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(xiu)鋼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(xing)能對比


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹鋼(gang)是最普(pu)遍(bian)的(de)鋼(gang)種(zhong),作為一(yi)種(zhong)用途廣泛的(de)鋼(gang),具有(you)良好的(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)(nai)熱性(xing)(xing)、低溫強度和機(ji)械特性(xing)(xing);沖(chong)壓、彎曲等熱加工性(xing)(xing)好,無熱處理硬化現象(無磁性(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)]不銹鋼因添加鉬,故(gu)其耐(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)大氣腐蝕性(xing)(xing)和高溫強度特別好(hao),可在苛(ke)刻的(de)條件(jian)下使(shi)用;加工硬化性(xing)(xing)優(無(wu)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. 化學組分(fen)對(dui)比


  化學(xue)組分對(dui)比見(jian)表(biao)1.4.14, 316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是含(han)鉬(mu)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鉬(mu)含(han)量(liang)(liang)略高(gao)于(yu)(yu)(yu)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),由于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)含(han)鉬(mu),該鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種總(zong)的(de)(de)性能(neng)優于(yu)(yu)(yu)310和(he)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),高(gao)溫(wen)條件下,當硫酸(suan)的(de)(de)濃(nong)度低于(yu)(yu)(yu)15%和(he)高(gao)于(yu)(yu)(yu)85%時,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)(ju)有廣(guang)泛的(de)(de)用途。316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)還具(ju)(ju)有良好的(de)(de)抗(kang)氯化物侵蝕的(de)(de)性能(neng),所以通常用于(yu)(yu)(yu)海(hai)洋環境。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)最(zui)大碳含(han)量(liang)(liang)為0.03%,可用于(yu)(yu)(yu)焊接后不(bu)(bu)能(neng)進行退(tui)火和(he)需(xu)要最(zui)大耐腐蝕性的(de)(de)用途中(zhong)。


表 14.jpg


  某石(shi)化工程裝置,濃硫酸(suan)管道(dao)剛(gang)開始選用普通(tong)碳鋼管道(dao),由(you)于自產濃硫酸(suan)濃度不(bu)是(shi)很(hen)穩定,造成(cheng)管道(dao)多處泄漏,后來配管設計修改為316不(bu)銹鋼管道(dao)。



3. 耐腐蝕對(dui)比


  316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐腐蝕(shi)性(xing)能(neng)優(you)于(yu)304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),在(zai)漿和造紙(zhi)的(de)生產過(guo)程中具(ju)有良好(hao)的(de)耐腐蝕(shi)的(de)性(xing)能(neng)。而且316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還耐海(hai)洋和侵蝕(shi)性(xing)工業大氣的(de)侵蝕(shi)。


  一般304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)抗化學(xue)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)方面差別不(bu)(bu)大,不(bu)(bu)過在(zai)某些特(te)定(ding)介質下(xia)有所區別。最初開(kai)發出的(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼為304,在(zai)特(te)定(ding)情況下(xia),這(zhe)種(zhong)材料(liao)對(dui)點腐蝕(shi)(pitting corro-sion)比(bi)較敏(min)感(gan)。額外增加2%~3%的(de)鉬(mu)可以減(jian)少這(zhe)種(zhong)敏(min)感(gan)性(xing),這(zhe)樣就誕(dan)生了316。此外,這(zhe)些額外的(de)鉬(mu)還(huan)可以降低某些熱(re)有機酸(suan)的(de)腐蝕(shi)。


  316不銹(xiu)鋼幾乎成(cheng)為食品飲料(liao)行業標準材料(liao)。由于世界(jie)范(fan)圍內鉬元素的短缺及316不銹(xiu)鋼中(zhong)鎳含量更多,316不銹(xiu)鋼的價(jia)格比304不銹(xiu)鋼更貴。


  在各種類型的水(shui)(shui)介質(蒸(zheng)餾水(shui)(shui)、飲用(yong)水(shui)(shui)、河(he)水(shui)(shui)、鍋爐水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)等(deng))中,304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼的抗腐蝕(shi)性(xing)能(neng)幾乎一樣,除非介質中氯離(li)子的含量非常高(gao),此時316不(bu)銹鋼就(jiu)更合適。


  在大(da)多(duo)數情(qing)況(kuang)下,304不銹鋼與316不銹鋼的(de)抗腐蝕性能(neng)沒有多(duo)大(da)區別(bie),但有些情(qing)況(kuang)下也(ye)可能(neng)差別(bie)很大(da),需(xu)具體情(qing)況(kuang)具體分析。



4. 耐熱性對比


  在(zai)1600℃以下(xia)的(de)間斷使用(yong)和在(zai)1700℃以下(xia)的(de)連續使用(yong)中,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)(you)好(hao)的(de)耐(nai)氧化(hua)性能。在(zai)800~1575℃的(de)范圍內,最(zui)好(hao)不(bu)(bu)要(yao)連續使用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),但(dan)在(zai)該溫度范圍以外連續使用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)時,該不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)(you)良好(hao)的(de)耐(nai)熱性。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)碳化(hua)物析出的(de)性能比316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更好(hao),可用(yong)于上述溫度范圍。



5. 熱處理對比(bi)


  在(zai)1850~2050℃的溫度范圍內進行退火(huo),然(ran)后迅速退火(huo),再迅速冷卻(que)。316不(bu)銹鋼(gang)不(bu)能過熱處理(li)進行硬化。



6. 焊接對比


   316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)良好的(de)焊(han)接(jie)性(xing)能。可采用所有(you)標(biao)準(zhun)的(de)焊(han)接(jie)方法(fa)進(jin)行焊(han)接(jie)。焊(han)接(jie)時可根據(ju)用途,分別(bie)采用316Cb、316L或309Cb不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)填料(liao)棒或焊(han)條(tiao)進(jin)行焊(han)接(jie)。為獲得最(zui)佳(jia)的(de)耐腐蝕性(xing)能,316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)接(jie)斷面需要(yao)(yao)進(jin)行焊(han)后退火處理。如(ru)果使用316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),不(bu)需要(yao)(yao)進(jin)行焊(han)后退火處理。



7. 機械性能對比


   在所有鋼材中,奧(ao)氏體不(bu)銹鋼的(de)屈服點(dian)最低。因(yin)此從機(ji)械(xie)性能(neng)考(kao)慮,奧(ao)氏體不(bu)銹鋼并不(bu)是用于閥桿的(de)最佳(jia)材料,因(yin)為要保(bao)證一定的(de)強度,閥桿的(de)直徑就會加大。屈服點(dian)不(bu)能(neng)通過熱處(chu)理來提高,但可以通過冷成型提高。機(ji)械(xie)性能(neng)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(ti)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(di)碳類型(xing)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(jing)間腐蝕”,見圖1.4.2。


2.jpg


   由此開發(fa)出了(le)304L不(bu)(bu)銹鋼和316L不(bu)(bu)銹鋼來對(dui)抗這(zhe)種(zhong)腐蝕。304L不(bu)(bu)銹鋼和316L不(bu)(bu)銹鋼的含碳量都較低(di),因為碳含量減(jian)少,所以就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)產生碳化鉻(ge),也(ye)就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)生成晶間腐蝕。


   含碳量超(chao)過(guo)0.03%的不穩(wen)定的奧氏體型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(即不含鈦或鈮的0Cr18Ni9不銹(xiu)鋼(gang)(gang)),如果熱處(chu)理不當則(ze)在(zai)某(mou)些(xie)環境(jing)中易產(chan)生(sheng)晶間腐(fu)蝕。這(zhe)(zhe)些(xie)鋼(gang)(gang)在(zai)425~815℃之(zhi)間加熱時,或者緩慢冷卻通(tong)過(guo)這(zhe)(zhe)個(ge)溫度區(qu)間時,都會產(chan)生(sheng)晶間偏(pian)析,這(zhe)(zhe)樣的熱處(chu)理造成(cheng)碳化(hua)物在(zai)晶界(jie)沉淀(敏化(hua)作用),并且造成(cheng)最鄰近的區(qu)域鉻貧(pin)化(hua)使得這(zhe)(zhe)些(xie)區(qu)域對腐(fu)蝕敏感。敏化(hua)作用也(ye)可出現于(yu)焊(han)接(jie)時,在(zai)焊(han)接(jie)熱影響區(qu)造成(cheng)其后的局部(bu)腐(fu)蝕。較(jiao)高的晶間腐(fu)蝕敏感性(xing)并不意味著(zhu)非低碳材料就更容易腐(fu)蝕。在(zai)高氯環境(jing)中,這(zhe)(zhe)種敏感性(xing)也(ye)越高。對于(yu)軟(ruan)閥座常規(gui)蝶閥而言,由于(yu)我(wo)們并不在(zai)閥板上進行焊(han)接(jie)操作,因(yin)此采用低碳不銹(xiu)鋼(gang)(gang)并沒有多大意義(yi),不過(guo)大多數規(gui)格書(shu)會要求采用304L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)或316L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。