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. 性能對比
304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹鋼(gang)是最普遍的(de)鋼(gang)種,作為一種用途廣(guang)泛的(de)鋼(gang),具有良(liang)好(hao)的(de)耐蝕性(xing)(xing)、耐熱(re)(re)性(xing)(xing)、低溫強(qiang)度(du)和機械特性(xing)(xing);沖壓、彎曲(qu)等熱(re)(re)加(jia)工性(xing)(xing)好(hao),無熱(re)(re)處(chu)理(li)硬(ying)化現象(無磁性(xing)(xing),使用溫度(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(bu)銹鋼因添(tian)加(jia)鉬,故其耐蝕性、耐大氣(qi)腐蝕性和高溫強度特(te)別好,可在(zai)苛刻的條件下使(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. 化學組分對比
化學組(zu)分(fen)對比見表1.4.14, 316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)(he)316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是(shi)含鉬不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)種。316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)鉬含量略高(gao)于(yu)(yu)316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),由于(yu)(yu)鋼(gang)中含鉬,該鋼(gang)種總的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)優于(yu)(yu)310和(he)(he)(he)304不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),高(gao)溫條件下,當硫酸的(de)(de)(de)濃度低于(yu)(yu)15%和(he)(he)(he)高(gao)于(yu)(yu)85%時,316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)有廣泛(fan)的(de)(de)(de)用(yong)途。316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)還具(ju)有良好(hao)的(de)(de)(de)抗(kang)氯化物侵(qin)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng),所以通常用(yong)于(yu)(yu)海(hai)洋(yang)環境。316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)最(zui)(zui)大碳(tan)含量為0.03%,可用(yong)于(yu)(yu)焊接后不(bu)(bu)能(neng)進行退火(huo)和(he)(he)(he)需要最(zui)(zui)大耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)用(yong)途中。

某石化工程裝(zhuang)置,濃(nong)硫酸(suan)管(guan)(guan)道剛開始選用普通碳鋼管(guan)(guan)道,由于自產濃(nong)硫酸(suan)濃(nong)度不是很穩定,造成(cheng)管(guan)(guan)道多(duo)處泄漏,后來(lai)配管(guan)(guan)設計修改(gai)為316不銹鋼管(guan)(guan)道。
3. 耐腐蝕對比
316不銹(xiu)鋼(gang)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性能優于304不銹(xiu)鋼(gang),在漿(jiang)和造紙(zhi)的(de)(de)生產過程中具有良(liang)好(hao)的(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)性能。而且316不銹(xiu)鋼(gang)還耐海(hai)洋(yang)和侵蝕(shi)(shi)性工(gong)業(ye)大氣的(de)(de)侵蝕(shi)(shi)。
一般(ban)304不銹(xiu)鋼與316不銹(xiu)鋼在抗化(hua)學腐(fu)蝕(shi)性能(neng)方面差(cha)別不大(da),不過(guo)在某些特(te)定介(jie)質下有(you)所區別。最初開(kai)發出的不銹(xiu)鋼為304,在特(te)定情況下,這(zhe)種(zhong)材料對點(dian)腐(fu)蝕(shi)(pitting corro-sion)比較敏感(gan)。額(e)外(wai)增加2%~3%的鉬可以減少這(zhe)種(zhong)敏感(gan)性,這(zhe)樣就(jiu)誕生了316。此外(wai),這(zhe)些額(e)外(wai)的鉬還可以降(jiang)低某些熱有(you)機酸(suan)的腐(fu)蝕(shi)。
316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)幾乎成為食品飲料行業標準材料。由于世界范圍內鉬元素的短缺及(ji)316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中鎳(nie)含量更多,316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的價格比(bi)304不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)更貴。
在各種類型(xing)的(de)(de)水(shui)(shui)介(jie)質(zhi)(蒸餾水(shui)(shui)、飲(yin)用(yong)水(shui)(shui)、河(he)水(shui)(shui)、鍋爐(lu)水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)等(deng))中(zhong),304不銹鋼與316不銹鋼的(de)(de)抗腐蝕性能幾乎(hu)一樣,除非(fei)介(jie)質(zhi)中(zhong)氯離子的(de)(de)含量非(fei)常高,此時316不銹鋼就更合適。
在大多數(shu)情(qing)況下(xia),304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕(shi)性(xing)能沒(mei)有(you)多大區(qu)別,但(dan)有(you)些(xie)情(qing)況下(xia)也可能差別很大,需具(ju)體情(qing)況具(ju)體分析。
4. 耐熱(re)性對比
在(zai)1600℃以下的(de)間斷(duan)使(shi)用(yong)和在(zai)1700℃以下的(de)連(lian)續(xu)使(shi)用(yong)中,316不(bu)銹鋼(gang)具有好(hao)的(de)耐(nai)氧(yang)化性(xing)能。在(zai)800~1575℃的(de)范圍內,最(zui)好(hao)不(bu)要(yao)連(lian)續(xu)使(shi)用(yong)316不(bu)銹鋼(gang),但在(zai)該溫(wen)度范圍以外連(lian)續(xu)使(shi)用(yong)316不(bu)銹鋼(gang)時,該不(bu)銹鋼(gang)具有良好(hao)的(de)耐(nai)熱性(xing)。316L不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐(nai)碳化物析出的(de)性(xing)能比316不(bu)銹鋼(gang)更好(hao),可用(yong)于上述溫(wen)度范圍。
5. 熱處理對比
在1850~2050℃的溫(wen)度范圍內進行(xing)退(tui)火(huo),然后迅速退(tui)火(huo),再迅速冷卻。316不銹鋼不能過熱處(chu)理進行(xing)硬(ying)化(hua)。
6. 焊接對比
316不銹(xiu)鋼具有(you)良好的(de)焊(han)(han)接性(xing)能(neng)。可采用(yong)所有(you)標準的(de)焊(han)(han)接方法進行(xing)焊(han)(han)接。焊(han)(han)接時(shi)可根據(ju)用(yong)途,分(fen)別采用(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不銹(xiu)鋼填料(liao)棒(bang)或(huo)焊(han)(han)條進行(xing)焊(han)(han)接。為獲得(de)最佳的(de)耐腐蝕性(xing)能(neng),316不銹(xiu)鋼的(de)焊(han)(han)接斷面需要進行(xing)焊(han)(han)后退火(huo)處(chu)理。如果使用(yong)316L不銹(xiu)鋼,不需要進行(xing)焊(han)(han)后退火(huo)處(chu)理。
7. 機(ji)械(xie)性能對比
在所(suo)有鋼材(cai)中,奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼的屈服(fu)(fu)點最(zui)低。因此從機械性(xing)能(neng)考慮,奧(ao)(ao)氏體不(bu)銹鋼并不(bu)是用于閥(fa)桿(gan)的最(zui)佳材(cai)料(liao),因為要保證一定(ding)的強度,閥(fa)桿(gan)的直(zhi)徑就會加大。屈服(fu)(fu)點不(bu)能(neng)通過熱處(chu)理(li)來提高(gao),但可以通過冷成型(xing)提高(gao)。機械性(xing)能(neng)對比見表1.4.15。

8. 磁性對比(bi)
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(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
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(fu)蝕(shi)”,見圖1.4.2。

由此開發出了(le)304L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和316L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)來對抗這種腐(fu)(fu)蝕。304L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)和316L不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的含(han)碳(tan)(tan)量(liang)都較低,因為碳(tan)(tan)含(han)量(liang)減少,所以就不會(hui)產生碳(tan)(tan)化鉻,也(ye)就不會(hui)生成晶間腐(fu)(fu)蝕。
含碳量超過(guo)0.03%的(de)(de)不(bu)穩定的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(即不(bu)含鈦或鈮的(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)銹(xiu)鋼(gang)),如果熱(re)處(chu)理不(bu)當(dang)則在某(mou)些環境中易(yi)產生晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)。這些鋼(gang)在425~815℃之(zhi)間(jian)加熱(re)時(shi)(shi),或者緩慢冷卻通過(guo)這個溫(wen)度(du)區(qu)間(jian)時(shi)(shi),都會(hui)產生晶(jing)間(jian)偏析,這樣的(de)(de)熱(re)處(chu)理造(zao)成(cheng)碳化(hua)物在晶(jing)界(jie)沉淀(敏化(hua)作(zuo)用(yong)),并(bing)(bing)且造(zao)成(cheng)最(zui)鄰近的(de)(de)區(qu)域(yu)鉻貧化(hua)使得這些區(qu)域(yu)對腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感(gan)(gan)。敏化(hua)作(zuo)用(yong)也(ye)可出現于焊接(jie)時(shi)(shi),在焊接(jie)熱(re)影(ying)響區(qu)造(zao)成(cheng)其后的(de)(de)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)。較高的(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)敏感(gan)(gan)性并(bing)(bing)不(bu)意味(wei)著非(fei)低碳材料就更容易(yi)腐(fu)蝕(shi)(shi)。在高氯(lv)環境中,這種敏感(gan)(gan)性也(ye)越高。對于軟(ruan)閥座常規蝶閥而言,由于我們并(bing)(bing)不(bu)在閥板(ban)上進(jin)行焊接(jie)操作(zuo),因此采用(yong)低碳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)并(bing)(bing)沒(mei)有(you)多大(da)意義,不(bu)過(guo)大(da)多數規格書會(hui)要求采用(yong)304L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)或316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。

