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(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)]不銹鋼(gang)(gang)是最(zui)普遍的(de)鋼(gang)(gang)種,作為(wei)一(yi)種用途廣泛的(de)鋼(gang)(gang),具有良好(hao)的(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)(xing)、低溫(wen)強度和機(ji)械(xie)特(te)性(xing)(xing)(xing);沖壓(ya)、彎(wan)曲等(deng)熱加工(gong)性(xing)(xing)(xing)好(hao),無(wu)熱處理硬化(hua)現象(無(wu)磁性(xing)(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(bu)銹(xiu)鋼因添加鉬,故其耐(nai)蝕性、耐(nai)大氣腐蝕性和高溫強度特(te)別好,可在苛刻的條(tiao)件下(xia)使用;加工硬化性優(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(zu)分對比(bi)


  化學組分對比見表(biao)1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是含鉬不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)種。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)鉬含量略高(gao)于(yu)316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),由于(yu)鋼(gang)中(zhong)含鉬,該鋼(gang)種總的(de)(de)性能(neng)(neng)優于(yu)310和(he)304不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),高(gao)溫條件下,當硫酸的(de)(de)濃度低于(yu)15%和(he)高(gao)于(yu)85%時,316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)有廣泛的(de)(de)用途。316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)還(huan)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)抗氯化物侵蝕的(de)(de)性能(neng)(neng),所以通常用于(yu)海洋環境。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)最大碳(tan)含量為(wei)0.03%,可用于(yu)焊(han)接(jie)后(hou)不(bu)能(neng)(neng)進行退火(huo)和(he)需要最大耐(nai)腐蝕性的(de)(de)用途中(zhong)。


表 14.jpg


  某石化工(gong)程裝置,濃硫酸管(guan)道剛開始(shi)選(xuan)用普(pu)通碳鋼管(guan)道,由于自(zi)產濃硫酸濃度不是很穩定,造(zao)成(cheng)管(guan)道多處(chu)泄漏,后來(lai)配管(guan)設計修改為(wei)316不銹鋼管(guan)道。



3. 耐(nai)腐蝕對比


  316不銹鋼(gang)(gang)耐腐(fu)蝕(shi)性能優于304不銹鋼(gang)(gang),在漿和(he)造紙的(de)生(sheng)產過(guo)程中具有(you)良(liang)好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)的(de)性能。而且316不銹鋼(gang)(gang)還耐海洋和(he)侵蝕(shi)性工(gong)業大(da)氣的(de)侵蝕(shi)。


  一般(ban)304不銹(xiu)鋼與(yu)316不銹(xiu)鋼在抗化學腐蝕性能方面差別不大,不過在某些(xie)(xie)特定(ding)介質下有(you)所區(qu)別。最初開發出的(de)不銹(xiu)鋼為304,在特定(ding)情況下,這(zhe)(zhe)種(zhong)材料對點腐蝕(pitting corro-sion)比較敏(min)感。額外(wai)增(zeng)加2%~3%的(de)鉬可(ke)以(yi)減少這(zhe)(zhe)種(zhong)敏(min)感性,這(zhe)(zhe)樣就誕生(sheng)了316。此外(wai),這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)額外(wai)的(de)鉬還(huan)可(ke)以(yi)降低(di)某些(xie)(xie)熱有(you)機酸(suan)的(de)腐蝕。


  316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼幾(ji)乎(hu)成為食品飲(yin)料(liao)行業標準材料(liao)。由于(yu)世界范圍內鉬元素(su)的短缺及316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中鎳含量更(geng)(geng)多(duo),316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的價格比304不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼更(geng)(geng)貴。


  在各種類(lei)型的水介質(zhi)(蒸餾水、飲用水、河水、鍋爐水、海水等)中(zhong),304不銹鋼與(yu)316不銹鋼的抗(kang)腐(fu)蝕(shi)性能幾乎(hu)一樣,除非(fei)介質(zhi)中(zhong)氯(lv)離子的含量非(fei)常高,此(ci)時316不銹鋼就更合適。


  在大多(duo)數情況(kuang)(kuang)下,304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼的抗腐(fu)蝕(shi)性能沒有多(duo)大區別(bie),但有些情況(kuang)(kuang)下也可能差別(bie)很大,需(xu)具體情況(kuang)(kuang)具體分析。



4. 耐熱(re)性對比


  在1600℃以(yi)下的(de)間斷使用和在1700℃以(yi)下的(de)連續(xu)使用中,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)好(hao)(hao)的(de)耐(nai)氧化性(xing)(xing)能。在800~1575℃的(de)范(fan)(fan)圍(wei)(wei)內,最好(hao)(hao)不(bu)(bu)要連續(xu)使用316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),但在該(gai)溫度范(fan)(fan)圍(wei)(wei)以(yi)外連續(xu)使用316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)時,該(gai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有(you)良好(hao)(hao)的(de)耐(nai)熱性(xing)(xing)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)碳化物析出的(de)性(xing)(xing)能比316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更好(hao)(hao),可用于上(shang)述溫度范(fan)(fan)圍(wei)(wei)。



5. 熱處理(li)對比


  在1850~2050℃的溫(wen)度范圍內進(jin)行退(tui)火(huo),然后迅速退(tui)火(huo),再迅速冷(leng)卻。316不銹鋼(gang)不能過熱處理進(jin)行硬化。



6. 焊接對(dui)比


   316不銹(xiu)鋼(gang)具有良(liang)好的(de)(de)焊接(jie)性(xing)能。可(ke)(ke)采(cai)用(yong)所(suo)有標準的(de)(de)焊接(jie)方法進(jin)行(xing)(xing)焊接(jie)。焊接(jie)時可(ke)(ke)根據用(yong)途,分別(bie)采(cai)用(yong)316Cb、316L或309Cb不銹(xiu)鋼(gang)填料棒或焊條進(jin)行(xing)(xing)焊接(jie)。為獲得(de)最(zui)佳的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)能,316不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊接(jie)斷面需要(yao)進(jin)行(xing)(xing)焊后(hou)退火處理。如果使用(yong)316L不銹(xiu)鋼(gang),不需要(yao)進(jin)行(xing)(xing)焊后(hou)退火處理。



7. 機(ji)械性能對(dui)比(bi)


   在所有鋼材(cai)中,奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的屈服點(dian)最低。因此從機械性能(neng)考慮,奧氏(shi)體不(bu)銹鋼并不(bu)是用于閥桿(gan)的最佳(jia)材(cai)料,因為要保證一定(ding)的強度,閥桿(gan)的直徑就會加大。屈服點(dian)不(bu)能(neng)通(tong)(tong)過(guo)熱處(chu)理來提高,但(dan)可(ke)以(yi)通(tong)(tong)過(guo)冷成型提高。機械性能(neng)對比見表1.4.15。


表 15.jpg



8. 磁性(xing)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(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(tan)類(lei)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。


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   由此(ci)開發出了(le)304L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)來對(dui)抗這種(zhong)腐蝕(shi)。304L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的含(han)碳量都較低,因為碳含(han)量減少,所以(yi)就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)產生碳化鉻,也就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)生成晶間腐蝕(shi)。


   含碳量超過(guo)0.03%的(de)(de)不(bu)(bu)穩(wen)定的(de)(de)奧氏體型不(bu)(bu)銹鋼(gang)(即不(bu)(bu)含鈦或鈮的(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)銹鋼(gang)),如果熱處理不(bu)(bu)當則(ze)在(zai)某些環境中易產生晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)。這(zhe)些鋼(gang)在(zai)425~815℃之間(jian)(jian)加熱時,或者緩(huan)慢冷(leng)卻通過(guo)這(zhe)個溫(wen)度區(qu)間(jian)(jian)時,都(dou)會產生晶間(jian)(jian)偏析(xi),這(zhe)樣的(de)(de)熱處理造(zao)成碳化物在(zai)晶界沉淀(敏化作(zuo)(zuo)用),并(bing)(bing)且造(zao)成最(zui)鄰近的(de)(de)區(qu)域鉻貧化使得這(zhe)些區(qu)域對腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)。敏化作(zuo)(zuo)用也可出現于(yu)焊接時,在(zai)焊接熱影(ying)響區(qu)造(zao)成其后的(de)(de)局部腐(fu)蝕(shi)。較高的(de)(de)晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)敏感(gan)性并(bing)(bing)不(bu)(bu)意味著非低碳材(cai)料就更容易腐(fu)蝕(shi)。在(zai)高氯環境中,這(zhe)種敏感(gan)性也越(yue)高。對于(yu)軟閥座常(chang)規(gui)蝶閥而言,由于(yu)我(wo)們并(bing)(bing)不(bu)(bu)在(zai)閥板(ban)上進(jin)行焊接操作(zuo)(zuo),因此采用低碳不(bu)(bu)銹鋼(gang)并(bing)(bing)沒有多(duo)大意義(yi),不(bu)(bu)過(guo)大多(duo)數(shu)規(gui)格書會要(yao)求(qiu)采用304L不(bu)(bu)銹鋼(gang)或316L不(bu)(bu)銹鋼(gang)。