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(gang)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(bu)銹鋼(gang)是最普遍的鋼(gang)種,作為一(yi)種用途廣泛的鋼(gang),具有良好(hao)(hao)的耐蝕性(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)、低溫(wen)強度和機(ji)械特性(xing)(xing);沖(chong)壓、彎曲等熱加工(gong)性(xing)(xing)好(hao)(hao),無(wu)熱處理硬化現象(xiang)(無(wu)磁(ci)性(xing)(xing),使用溫(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、耐大氣腐蝕性和(he)高溫強度特別好(hao),可(ke)在苛刻的條件下使用(yong);加工(gong)硬化性優(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)學組分對比(bi)見(jian)表1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)(he)316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)含(han)鉬不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)種(zhong)。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)鉬含(han)量(liang)略高于316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由于鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)鉬,該鋼(gang)(gang)種(zhong)總(zong)的(de)性能優于310和(he)(he)304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),高溫條(tiao)件下,當硫酸(suan)的(de)濃度低于15%和(he)(he)高于85%時,316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)廣泛(fan)的(de)用(yong)途。316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還具有(you)良好(hao)的(de)抗(kang)氯化(hua)物侵蝕的(de)性能,所以(yi)通常(chang)用(yong)于海洋環境。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)最(zui)大(da)碳含(han)量(liang)為(wei)0.03%,可用(yong)于焊接后不(bu)能進(jin)行退火和(he)(he)需要(yao)最(zui)大(da)耐腐蝕性的(de)用(yong)途中(zhong)。


表 14.jpg


  某石(shi)化工程裝置,濃(nong)(nong)硫(liu)酸(suan)(suan)管道(dao)剛開始選用普通碳鋼管道(dao),由于自(zi)產濃(nong)(nong)硫(liu)酸(suan)(suan)濃(nong)(nong)度不(bu)是(shi)很穩定(ding),造成(cheng)管道(dao)多處(chu)泄漏(lou),后來配管設計(ji)修改為316不(bu)銹鋼管道(dao)。



3. 耐腐蝕對比


  316不銹鋼(gang)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能優于(yu)304不銹鋼(gang),在漿和(he)造紙的(de)生產(chan)過程中具有良好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)性(xing)(xing)能。而且316不銹鋼(gang)還耐海(hai)洋和(he)侵蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)工(gong)業大氣(qi)的(de)侵蝕(shi)(shi)。


  一般(ban)304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼在(zai)抗化(hua)學腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)方面差別(bie)不(bu)大,不(bu)過(guo)在(zai)某(mou)些(xie)特定介質(zhi)下有(you)所區別(bie)。最初開(kai)發(fa)出(chu)的不(bu)銹鋼為(wei)304,在(zai)特定情況下,這(zhe)種(zhong)材料對點腐(fu)蝕(shi)(shi)(pitting corro-sion)比較敏(min)感。額外(wai)增加2%~3%的鉬(mu)可以減少這(zhe)種(zhong)敏(min)感性,這(zhe)樣(yang)就誕生了(le)316。此(ci)外(wai),這(zhe)些(xie)額外(wai)的鉬(mu)還(huan)可以降低某(mou)些(xie)熱有(you)機酸(suan)的腐(fu)蝕(shi)(shi)。


  316不銹(xiu)鋼(gang)幾(ji)乎成為食品(pin)飲料行業標準材料。由于世界范圍內鉬元素的短(duan)缺及316不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)鎳含(han)量更多,316不銹(xiu)鋼(gang)的價格(ge)比304不銹(xiu)鋼(gang)更貴。


  在(zai)各(ge)種(zhong)類型(xing)的水介質(蒸餾水、飲用水、河(he)水、鍋(guo)爐水、海水等)中(zhong),304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼的抗腐蝕性能(neng)幾(ji)乎一樣,除非介質中(zhong)氯離子的含量非常高,此時316不(bu)銹鋼就更合適。


  在大(da)(da)多數(shu)情(qing)(qing)況(kuang)下(xia),304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼的抗(kang)腐蝕性能沒有(you)多大(da)(da)區別,但有(you)些情(qing)(qing)況(kuang)下(xia)也可能差別很大(da)(da),需具體情(qing)(qing)況(kuang)具體分析(xi)。



4. 耐熱性(xing)對比


  在(zai)(zai)1600℃以下的(de)(de)(de)(de)(de)間斷使(shi)用(yong)和在(zai)(zai)1700℃以下的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)(lian)續(xu)(xu)使(shi)用(yong)中,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有好的(de)(de)(de)(de)(de)耐氧化性(xing)能(neng)。在(zai)(zai)800~1575℃的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍(wei)(wei)內,最好不(bu)(bu)要連(lian)(lian)續(xu)(xu)使(shi)用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),但在(zai)(zai)該溫度范(fan)圍(wei)(wei)以外連(lian)(lian)續(xu)(xu)使(shi)用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)時,該不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐熱性(xing)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐碳化物析出的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)比(bi)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更好,可(ke)用(yong)于上述溫度范(fan)圍(wei)(wei)。



5. 熱處理對比


  在1850~2050℃的溫(wen)度范圍內進行退火,然后迅(xun)速(su)退火,再迅(xun)速(su)冷卻。316不(bu)銹鋼不(bu)能過熱處理(li)進行硬化。



6. 焊接(jie)對(dui)比


   316不(bu)銹鋼具有(you)(you)良(liang)好的焊(han)(han)(han)接(jie)性能。可(ke)采(cai)(cai)用(yong)(yong)所有(you)(you)標準的焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)。焊(han)(han)(han)接(jie)時可(ke)根(gen)據用(yong)(yong)途,分(fen)別采(cai)(cai)用(yong)(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不(bu)銹鋼填料棒或(huo)焊(han)(han)(han)條(tiao)進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)。為獲得(de)最佳的耐腐蝕性能,316不(bu)銹鋼的焊(han)(han)(han)接(jie)斷面需要(yao)進行(xing)焊(han)(han)(han)后退火處(chu)理。如果使用(yong)(yong)316L不(bu)銹鋼,不(bu)需要(yao)進行(xing)焊(han)(han)(han)后退火處(chu)理。



7. 機械(xie)性能對比


   在所有鋼(gang)材中(zhong),奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的屈(qu)服(fu)(fu)點(dian)最(zui)低。因此(ci)從機械(xie)性能考慮,奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)并不是用于閥桿的最(zui)佳(jia)材料,因為要保證一定的強度,閥桿的直徑就會加大。屈(qu)服(fu)(fu)點(dian)不能通過(guo)熱(re)處理來提高,但(dan)可以通過(guo)冷(leng)成型(xing)提高。機械(xie)性能對比見表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(xiu)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. 低碳類型的(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。


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   由(you)此開發出了304L不(bu)(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)(bu)銹鋼(gang)來對抗這種腐(fu)蝕(shi)。304L不(bu)(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)(bu)銹鋼(gang)的含碳(tan)量(liang)都較低,因為碳(tan)含量(liang)減少,所以(yi)就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)產生碳(tan)化(hua)鉻,也就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)生成晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。


   含(han)(han)碳(tan)量超過0.03%的(de)不(bu)穩定(ding)的(de)奧氏體型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(即不(bu)含(han)(han)鈦或鈮的(de)0Cr18Ni9不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)),如果熱處(chu)理不(bu)當則在(zai)(zai)(zai)某些(xie)環境(jing)中(zhong)易產生(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕。這(zhe)(zhe)些(xie)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)425~815℃之間(jian)加熱時(shi),或者緩慢冷卻(que)通過這(zhe)(zhe)個溫度區(qu)間(jian)時(shi),都會產生(sheng)晶(jing)間(jian)偏析,這(zhe)(zhe)樣的(de)熱處(chu)理造成(cheng)(cheng)碳(tan)化(hua)物在(zai)(zai)(zai)晶(jing)界沉淀(敏(min)化(hua)作用(yong)(yong)),并(bing)且造成(cheng)(cheng)最鄰(lin)近的(de)區(qu)域(yu)鉻(ge)貧化(hua)使得這(zhe)(zhe)些(xie)區(qu)域(yu)對(dui)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)。敏(min)化(hua)作用(yong)(yong)也可出現于焊(han)接時(shi),在(zai)(zai)(zai)焊(han)接熱影響(xiang)區(qu)造成(cheng)(cheng)其后的(de)局(ju)部腐(fu)蝕。較高(gao)的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏(min)感(gan)性并(bing)不(bu)意味著非低碳(tan)材料就(jiu)更(geng)容易腐(fu)蝕。在(zai)(zai)(zai)高(gao)氯(lv)環境(jing)中(zhong),這(zhe)(zhe)種(zhong)敏(min)感(gan)性也越高(gao)。對(dui)于軟(ruan)閥(fa)座常規蝶(die)閥(fa)而言,由于我們并(bing)不(bu)在(zai)(zai)(zai)閥(fa)板上進行焊(han)接操(cao)作,因此采用(yong)(yong)低碳(tan)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)并(bing)沒有多大意義,不(bu)過大多數(shu)規格書會要求采用(yong)(yong)304L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)或316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。