(shui)、鍋爐(lu)水(shui)、海水(shui)等)中,304不銹鋼與316不銹鋼的(de)抗腐(fu)蝕性能幾乎一樣,除非(fei)介質中氯(lv)離子(zi)的(de)含量非(fei)常(chang)高,此時316不銹鋼就更(geng)合適。


  在大多數情(qing)(qing)況下(xia),304不(bu)銹鋼(gang)與316不(bu)銹鋼(gang)的抗(kang)腐蝕性能沒有(you)多大區別,但有(you)些情(qing)(qing)況下(xia)也(ye)可能差(cha)別很大,需具(ju)體情(qing)(qing)況具(ju)體分(fen)析。



4. 耐(nai)熱性對(dui)比


  在(zai)1600℃以(yi)下(xia)的(de)(de)間斷使用和(he)在(zai)1700℃以(yi)下(xia)的(de)(de)連續使用中,316不銹(xiu)鋼(gang)具有好(hao)的(de)(de)耐(nai)氧化性能。在(zai)800~1575℃的(de)(de)范(fan)圍(wei)(wei)內,最好(hao)不要連續使用316不銹(xiu)鋼(gang),但在(zai)該溫(wen)度范(fan)圍(wei)(wei)以(yi)外連續使用316不銹(xiu)鋼(gang)時,該不銹(xiu)鋼(gang)具有良好(hao)的(de)(de)耐(nai)熱性。316L不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)碳化物析出(chu)的(de)(de)性能比316不銹(xiu)鋼(gang)更(geng)好(hao),可用于上述溫(wen)度范(fan)圍(wei)(wei)。



5. 熱處(chu)理(li)對比


  在(zai)1850~2050℃的(de)溫度(du)范圍內進行退火,然后(hou)迅(xun)速退火,再迅(xun)速冷卻(que)。316不銹(xiu)鋼不能(neng)過熱處理進行硬化。



6. 焊接對比


   316不銹(xiu)(xiu)鋼具有(you)良(liang)好的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)性能。可(ke)(ke)采(cai)用(yong)所有(you)標準的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)方法進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)。焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)可(ke)(ke)根據用(yong)途,分別采(cai)用(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不銹(xiu)(xiu)鋼填料棒或(huo)焊(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)。為獲得最(zui)佳的(de)耐腐(fu)蝕性能,316不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)斷面需要進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)后退火處(chu)理(li)。如果使(shi)用(yong)316L不銹(xiu)(xiu)鋼,不需要進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)后退火處(chu)理(li)。



7. 機(ji)械(xie)性能對比


   在所(suo)有鋼(gang)(gang)材(cai)中(zhong),奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)的屈服(fu)點(dian)最(zui)低(di)。因(yin)此(ci)從機械性(xing)能考慮,奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)并不是用于閥(fa)桿的最(zui)佳材(cai)料,因(yin)為要保證一定的強度,閥(fa)桿的直徑就會加大。屈服(fu)點(dian)不能通過(guo)熱(re)處(chu)理來提(ti)高(gao),但可(ke)以通過(guo)冷成型提(ti)高(gao)。機械性(xing)能對比見表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(xing)的(de)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”,見圖1.4.2。


2.jpg


   由此開發(fa)出了304L不銹(xiu)鋼(gang)和316L不銹(xiu)鋼(gang)來對(dui)抗這(zhe)種腐(fu)蝕(shi)。304L不銹(xiu)鋼(gang)和316L不銹(xiu)鋼(gang)的含碳(tan)量都較低,因為碳(tan)含量減少,所以(yi)就不會產(chan)生碳(tan)化鉻(ge),也就不會生成晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)。


   含碳(tan)(tan)量超過(guo)0.03%的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)穩定的(de)(de)奧氏體(ti)型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(即(ji)不(bu)(bu)(bu)含鈦或鈮(ni)的(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)),如果熱處理不(bu)(bu)(bu)當則在(zai)(zai)某些(xie)(xie)環境中(zhong)易(yi)產(chan)生(sheng)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)。這些(xie)(xie)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)425~815℃之間(jian)加熱時(shi)(shi),或者緩慢冷(leng)卻通過(guo)這個溫度(du)區間(jian)時(shi)(shi),都(dou)會產(chan)生(sheng)晶間(jian)偏(pian)析,這樣的(de)(de)熱處理造(zao)成(cheng)(cheng)碳(tan)(tan)化物(wu)在(zai)(zai)晶界沉淀(敏(min)化作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)),并且造(zao)成(cheng)(cheng)最鄰近的(de)(de)區域鉻(ge)貧(pin)化使得這些(xie)(xie)區域對腐蝕(shi)(shi)敏(min)感。敏(min)化作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)也可出現(xian)于(yu)焊接(jie)時(shi)(shi),在(zai)(zai)焊接(jie)熱影響區造(zao)成(cheng)(cheng)其后(hou)的(de)(de)局(ju)部(bu)腐蝕(shi)(shi)。較(jiao)高的(de)(de)晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)敏(min)感性(xing)并不(bu)(bu)(bu)意味(wei)著(zhu)非低碳(tan)(tan)材料就更容易(yi)腐蝕(shi)(shi)。在(zai)(zai)高氯環境中(zhong),這種敏(min)感性(xing)也越高。對于(yu)軟閥座常規蝶閥而言,由于(yu)我們(men)并不(bu)(bu)(bu)在(zai)(zai)閥板上進行焊接(jie)操作(zuo)(zuo),因此采用(yong)(yong)低碳(tan)(tan)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)并沒(mei)有多大意義,不(bu)(bu)(bu)過(guo)大多數規格(ge)書會要求采用(yong)(yong)304L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)或316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。