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鋼(gang)不可缺少的重要條件。


1. 必備(bei)條件


  對(dui)不銹(xiu)鋼部件或設備用材的合理選(xuan)擇應(ying)必備下述條件和學科知識。


①. 服役條件


   不銹(xiu)鋼部(bu)件或設備(bei)的(de)服(fu)役條(tiao)件包(bao)括腐蝕介質成(cheng)分、溫(wen)度(du)、壓(ya)力、受(shou)力狀態(tai)、預期壽命等,是選擇適用(yong)不銹(xiu)鋼的(de)先決條(tiao)件。充分了解部(bu)件的(de)使用(yong)條(tiao)件,是合理選擇不銹(xiu)鋼必備(bei)的(de)首要條(tiao)件。


②. 深入了解不銹鋼性能(neng)和相關(guan)數據(ju)


    應(ying)根據(ju)部件(jian)或(huo)設備的工(gong)作條件(jian)選擇(ze)(ze)不銹(xiu)鋼材料,選材者應(ying)對各類(lei)不銹(xiu)鋼性能、限(xian)制其使用(yong)的環境因素,是否(fou)易于購得(de)等知識有(you)較全面的了(le)解,方能有(you)針對性地進行選擇(ze)(ze)。


③. 工程實踐(jian)經驗(yan)


  同類服役條件下(xia),不銹鋼材料實際使用經驗是合理選材的重要依據,應特(te)別予以重視。


④. 模(mo)擬試驗數據


   在(zai)許多腐蝕(shi)環境(jing)下(xia),在(zai)沒(mei)有實際(ji)使(shi)用經驗的條(tiao)件(jian)下(xia),實驗室(shi)模擬試驗數據或現(xian)場掛片數據往往是合理選用不銹鋼材(cai)料的關(guan)鍵數據。



2. 合理選擇不銹鋼的相關因(yin)素


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)力學性能,耐蝕性,物理(li)性能和工藝(yi)性能等材料(liao)因(yin)素和材料(liao)的(de)(de)使用條件,包括溫度、腐蝕介質成分、受力狀態、預期(qi)使用壽命(ming)等服役條件是制約不(bu)銹(xiu)鋼(gang)選用時必須認真考慮的(de)(de)兩大(da)決定因(yin)素。


 ①. 與材料(liao)性能相關的材料(liao)因素


  不(bu)銹鋼的耐蝕(shi)性(xing)(xing)、力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)、物理性(xing)(xing)能(neng)、工(gong)藝性(xing)(xing)能(neng)是(shi)材(cai)料的本質(zhi)所決定(ding)的,是(shi)不(bu)銹鋼的內在(zai)性(xing)(xing)能(neng),它們決定(ding)了一(yi)個(ge)材(cai)料的應用范圍。


  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(jun)勻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。


  作為耐蝕結構材料,耐蝕性(xing)是(shi)決定是(shi)否選用的重要指(zhi)標,如(ru)果(guo)鋼的耐蝕性(xing)不能(neng)滿足使用要求,其他性(xing)能(neng)無論如(ru)何優(you)越,也不能(neng)予以考(kao)慮。


  在僅僅是均勻腐蝕的環境下,目前(qian)可以遵(zun)循的是耐蝕性的10級標準,見(jian)表3-1。


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 究竟(jing)選(xuan)用(yong)哪種耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)等級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)牌號,要(yao)考慮設備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)制造難易(yi)程(cheng)度、維修是否(fou)方便、預期使用(yong)壽命、由此設備(bei)所(suo)生產的(de)(de)(de)(de)(de)產品質(zhi)量要(yao)求(雜(za)質(zhi)、顏(yan)色、純度)以及價格等諸(zhu)多因素。通常,對(dui)使用(yong)過(guo)(guo)程(cheng)中要(yao)求與環境介(jie)質(zhi)接觸(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)分具有光潔鏡(jing)面(mian)或尺寸(cun)精(jing)密(mi)的(de)(de)(de)(de)(de)儀表以及對(dui)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物污染(ran)有嚴格限制的(de)(de)(de)(de)(de)設備(bei)和部(bu)件,可(ke)選(xuan)擇(ze)具有1~3級(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)標準的(de)(de)(de)(de)(de)牌號;對(dui)要(yao)求密(mi)切配合,長期不漏(lou)和使用(yong)壽命長的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)條件,可(ke)選(xuan)用(yong)2~5級(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao);對(dui)于檢修方便易(yi)于更換(huan)的(de)(de)(de)(de)(de)設備(bei)和部(bu)件可(ke)選(xuan)用(yong)具有4~7級(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)。對(dui)于年(nian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)率超過(guo)(guo)1mm的(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao),除特殊(shu)情況外,應(ying)(ying)不予以選(xuan)用(yong)。必(bi)須強調的(de)(de)(de)(de)(de)是:在實際運行中,往往不是單一的(de)(de)(de)(de)(de)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),可(ke)能會存(cun)在應(ying)(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、點(dian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)和腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)疲(pi)勞等腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)形(xing)式出現(xian),在腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)介(jie)質(zhi)條件不能改變或無(wu)法加以控制的(de)(de)(de)(de)(de)條件下,在選(xuan)擇(ze)材(cai)料(liao)(liao)(liao)時應(ying)(ying)一并(bing)考慮。


a. 力學(xue)性能 


   力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)包括強度(du)(du)(du)、硬度(du)(du)(du)、塑性(xing)(xing)(xing)、沖擊韌性(xing)(xing)(xing)、疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)斷裂力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。這些性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)是(shi)作(zuo)為(wei)結構材(cai)料選擇時必須(xu)考(kao)慮的(de)(de)因(yin)素,也可以認為(wei)是(shi)合(he)理選擇不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)基(ji)礎。不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)受測定(ding)條件(jian)的(de)(de)強烈影響,如溫(wen)度(du)(du)(du)、介質的(de)(de)腐(fu)蝕程度(du)(du)(du)、中子輻(fu)照等都將使(shi)在常(chang)規條件(jian)下(xia)所(suo)得到的(de)(de)數值顯著下(xia)降(jiang),因(yin)此在使(shi)用(yong)(yong)(yong)常(chang)規數據時應考(kao)慮性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)指標(biao)的(de)(de)變化。在特定(ding)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)條件(jian)下(xia),常(chang)常(chang)是(shi)某一力(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)指標(biao)起主導作(zuo)用(yong)(yong)(yong),如量具、刀具、醫療器械等,需優先考(kao)慮鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)硬度(du)(du)(du)。在交變載荷作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia),鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)就成為(wei)主要選材(cai)依據,在承受沖擊載荷或在低溫(wen)下(xia)使(shi)用(yong)(yong)(yong),鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)和(he)脆性(xing)(xing)(xing)轉變溫(wen)度(du)(du)(du)是(shi)合(he)理選擇材(cai)料的(de)(de)最關鍵(jian)指標(biao)。


 b. 物理(li)性能 


   鋼(gang)的(de)(de)彈性(xing)模量(liang),熱(re)膨(peng)(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)(shu)(shu)、磁(ci)性(xing)、導熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)等(deng)物理性(xing)能,在(zai)某些應用場合成(cheng)為不可(ke)忽視(shi)的(de)(de)選(xuan)擇依據,如要求無(wu)磁(ci)性(xing),僅限于奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)。對于制(zhi)造容器(qi)、塔、槽等(deng)設備襯(chen)里(li)的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang),鋼(gang)的(de)(de)熱(re)膨(peng)(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)(shu)(shu)就(jiu)(jiu)十分重要;對于制(zhi)造熱(re)交換器(qi)的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang),熱(re)膨(peng)(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)(shu)(shu)和導熱(re)系(xi)數(shu)(shu)(shu)成(cheng)為選(xuan)擇的(de)(de)重要條件,尤其是在(zai)與異種鋼(gang)焊接(jie)時其熱(re)膨(peng)(peng)脹(zhang)系(xi)數(shu)(shu)(shu)就(jiu)(jiu)更加重要。


 c. 工藝性能 


  鋼的(de)(de)可焊(han)性(xing),冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)性(xing)能(neng)等是某些(xie)應用(yong)中特別(bie)重要(yao)的(de)(de)工藝性(xing)能(neng)指標(biao)。例如,冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)性(xing)能(neng)是深拉(la)和脹形(xing)(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)作業的(de)(de)關鍵(jian)指標(biao),用(yong)此鐵素體不銹鋼的(de)(de)n、r值(zhi)、奧氏體不銹鋼的(de)(de)延(yan)伸率將成(cheng)(cheng)(cheng)為選擇適(shi)用(yong)不銹鋼的(de)(de)主要(yao)考(kao)慮(lv)因素。深拉(la)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)用(yong)薄板的(de)(de)生產企(qi)業,為滿足這種需(xu)要(yao),應在(zai)鋼的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分控制、工藝調整等方面保證最終成(cheng)(cheng)(cheng)品的(de)(de)冷(leng)成(cheng)(cheng)(cheng)形(xing)(xing)性(xing)能(neng)。


②. 服役條件(jian)


 不銹(xiu)鋼(gang)設備和部(bu)件(jian)的工(gong)作(zuo)條件(jian),包(bao)括(kuo)環境(jing)溫度(du)、腐蝕介質成(cheng)分、受力狀態、對磁性的限制、是否遭受中子輻照等服(fu)役條件(jian)構成(cheng)了合理(li)選擇(ze)不銹(xiu)鋼(gang)的外(wai)在(zai)因素(su),所(suo)選用的不銹(xiu)鋼(gang)必須(xu)與外(wai)界(jie)條件(jian)相適應(ying)。