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)]不銹(xiu)鋼是最普遍的鋼種(zhong)(zhong),作為一種(zhong)(zhong)用(yong)途廣泛的鋼,具有良好的耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)(xing)(xing)、低溫強度(du)和機械特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing);沖壓、彎(wan)曲等(deng)熱(re)加工性(xing)(xing)(xing)(xing)好,無熱(re)處理硬化(hua)現象(無磁性(xing)(xing)(xing)(xing),使用(yong)溫度(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)鋼因添加鉬(mu),故其耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)大氣腐蝕性(xing)和(he)高溫強度(du)特別好(hao),可在苛刻(ke)的條件下使用(yong);加工硬化性(xing)優(you)(無磁性(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(hua)學組(zu)分對比
化學組分(fen)對(dui)比(bi)見表1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)含(han)(han)鉬不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)種。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)鉬含(han)(han)量略高(gao)于(yu)(yu)316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)含(han)(han)鉬,該鋼(gang)(gang)種總的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能優(you)于(yu)(yu)310和304不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),高(gao)溫(wen)條(tiao)件下,當硫酸的(de)(de)(de)濃度低于(yu)(yu)15%和高(gao)于(yu)(yu)85%時,316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有廣泛的(de)(de)(de)用途。316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還具有良好的(de)(de)(de)抗氯化物侵蝕(shi)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能,所以通常用于(yu)(yu)海洋環(huan)境。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)最(zui)大(da)碳含(han)(han)量為0.03%,可用于(yu)(yu)焊接后(hou)不(bu)(bu)(bu)能進行(xing)退火和需(xu)要最(zui)大(da)耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)用途中(zhong)(zhong)。
某石(shi)化工程裝置,濃(nong)硫(liu)酸管(guan)(guan)道(dao)剛開始選用(yong)普通(tong)碳鋼管(guan)(guan)道(dao),由于自產濃(nong)硫(liu)酸濃(nong)度不是很穩定,造成管(guan)(guan)道(dao)多處泄漏(lou),后(hou)來配管(guan)(guan)設計修改為316不銹鋼管(guan)(guan)道(dao)。
3. 耐腐蝕對比
316不銹鋼(gang)耐腐蝕(shi)(shi)性能優(you)于304不銹鋼(gang),在漿和造(zao)紙的生(sheng)產(chan)過程中具有良(liang)好的耐腐蝕(shi)(shi)的性能。而(er)且316不銹鋼(gang)還(huan)耐海洋(yang)和侵蝕(shi)(shi)性工業大氣的侵蝕(shi)(shi)。
一般304不(bu)銹鋼(gang)(gang)與316不(bu)銹鋼(gang)(gang)在抗化學(xue)腐(fu)蝕性(xing)能方(fang)面差(cha)別不(bu)大,不(bu)過在某(mou)些(xie)特定介質下有所(suo)區別。最(zui)初開發出的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)為(wei)304,在特定情況下,這(zhe)種(zhong)材料對(dui)點腐(fu)蝕(pitting corro-sion)比較敏(min)感。額(e)(e)外(wai)增加2%~3%的(de)鉬可以減少這(zhe)種(zhong)敏(min)感性(xing),這(zhe)樣就誕(dan)生了316。此外(wai),這(zhe)些(xie)額(e)(e)外(wai)的(de)鉬還可以降低(di)某(mou)些(xie)熱有機酸的(de)腐(fu)蝕。
316不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)幾乎成為食品(pin)飲料行業標準材料。由于世界范圍內鉬元素(su)的短缺及(ji)316不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)鎳含量更多,316不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的價格比304不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)更貴。
在各(ge)種類(lei)型的水(shui)介(jie)質(蒸餾水(shui)、飲用(yong)水(shui)、河水(shui)、鍋爐水(shui)、海水(shui)等)中,304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕(shi)性(xing)能幾(ji)乎一樣,除非(fei)介(jie)質中氯離子(zi)的含量非(fei)常高,此時316不銹鋼就更合(he)適。
在(zai)大多數情況下(xia)(xia),304不(bu)銹鋼(gang)與316不(bu)銹鋼(gang)的抗腐蝕(shi)性能(neng)(neng)沒有(you)(you)多大區別,但有(you)(you)些情況下(xia)(xia)也可能(neng)(neng)差(cha)別很大,需具體情況具體分析。
4. 耐熱性對比
在(zai)(zai)1600℃以(yi)下(xia)的(de)(de)間(jian)斷使(shi)用和在(zai)(zai)1700℃以(yi)下(xia)的(de)(de)連(lian)續使(shi)用中(zhong),316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有好(hao)的(de)(de)耐氧(yang)化性(xing)(xing)能。在(zai)(zai)800~1575℃的(de)(de)范(fan)圍內,最好(hao)不(bu)(bu)要(yao)連(lian)續使(shi)用316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),但在(zai)(zai)該溫(wen)度范(fan)圍以(yi)外連(lian)續使(shi)用316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)時,該不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良好(hao)的(de)(de)耐熱性(xing)(xing)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐碳化物析(xi)出的(de)(de)性(xing)(xing)能比(bi)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更(geng)好(hao),可用于上(shang)述溫(wen)度范(fan)圍。
5. 熱處理對比(bi)
在1850~2050℃的溫(wen)度范圍內進行退(tui)火,然后迅(xun)速(su)退(tui)火,再迅(xun)速(su)冷卻。316不銹鋼不能過熱處理進行硬化。
6. 焊接對比
316不銹(xiu)鋼具有(you)良好的(de)焊(han)接性能。可采用(yong)所有(you)標準的(de)焊(han)接方法進(jin)行(xing)焊(han)接。焊(han)接時可根據(ju)用(yong)途(tu),分別采用(yong)316Cb、316L或309Cb不銹(xiu)鋼填(tian)料棒或焊(han)條(tiao)進(jin)行(xing)焊(han)接。為獲(huo)得最佳的(de)耐腐蝕性能,316不銹(xiu)鋼的(de)焊(han)接斷面需要(yao)進(jin)行(xing)焊(han)后(hou)退火(huo)處理(li)。如果使用(yong)316L不銹(xiu)鋼,不需要(yao)進(jin)行(xing)焊(han)后(hou)退火(huo)處理(li)。
7. 機械性能對比
在(zai)所有(you)鋼材中,奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)屈(qu)服點最低。因(yin)此從機械性能考慮,奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼并不(bu)是(shi)用于閥桿的(de)最佳材料,因(yin)為要保證一定的(de)強(qiang)度,閥桿的(de)直徑就會加大(da)。屈(qu)服點不(bu)能通過(guo)熱處理來提高(gao),但可以通過(guo)冷(leng)成型提高(gao)。機械性能對比(bi)見表1.4.15。
8. 磁性對(dui)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(shi)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. 低碳類型的不銹鋼(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(fu)蝕”,見圖1.4.2。
由此開發出(chu)了(le)304L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)來對(dui)抗這種(zhong)腐(fu)蝕(shi)。304L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的含(han)碳量(liang)都(dou)較低,因為碳含(han)量(liang)減少,所(suo)以就(jiu)不(bu)(bu)(bu)會(hui)產生碳化(hua)鉻,也(ye)就(jiu)不(bu)(bu)(bu)會(hui)生成晶間腐(fu)蝕(shi)。
含碳量超(chao)過0.03%的(de)不(bu)(bu)(bu)穩定的(de)奧氏(shi)體型不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(即不(bu)(bu)(bu)含鈦或鈮的(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)),如果熱處(chu)理(li)不(bu)(bu)(bu)當(dang)則在某些(xie)環(huan)境(jing)中易產生(sheng)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)。這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)鋼(gang)(gang)在425~815℃之間加熱時,或者(zhe)緩慢冷卻(que)通過這(zhe)(zhe)(zhe)個溫度區間時,都會產生(sheng)晶間偏析(xi),這(zhe)(zhe)(zhe)樣的(de)熱處(chu)理(li)造成(cheng)碳化(hua)物在晶界沉淀(敏化(hua)作(zuo)(zuo)用),并(bing)且造成(cheng)最鄰近(jin)的(de)區域(yu)鉻貧(pin)化(hua)使(shi)得這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)區域(yu)對(dui)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)。敏化(hua)作(zuo)(zuo)用也(ye)可出(chu)現(xian)于焊接時,在焊接熱影(ying)響區造成(cheng)其(qi)后的(de)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)。較高的(de)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)性并(bing)不(bu)(bu)(bu)意味著非(fei)低(di)碳材料就更容易腐(fu)(fu)蝕(shi)。在高氯環(huan)境(jing)中,這(zhe)(zhe)(zhe)種敏感(gan)性也(ye)越高。對(dui)于軟閥座常規蝶閥而言,由于我們(men)并(bing)不(bu)(bu)(bu)在閥板(ban)上進(jin)行焊接操作(zuo)(zuo),因此(ci)采用低(di)碳不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)并(bing)沒有多(duo)大(da)意義,不(bu)(bu)(bu)過大(da)多(duo)數規格(ge)書會要求采用304L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)或316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。