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. 性能對比


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不(bu)銹鋼是最普(pu)遍的鋼種,作為一種用途(tu)廣泛的鋼,具有良(liang)好(hao)的耐(nai)蝕性(xing)(xing)、耐(nai)熱(re)(re)性(xing)(xing)、低溫(wen)強度和機械特(te)性(xing)(xing);沖壓(ya)、彎曲等熱(re)(re)加工(gong)性(xing)(xing)好(hao),無熱(re)(re)處理硬化現象(無磁(ci)性(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)]不銹(xiu)鋼因(yin)添加鉬(mu),故其耐(nai)蝕(shi)性、耐(nai)大氣腐蝕(shi)性和(he)高(gao)溫(wen)強度特別好,可在苛(ke)刻的條件(jian)下使用(yong);加工(gong)硬(ying)化(hua)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(fen)對比


  化(hua)(hua)學組分對比(bi)見表1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是含(han)鉬不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)種。316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)鉬含(han)量略高于316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),由于鋼(gang)(gang)(gang)中含(han)鉬,該鋼(gang)(gang)(gang)種總(zong)的(de)性能(neng)優(you)于310和(he)304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),高溫條件下(xia),當硫酸(suan)的(de)濃度(du)低(di)于15%和(he)高于85%時,316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)廣(guang)泛的(de)用(yong)途(tu)(tu)。316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還具有(you)良好的(de)抗氯化(hua)(hua)物侵蝕的(de)性能(neng),所(suo)以(yi)通常用(yong)于海洋環境(jing)。316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)最(zui)大碳含(han)量為0.03%,可用(yong)于焊接(jie)后不(bu)能(neng)進行(xing)退火(huo)和(he)需要最(zui)大耐(nai)腐蝕性的(de)用(yong)途(tu)(tu)中。


表 14.jpg


  某石(shi)化(hua)工(gong)程(cheng)裝置,濃硫酸管(guan)(guan)(guan)道(dao)剛(gang)開始選用普通(tong)碳鋼管(guan)(guan)(guan)道(dao),由(you)于(yu)自產(chan)濃硫酸濃度(du)不是很穩定,造成管(guan)(guan)(guan)道(dao)多(duo)處(chu)泄漏(lou),后(hou)來配管(guan)(guan)(guan)設(she)計修改為316不銹鋼管(guan)(guan)(guan)道(dao)。



3. 耐腐蝕對比


  316不(bu)銹鋼(gang)(gang)耐(nai)腐(fu)蝕性能(neng)優于304不(bu)銹鋼(gang)(gang),在漿和造紙的生產過(guo)程中具(ju)有良(liang)好的耐(nai)腐(fu)蝕的性能(neng)。而且316不(bu)銹鋼(gang)(gang)還耐(nai)海(hai)洋(yang)和侵蝕性工(gong)業(ye)大氣的侵蝕。


  一般304不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與316不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在(zai)抗化學腐(fu)蝕(shi)性能方面差(cha)別不(bu)(bu)(bu)大,不(bu)(bu)(bu)過在(zai)某(mou)些特(te)定介質(zhi)下有所(suo)區別。最(zui)初開(kai)發出的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)為304,在(zai)特(te)定情況下,這種(zhong)材料(liao)對(dui)點(dian)腐(fu)蝕(shi)(pitting corro-sion)比較敏感(gan)。額外(wai)增加2%~3%的(de)(de)鉬可以(yi)減少這種(zhong)敏感(gan)性,這樣就誕生了316。此外(wai),這些額外(wai)的(de)(de)鉬還(huan)可以(yi)降(jiang)低某(mou)些熱有機酸的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)。


  316不(bu)(bu)銹鋼(gang)幾乎成為食品飲(yin)料行業(ye)標準(zhun)材料。由(you)于世界(jie)范(fan)圍內鉬元素的短缺及316不(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)鎳含量(liang)更多,316不(bu)(bu)銹鋼(gang)的價格比304不(bu)(bu)銹鋼(gang)更貴。


  在(zai)各種類(lei)型(xing)的水(shui)介質(蒸餾水(shui)、飲(yin)用水(shui)、河(he)水(shui)、鍋(guo)爐水(shui)、海(hai)水(shui)等(deng))中,304不(bu)銹(xiu)鋼(gang)與316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的抗腐蝕性能幾乎一樣,除非介質中氯離子的含量非常高(gao),此時316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就更合(he)適。


  在大多數情(qing)況下,304不銹(xiu)(xiu)鋼與316不銹(xiu)(xiu)鋼的抗(kang)腐蝕性能沒有多大區別(bie),但(dan)有些情(qing)況下也可(ke)能差別(bie)很大,需(xu)具(ju)體情(qing)況具(ju)體分析(xi)。



4. 耐熱性對比


  在(zai)1600℃以下的(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)斷使(shi)(shi)用和在(zai)1700℃以下的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)(lian)續使(shi)(shi)用中(zhong),316不銹鋼具有(you)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)氧(yang)化性(xing)能。在(zai)800~1575℃的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)圍內,最好(hao)不要連(lian)(lian)續使(shi)(shi)用316不銹鋼,但在(zai)該溫(wen)度范(fan)圍以外連(lian)(lian)續使(shi)(shi)用316不銹鋼時,該不銹鋼具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)熱性(xing)。316L不銹鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)碳化物析出的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能比316不銹鋼更好(hao),可(ke)用于上述溫(wen)度范(fan)圍。



5. 熱處理對比


  在1850~2050℃的溫(wen)度范圍(wei)內進(jin)行(xing)退火,然后迅(xun)速退火,再迅(xun)速冷卻。316不(bu)銹(xiu)鋼不(bu)能過熱處理(li)進(jin)行(xing)硬化。



6. 焊接對(dui)比


   316不銹鋼(gang)具有良好的(de)(de)焊(han)接(jie)性能(neng)。可(ke)采用(yong)所有標準(zhun)的(de)(de)焊(han)接(jie)方法進行焊(han)接(jie)。焊(han)接(jie)時可(ke)根(gen)據用(yong)途,分別采用(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不銹鋼(gang)填料棒或(huo)焊(han)條(tiao)進行焊(han)接(jie)。為(wei)獲得(de)最佳的(de)(de)耐腐蝕性能(neng),316不銹鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)斷面需要進行焊(han)后(hou)退火(huo)處(chu)理。如果使用(yong)316L不銹鋼(gang),不需要進行焊(han)后(hou)退火(huo)處(chu)理。



7. 機械(xie)性能對比


   在所(suo)有鋼(gang)材中,奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)屈(qu)服點最(zui)低。因(yin)此從機(ji)械性(xing)能考(kao)慮,奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang)并不(bu)是用于閥桿的(de)(de)最(zui)佳材料,因(yin)為要(yao)保證一定的(de)(de)強度(du),閥桿的(de)(de)直徑就(jiu)會加大。屈(qu)服點不(bu)能通過熱處理來提(ti)高,但可以通過冷成型提(ti)高。機(ji)械性(xing)能對比見表1.4.15。


表 15.jpg



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。對奧氏(shi)體不銹(xiu)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(jian)腐蝕”,見圖1.4.2。


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   由此開(kai)發出(chu)了304L不(bu)銹鋼和(he)(he)316L不(bu)銹鋼來對(dui)抗這種腐(fu)蝕。304L不(bu)銹鋼和(he)(he)316L不(bu)銹鋼的含碳量(liang)都較低,因為碳含量(liang)減(jian)少,所以(yi)就不(bu)會產生碳化鉻,也就不(bu)會生成晶間腐(fu)蝕。


   含碳量超過0.03%的不(bu)(bu)穩(wen)定的奧氏體型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(即不(bu)(bu)含鈦(tai)或(huo)鈮的0Cr18Ni9不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)),如果熱(re)處(chu)理不(bu)(bu)當則在(zai)某些(xie)環境(jing)中(zhong)易產生晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕。這些(xie)鋼(gang)(gang)在(zai)425~815℃之間(jian)加熱(re)時(shi),或(huo)者緩慢冷(leng)卻通(tong)過這個溫度區(qu)間(jian)時(shi),都會產生晶(jing)間(jian)偏析,這樣的熱(re)處(chu)理造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)碳化(hua)(hua)物在(zai)晶(jing)界沉淀(敏(min)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)),并且造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)最鄰近的區(qu)域(yu)鉻貧化(hua)(hua)使得這些(xie)區(qu)域(yu)對腐(fu)蝕敏(min)感。敏(min)化(hua)(hua)作(zuo)(zuo)用(yong)也(ye)可出現于(yu)焊接(jie)時(shi),在(zai)焊接(jie)熱(re)影(ying)響區(qu)造(zao)(zao)成(cheng)(cheng)其后的局部(bu)腐(fu)蝕。較高的晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕敏(min)感性并不(bu)(bu)意(yi)(yi)味著非低碳材料就更容易腐(fu)蝕。在(zai)高氯環境(jing)中(zhong),這種敏(min)感性也(ye)越高。對于(yu)軟閥(fa)(fa)座常(chang)規(gui)蝶閥(fa)(fa)而(er)言,由(you)于(yu)我們并不(bu)(bu)在(zai)閥(fa)(fa)板上進行焊接(jie)操作(zuo)(zuo),因此采(cai)用(yong)低碳不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)并沒有多(duo)大意(yi)(yi)義,不(bu)(bu)過大多(duo)數規(gui)格(ge)書會要求(qiu)采(cai)用(yong)304L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)或(huo)316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。