304不銹鋼是目前常用型號,即18/8不銹(xiu)鋼。GB牌號為06Cr19Ni10(舊牌號為0Cr18Ni9)。


  316不銹鋼是繼304不(bu)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. 性能對(dui)比


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)最普遍(bian)的鋼(gang)(gang)種,作為一種用途(tu)廣泛的鋼(gang)(gang),具有良好的耐蝕性、耐熱(re)性、低溫強(qiang)度和機械特(te)性;沖壓(ya)、彎(wan)曲等熱(re)加(jia)工性好,無熱(re)處理(li)硬化(hua)現象(無磁性,使用溫度-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)]不銹鋼因添加鉬(mu),故其耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)大氣腐蝕性(xing)和高溫強度特別好,可在苛刻的(de)條件下使用;加工(gong)硬(ying)化(hua)性(xing)優(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. 化學組分(fen)對比(bi)


  化學組(zu)分(fen)對(dui)比見(jian)表1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)316L不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)含(han)鉬(mu)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)種。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)鉬(mu)含(han)量略(lve)高于(yu)316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),由于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中含(han)鉬(mu),該鋼(gang)(gang)(gang)種總的(de)性(xing)能優(you)于(yu)310和(he)304不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),高溫條件下(xia),當(dang)硫酸的(de)濃度低于(yu)15%和(he)高于(yu)85%時,316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有廣泛的(de)用途。316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還具有良好的(de)抗氯化物侵蝕的(de)性(xing)能,所(suo)以通常用于(yu)海洋環境。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)最大(da)碳(tan)含(han)量為(wei)0.03%,可用于(yu)焊接后不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能進(jin)行(xing)退火和(he)需要最大(da)耐腐蝕性(xing)的(de)用途中。


表 14.jpg


  某石化(hua)工程裝置,濃(nong)硫(liu)酸(suan)管(guan)(guan)道(dao)(dao)剛開始選用普通碳鋼管(guan)(guan)道(dao)(dao),由于自(zi)產(chan)濃(nong)硫(liu)酸(suan)濃(nong)度不是很穩定,造成管(guan)(guan)道(dao)(dao)多處泄(xie)漏(lou),后來配管(guan)(guan)設計(ji)修改為316不銹(xiu)鋼管(guan)(guan)道(dao)(dao)。



3. 耐腐蝕對(dui)比


  316不銹鋼耐腐蝕(shi)(shi)性能(neng)優于304不銹鋼,在漿和(he)造紙的生產過程中具有良好的耐腐蝕(shi)(shi)的性能(neng)。而且316不銹鋼還耐海洋和(he)侵(qin)蝕(shi)(shi)性工(gong)業大氣(qi)的侵(qin)蝕(shi)(shi)。


  一(yi)般304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼在抗化學腐(fu)蝕(shi)性能方(fang)面(mian)差別(bie)不(bu)大,不(bu)過在某些(xie)(xie)特(te)定介質下有所區(qu)別(bie)。最初開發出的(de)不(bu)銹鋼為304,在特(te)定情況(kuang)下,這(zhe)(zhe)種(zhong)材料對點腐(fu)蝕(shi)(pitting corro-sion)比較敏(min)感。額外(wai)增加2%~3%的(de)鉬可以(yi)(yi)減少這(zhe)(zhe)種(zhong)敏(min)感性,這(zhe)(zhe)樣就(jiu)誕生(sheng)了(le)316。此外(wai),這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)額外(wai)的(de)鉬還可以(yi)(yi)降低某些(xie)(xie)熱有機酸的(de)腐(fu)蝕(shi)。


  316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)幾乎成(cheng)為食品(pin)飲(yin)料(liao)行業標(biao)準(zhun)材料(liao)。由(you)于世界范(fan)圍內鉬元素的(de)(de)短缺及316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中鎳含量更(geng)多,316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)價格比304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更(geng)貴。


  在各(ge)種類(lei)型的水介質(zhi)(蒸餾(liu)水、飲(yin)用水、河水、鍋(guo)爐水、海水等)中(zhong),304不銹(xiu)鋼與316不銹(xiu)鋼的抗腐蝕性能幾乎一樣,除非介質(zhi)中(zhong)氯離子(zi)的含量非常高,此時316不銹(xiu)鋼就更(geng)合適。


  在(zai)大(da)多(duo)數情(qing)況下(xia),304不銹鋼(gang)與316不銹鋼(gang)的抗(kang)腐蝕性能(neng)沒有多(duo)大(da)區別,但有些情(qing)況下(xia)也可能(neng)差別很(hen)大(da),需具體(ti)情(qing)況具體(ti)分(fen)析。



4. 耐(nai)熱性(xing)對比


  在(zai)(zai)1600℃以下的(de)(de)間斷使(shi)用(yong)和在(zai)(zai)1700℃以下的(de)(de)連(lian)(lian)續(xu)使(shi)用(yong)中,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有好(hao)的(de)(de)耐氧(yang)化性(xing)能。在(zai)(zai)800~1575℃的(de)(de)范圍(wei)內,最好(hao)不(bu)(bu)要連(lian)(lian)續(xu)使(shi)用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),但在(zai)(zai)該溫度范圍(wei)以外(wai)連(lian)(lian)續(xu)使(shi)用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)時,該不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)具(ju)有良好(hao)的(de)(de)耐熱性(xing)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐碳化物析出的(de)(de)性(xing)能比316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更(geng)好(hao),可用(yong)于上述溫度范圍(wei)。



5. 熱(re)處理對比


  在1850~2050℃的溫度范圍內進行(xing)退火,然后迅速退火,再(zai)迅速冷卻。316不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)能過熱處理進行(xing)硬化。



6. 焊接對比


   316不(bu)銹(xiu)鋼具有良好(hao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)性能。可采用(yong)所有標準的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)方法進(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)。焊(han)(han)接(jie)(jie)時可根據用(yong)途,分(fen)別采用(yong)316Cb、316L或309Cb不(bu)銹(xiu)鋼填料棒(bang)或焊(han)(han)條進(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)。為(wei)獲得最佳的(de)(de)耐腐蝕(shi)性能,316不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)斷面需要(yao)進(jin)行焊(han)(han)后(hou)退(tui)火處理(li)。如果使(shi)用(yong)316L不(bu)銹(xiu)鋼,不(bu)需要(yao)進(jin)行焊(han)(han)后(hou)退(tui)火處理(li)。



7. 機(ji)械性能對比


   在所有鋼(gang)(gang)材中,奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)屈(qu)(qu)服點最低(di)。因(yin)此從機械性能(neng)(neng)考慮,奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)并不是(shi)用(yong)于(yu)閥(fa)桿的(de)最佳材料(liao),因(yin)為要保證一定的(de)強度(du),閥(fa)桿的(de)直(zhi)徑就會加大。屈(qu)(qu)服點不能(neng)(neng)通(tong)過(guo)熱處理來提(ti)(ti)高,但可以(yi)通(tong)過(guo)冷(leng)成型提(ti)(ti)高。機械性能(neng)(neng)對比(bi)見(jian)表1.4.15。


表 15.jpg



8. 磁性對比


   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(di)碳類(lei)型的不銹鋼


   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(jian)腐蝕”,見圖1.4.2。


2.jpg


   由此開發(fa)出了(le)304L不(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)來對抗這(zhe)種腐蝕。304L不(bu)銹鋼(gang)和316L不(bu)銹鋼(gang)的含(han)碳量(liang)都較(jiao)低,因為碳含(han)量(liang)減少,所以就不(bu)會產生碳化鉻,也(ye)就不(bu)會生成晶間腐蝕。


   含碳量(liang)超過0.03%的(de)不(bu)(bu)(bu)穩定的(de)奧(ao)氏(shi)體型不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(即(ji)不(bu)(bu)(bu)含鈦(tai)或鈮的(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼),如(ru)果熱(re)處(chu)理(li)不(bu)(bu)(bu)當則在某些環(huan)境(jing)中易(yi)產生(sheng)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)。這(zhe)些鋼在425~815℃之間(jian)加熱(re)時(shi)(shi),或者緩慢冷卻通過這(zhe)個溫度區(qu)間(jian)時(shi)(shi),都會產生(sheng)晶(jing)(jing)間(jian)偏(pian)析,這(zhe)樣的(de)熱(re)處(chu)理(li)造(zao)成碳化(hua)物在晶(jing)(jing)界沉淀(敏(min)(min)化(hua)作(zuo)用(yong)),并且造(zao)成最(zui)鄰近的(de)區(qu)域鉻(ge)貧化(hua)使(shi)得這(zhe)些區(qu)域對腐蝕(shi)敏(min)(min)感。敏(min)(min)化(hua)作(zuo)用(yong)也(ye)可出(chu)現于焊接(jie)時(shi)(shi),在焊接(jie)熱(re)影響區(qu)造(zao)成其后的(de)局部腐蝕(shi)。較高的(de)晶(jing)(jing)間(jian)腐蝕(shi)敏(min)(min)感性并不(bu)(bu)(bu)意(yi)味(wei)著非(fei)低(di)碳材料就更(geng)容易(yi)腐蝕(shi)。在高氯環(huan)境(jing)中,這(zhe)種敏(min)(min)感性也(ye)越高。對于軟閥座(zuo)常規蝶閥而言,由(you)于我們并不(bu)(bu)(bu)在閥板上進行焊接(jie)操(cao)作(zuo),因此(ci)采(cai)用(yong)低(di)碳不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼并沒有(you)多大意(yi)義,不(bu)(bu)(bu)過大多數規格書會要求采(cai)用(yong)304L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼或316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。