由于不銹鋼類型多,列入標準的牌號多,同時尚有大量廣泛使用的非標準牌號,這些牌號性能各異,因此恰如其分地選擇適用的不銹鋼牌號的難度很大。它涉及到材料學、腐蝕學以及工程學等多種學科的專門知識,除此以外,工程經驗是合理選用不銹(xiu)鋼不可缺少的重要條件。


1. 必備條件


  對不(bu)銹(xiu)鋼(gang)部件或設(she)備(bei)用材的合理(li)選(xuan)擇應(ying)必備(bei)下述條(tiao)件和學科知識。


①. 服役條件


   不銹鋼部(bu)件(jian)(jian)或設(she)備的(de)服(fu)役條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)包括腐蝕介(jie)質成分(fen)、溫度、壓力、受力狀(zhuang)態、預期壽命(ming)等,是選擇適用不銹鋼的(de)先決條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)。充分(fen)了解部(bu)件(jian)(jian)的(de)使用條(tiao)(tiao)件(jian)(jian),是合理選擇不銹鋼必(bi)備的(de)首要條(tiao)(tiao)件(jian)(jian)。


②. 深入(ru)了解不銹鋼性能和相關數據


    應根據部(bu)件(jian)或(huo)設備的工作條件(jian)選(xuan)擇不(bu)銹(xiu)鋼材料,選(xuan)材者應對各類(lei)不(bu)銹(xiu)鋼性(xing)能、限制其使用的環境因(yin)素,是否易于(yu)購(gou)得等知(zhi)識(shi)有(you)較全(quan)面的了解,方能有(you)針對性(xing)地進行選(xuan)擇。


③. 工(gong)程實踐經(jing)驗


  同類服役條件下,不銹鋼材(cai)(cai)料實際(ji)使用經驗是(shi)合理選材(cai)(cai)的重要依據(ju),應特別予(yu)以重視(shi)。


④. 模擬(ni)試驗數(shu)據


   在許多腐蝕(shi)環境下(xia),在沒(mei)有(you)實際使用經驗的條件下(xia),實驗室模(mo)擬試驗數據(ju)或(huo)現場(chang)掛片(pian)數據(ju)往(wang)往(wang)是合理選(xuan)用不銹鋼材(cai)料的關(guan)鍵數據(ju)。



2. 合理選擇不銹鋼的相關因素


  不銹鋼的(de)力學性能,耐蝕性,物理(li)性能和工藝性能等(deng)材料因(yin)(yin)素和材料的(de)使(shi)用(yong)條(tiao)件,包括(kuo)溫度、腐蝕介(jie)質成(cheng)分、受力狀態、預(yu)期使(shi)用(yong)壽命(ming)等(deng)服役條(tiao)件是(shi)制約不銹鋼選用(yong)時(shi)必須認真考慮的(de)兩大決定因(yin)(yin)素。


 ①. 與材料性(xing)能相關(guan)的材料因素


  不銹鋼的(de)(de)耐蝕性、力學性能(neng)(neng)、物理性能(neng)(neng)、工藝(yi)性能(neng)(neng)是材料的(de)(de)本(ben)質所決定的(de)(de),是不銹鋼的(de)(de)內在性能(neng)(neng),它們決定了一個材料的(de)(de)應用范圍。


  耐蝕性: 耐蝕性包括不銹性和在酸、堿、鹽等腐蝕介質中的耐均勻(yun)腐蝕和耐局部腐蝕性能以及在高溫下耐氧化、抗硫化、氯化和氟化的性能。


  作為耐蝕結構材(cai)料(liao),耐蝕性(xing)是(shi)決定是(shi)否選用的重要(yao)指標,如果鋼的耐蝕性(xing)不(bu)(bu)能(neng)滿足使用要(yao)求,其他性(xing)能(neng)無論如何優越(yue),也不(bu)(bu)能(neng)予以考慮。


  在僅僅是均勻(yun)腐(fu)蝕(shi)的環境(jing)下,目前可以遵(zun)循的是耐蝕(shi)性的10級標準(zhun),見表3-1。


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 究竟選(xuan)用(yong)哪種耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)等級的(de)牌號,要(yao)考(kao)慮設(she)備(bei)的(de)制(zhi)造難易程(cheng)度、維修是(shi)否方(fang)便、預(yu)期使用(yong)壽(shou)命(ming)、由此設(she)備(bei)所生產的(de)產品質(zhi)量要(yao)求(qiu)(雜質(zhi)、顏色、純度)以(yi)及價格等諸多(duo)因(yin)素。通(tong)常,對使用(yong)過(guo)程(cheng)中要(yao)求(qiu)與環(huan)境(jing)介質(zhi)接觸的(de)部(bu)(bu)分(fen)具有(you)(you)光(guang)潔(jie)鏡面(mian)或(huo)尺寸精密的(de)儀表以(yi)及對腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物污染有(you)(you)嚴格限制(zhi)的(de)設(she)備(bei)和部(bu)(bu)件(jian)(jian)(jian),可(ke)選(xuan)擇具有(you)(you)1~3級耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)標準的(de)牌號;對要(yao)求(qiu)密切(qie)配合,長期不漏和使用(yong)壽(shou)命(ming)長的(de)使用(yong)條件(jian)(jian)(jian),可(ke)選(xuan)用(yong)2~5級耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性的(de)材料(liao)(liao);對于(yu)檢(jian)修方(fang)便易于(yu)更換的(de)設(she)備(bei)和部(bu)(bu)件(jian)(jian)(jian)可(ke)選(xuan)用(yong)具有(you)(you)4~7級的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)材料(liao)(liao)。對于(yu)年腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率超過(guo)1mm的(de)材料(liao)(liao),除特(te)殊情況外(wai),應不予以(yi)選(xuan)用(yong)。必須(xu)強調的(de)是(shi):在實際運行中,往往不是(shi)單一(yi)的(de)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),可(ke)能(neng)會存在應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、點(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲勞等腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形(xing)式(shi)出(chu)現,在腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介質(zhi)條件(jian)(jian)(jian)不能(neng)改(gai)變或(huo)無法加以(yi)控制(zhi)的(de)條件(jian)(jian)(jian)下,在選(xuan)擇材料(liao)(liao)時(shi)應一(yi)并考(kao)慮。


a. 力學性(xing)能(neng) 


   力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)包括(kuo)強(qiang)度、硬(ying)度、塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、沖擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、疲勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)斷裂力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。這些(xie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)是作(zuo)為結(jie)構材料(liao)(liao)選(xuan)擇(ze)時必須考(kao)(kao)慮的(de)(de)因素,也(ye)可(ke)以認為是合(he)(he)理(li)選(xuan)擇(ze)不銹鋼的(de)(de)基礎。不銹鋼的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)受測定條件的(de)(de)強(qiang)烈影響(xiang),如溫(wen)度、介質的(de)(de)腐蝕程度、中子輻照等(deng)都將使(shi)(shi)在(zai)常(chang)規條件下(xia)(xia)所得到(dao)的(de)(de)數值顯著下(xia)(xia)降,因此在(zai)使(shi)(shi)用(yong)(yong)常(chang)規數據(ju)時應考(kao)(kao)慮性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)指標的(de)(de)變(bian)化(hua)。在(zai)特定的(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)(yong)條件下(xia)(xia),常(chang)常(chang)是某一力學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)指標起主導(dao)作(zuo)用(yong)(yong),如量具(ju)、刀具(ju)、醫療器械等(deng),需優先考(kao)(kao)慮鋼的(de)(de)硬(ying)度。在(zai)交變(bian)載荷(he)作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)(xia),鋼的(de)(de)疲勞(lao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)就成為主要選(xuan)材依據(ju),在(zai)承受沖擊(ji)載荷(he)或在(zai)低(di)溫(wen)下(xia)(xia)使(shi)(shi)用(yong)(yong),鋼的(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)脆性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)轉變(bian)溫(wen)度是合(he)(he)理(li)選(xuan)擇(ze)材料(liao)(liao)的(de)(de)最(zui)關鍵(jian)指標。


 b. 物理性能 


   鋼的(de)彈(dan)性模量,熱(re)(re)膨脹系數、磁(ci)性、導熱(re)(re)系數等物(wu)理性能(neng),在(zai)某些應(ying)用(yong)場合成為不(bu)可忽視的(de)選(xuan)擇依據,如要求無磁(ci)性,僅限于(yu)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼。對于(yu)制造(zao)(zao)容(rong)器(qi)、塔、槽等設備襯里的(de)不(bu)銹鋼,鋼的(de)熱(re)(re)膨脹系數就十分重(zhong)要;對于(yu)制造(zao)(zao)熱(re)(re)交換器(qi)的(de)不(bu)銹鋼,熱(re)(re)膨脹系數和(he)導熱(re)(re)系數成為選(xuan)擇的(de)重(zhong)要條件,尤其(qi)(qi)是在(zai)與(yu)異種鋼焊接時其(qi)(qi)熱(re)(re)膨脹系數就更(geng)加重(zhong)要。


 c. 工(gong)藝性能 


  鋼(gang)的可焊(han)性(xing),冷(leng)成(cheng)(cheng)形(xing)性(xing)能(neng)等是(shi)某些應(ying)用(yong)中(zhong)特別重要(yao)的工藝(yi)性(xing)能(neng)指標。例如,冷(leng)成(cheng)(cheng)形(xing)性(xing)能(neng)是(shi)深拉(la)和脹形(xing)成(cheng)(cheng)形(xing)作業的關鍵指標,用(yong)此鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)的n、r值、奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的延伸(shen)率(lv)將成(cheng)(cheng)為(wei)選擇適(shi)用(yong)不銹鋼(gang)的主要(yao)考慮因素(su)。深拉(la)成(cheng)(cheng)形(xing)用(yong)薄板的生產企業,為(wei)滿(man)足這種(zhong)需要(yao),應(ying)在鋼(gang)的成(cheng)(cheng)分控制(zhi)、工藝(yi)調(diao)整等方面保證最終(zhong)成(cheng)(cheng)品的冷(leng)成(cheng)(cheng)形(xing)性(xing)能(neng)。


②. 服役條件(jian)


 不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)設備(bei)和(he)部件(jian)(jian)的工作條(tiao)件(jian)(jian),包括環境溫度、腐蝕介質成(cheng)分、受力狀態、對磁性的限(xian)制、是否遭受中子輻照等服役條(tiao)件(jian)(jian)構(gou)成(cheng)了合理(li)選擇不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的外在因素,所選用的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)必須與外界條(tiao)件(jian)(jian)相適應。