304不銹鋼是目前常用型號,即18/8不(bu)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(bu)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. 性能對比(bi)
304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹(xiu)鋼是最(zui)普遍的鋼種,作為一種用途廣泛(fan)的鋼,具(ju)有(you)良好的耐蝕性(xing)、耐熱性(xing)、低溫(wen)強度(du)和(he)機械(xie)特性(xing);沖壓、彎曲等熱加工(gong)性(xing)好,無(wu)熱處(chu)理硬化(hua)現象(無(wu)磁性(xing),使用溫(wen)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)]不銹鋼因(yin)添加(jia)鉬,故其(qi)耐蝕性、耐大氣腐(fu)蝕性和高(gao)溫強度特別好,可在苛刻的條件(jian)下使(shi)用;加(jia)工硬(ying)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(xue)組(zu)分對比
化(hua)學組(zu)分對(dui)比(bi)見表1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是含鉬不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)種。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)鉬含量(liang)略高(gao)于(yu)(yu)316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),由(you)于(yu)(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中含鉬,該鋼(gang)(gang)(gang)種總的(de)(de)(de)性能優于(yu)(yu)310和(he)(he)304不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),高(gao)溫條件下,當硫酸的(de)(de)(de)濃度低(di)于(yu)(yu)15%和(he)(he)高(gao)于(yu)(yu)85%時,316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有廣泛的(de)(de)(de)用途。316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還(huan)具有良好的(de)(de)(de)抗氯化(hua)物(wu)侵蝕的(de)(de)(de)性能,所(suo)以通常(chang)用于(yu)(yu)海洋(yang)環境。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)最大碳含量(liang)為0.03%,可用于(yu)(yu)焊接后(hou)不(bu)能進行退火和(he)(he)需要最大耐(nai)腐蝕性的(de)(de)(de)用途中。
某石化工程(cheng)裝置,濃(nong)(nong)硫酸(suan)管(guan)道(dao)剛(gang)開始選用普通碳鋼管(guan)道(dao),由于自(zi)產濃(nong)(nong)硫酸(suan)濃(nong)(nong)度不(bu)(bu)是很穩定(ding),造成管(guan)道(dao)多處泄漏,后來配管(guan)設計(ji)修改為(wei)316不(bu)(bu)銹鋼管(guan)道(dao)。
3. 耐(nai)腐蝕對比
316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能優于304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,在漿和(he)造紙的(de)生產(chan)過程中(zhong)具有良好的(de)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)的(de)性(xing)(xing)能。而且316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼還(huan)耐(nai)(nai)海洋和(he)侵(qin)蝕(shi)性(xing)(xing)工(gong)業(ye)大氣的(de)侵(qin)蝕(shi)。
一般304不銹鋼與316不銹鋼在抗(kang)化學(xue)腐(fu)蝕性(xing)能方面差別不大,不過在某(mou)些特(te)(te)定介(jie)質下(xia)有所區別。最初開發出的(de)不銹鋼為(wei)304,在特(te)(te)定情況(kuang)下(xia),這(zhe)種(zhong)材(cai)料對點腐(fu)蝕(pitting corro-sion)比較敏感(gan)。額外(wai)增(zeng)加2%~3%的(de)鉬(mu)可以減少這(zhe)種(zhong)敏感(gan)性(xing),這(zhe)樣就(jiu)誕生(sheng)了(le)316。此外(wai),這(zhe)些額外(wai)的(de)鉬(mu)還可以降低某(mou)些熱(re)有機酸的(de)腐(fu)蝕。
316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)幾(ji)乎成為食品飲(yin)料(liao)行業標準材料(liao)。由于世界(jie)范圍內鉬元素的短缺及316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中鎳含量更多,316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的價格(ge)比304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)更貴。
在各(ge)種類(lei)型的水(shui)介(jie)質(zhi)(蒸餾(liu)水(shui)、飲(yin)用水(shui)、河水(shui)、鍋爐(lu)水(shui)、海水(shui)等)中(zhong),304不銹(xiu)鋼(gang)與316不銹(xiu)鋼(gang)的抗腐蝕性能幾乎一樣(yang),除(chu)非介(jie)質(zhi)中(zhong)氯離子的含量非常高,此時316不銹(xiu)鋼(gang)就更合適。
在大(da)多(duo)(duo)數情(qing)況下,304不(bu)銹鋼(gang)(gang)與316不(bu)銹鋼(gang)(gang)的抗(kang)腐蝕性能沒有(you)多(duo)(duo)大(da)區(qu)別,但有(you)些(xie)情(qing)況下也可(ke)能差別很(hen)大(da),需具(ju)體(ti)情(qing)況具(ju)體(ti)分析。
4. 耐熱(re)性對比
在(zai)1600℃以(yi)下的(de)(de)間斷使用(yong)(yong)和在(zai)1700℃以(yi)下的(de)(de)連續使用(yong)(yong)中,316不銹鋼(gang)(gang)具有好(hao)的(de)(de)耐(nai)氧化(hua)性(xing)(xing)能。在(zai)800~1575℃的(de)(de)范圍內,最(zui)好(hao)不要連續使用(yong)(yong)316不銹鋼(gang)(gang),但在(zai)該(gai)(gai)溫度范圍以(yi)外連續使用(yong)(yong)316不銹鋼(gang)(gang)時,該(gai)(gai)不銹鋼(gang)(gang)具有良好(hao)的(de)(de)耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)。316L不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)碳(tan)化(hua)物(wu)析出(chu)的(de)(de)性(xing)(xing)能比316不銹鋼(gang)(gang)更好(hao),可用(yong)(yong)于上(shang)述(shu)溫度范圍。
5. 熱處理(li)對比
在(zai)1850~2050℃的溫(wen)度范(fan)圍內(nei)進行(xing)退(tui)火(huo),然(ran)后迅速退(tui)火(huo),再迅速冷卻。316不銹鋼(gang)不能過熱處理進行(xing)硬化。
6. 焊接對比
316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有良(liang)好的焊(han)(han)(han)接性(xing)能(neng)。可采用(yong)(yong)所有標準的焊(han)(han)(han)接方(fang)法進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接。焊(han)(han)(han)接時可根據(ju)用(yong)(yong)途,分別采用(yong)(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)填料棒(bang)或(huo)焊(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)接。為獲得最佳的耐腐蝕性(xing)能(neng),316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的焊(han)(han)(han)接斷面需要(yao)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)后(hou)退火處理(li)(li)。如果使用(yong)(yong)316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),不(bu)需要(yao)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)后(hou)退火處理(li)(li)。
7. 機械性能對比
在所有(you)鋼材(cai)(cai)中,奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼的(de)屈服點最(zui)低。因此從機械性能考慮,奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼并不是(shi)用于閥桿的(de)最(zui)佳材(cai)(cai)料,因為(wei)要保證一定的(de)強(qiang)度,閥桿的(de)直徑就會加大。屈服點不能通過熱處理來提(ti)高(gao),但可(ke)以通過冷成型提(ti)高(gao)。機械性能對比見表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(ao)氏體不(bu)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(tan)類型的不銹(xiu)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。
由(you)此(ci)開發出了304L不(bu)銹鋼(gang)(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)(gang)來對抗這種(zhong)腐(fu)蝕。304L不(bu)銹鋼(gang)(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)含(han)碳量都(dou)較低,因為碳含(han)量減少,所以就不(bu)會(hui)產生碳化鉻,也就不(bu)會(hui)生成(cheng)晶間腐(fu)蝕。
含碳量超過(guo)0.03%的不(bu)(bu)穩定(ding)的奧氏體型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(即(ji)不(bu)(bu)含鈦或鈮的0Cr18Ni9不(bu)(bu)銹鋼(gang)),如果熱處理(li)不(bu)(bu)當(dang)則在(zai)(zai)某些(xie)環境中(zhong)易產生晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕。這(zhe)(zhe)些(xie)鋼(gang)在(zai)(zai)425~815℃之間(jian)(jian)加熱時,或者緩慢(man)冷(leng)卻(que)通(tong)過(guo)這(zhe)(zhe)個溫度區(qu)間(jian)(jian)時,都(dou)會產生晶(jing)間(jian)(jian)偏(pian)析,這(zhe)(zhe)樣的熱處理(li)造成(cheng)碳化(hua)(hua)物在(zai)(zai)晶(jing)界沉淀(敏(min)化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)),并(bing)且造成(cheng)最鄰近的區(qu)域鉻貧化(hua)(hua)使得這(zhe)(zhe)些(xie)區(qu)域對(dui)腐(fu)(fu)蝕敏(min)感。敏(min)化(hua)(hua)作(zuo)用(yong)也可出現(xian)于(yu)焊(han)接時,在(zai)(zai)焊(han)接熱影響區(qu)造成(cheng)其后的局(ju)部腐(fu)(fu)蝕。較高(gao)(gao)的晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)(fu)蝕敏(min)感性并(bing)不(bu)(bu)意(yi)味著(zhu)非低碳材料就更(geng)容易腐(fu)(fu)蝕。在(zai)(zai)高(gao)(gao)氯環境中(zhong),這(zhe)(zhe)種敏(min)感性也越高(gao)(gao)。對(dui)于(yu)軟(ruan)閥座常規蝶閥而(er)言(yan),由于(yu)我們并(bing)不(bu)(bu)在(zai)(zai)閥板上進(jin)行(xing)焊(han)接操作(zuo),因(yin)此采用(yong)低碳不(bu)(bu)銹鋼(gang)并(bing)沒有多(duo)(duo)大意(yi)義,不(bu)(bu)過(guo)大多(duo)(duo)數規格書(shu)會要求(qiu)采用(yong)304L不(bu)(bu)銹鋼(gang)或316L不(bu)(bu)銹鋼(gang)。