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(neng)對比


  304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不(bu)銹鋼是最普遍的(de)鋼種,作為一種用途廣泛的(de)鋼,具有(you)良好(hao)的(de)耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)、低溫(wen)強(qiang)度(du)和機(ji)械特性(xing);沖壓、彎曲(qu)等熱(re)加工(gong)性(xing)好(hao),無熱(re)處(chu)理硬化現(xian)象(無磁性(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)]不銹鋼因添(tian)加鉬,故其耐(nai)(nai)蝕性(xing)、耐(nai)(nai)大氣腐(fu)蝕性(xing)和(he)高溫強度特別(bie)好,可在苛刻的條件下(xia)使用;加工硬化(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


  化學組分(fen)對比見表1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是含(han)鉬(mu)(mu)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中的鉬(mu)(mu)含(han)量(liang)略高于(yu)(yu)(yu)316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),由于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中含(han)鉬(mu)(mu),該(gai)鋼(gang)(gang)(gang)種(zhong)總的性能(neng)優于(yu)(yu)(yu)310和(he)304不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),高溫條件下(xia),當硫酸的濃度低(di)于(yu)(yu)(yu)15%和(he)高于(yu)(yu)(yu)85%時,316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)(you)廣泛(fan)的用(yong)(yong)途(tu)。316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還具有(you)(you)良(liang)好的抗(kang)氯化物侵蝕的性能(neng),所以通常用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)海洋環境。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的最大碳含(han)量(liang)為0.03%,可用(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)焊接后不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)進(jin)行退火和(he)需要最大耐腐(fu)蝕性的用(yong)(yong)途(tu)中。


表 14.jpg


  某(mou)石(shi)化工(gong)程裝置,濃硫(liu)酸(suan)管(guan)道(dao)剛開(kai)始(shi)選(xuan)用(yong)普通碳(tan)鋼管(guan)道(dao),由于(yu)自產濃硫(liu)酸(suan)濃度(du)不是很穩定,造(zao)成管(guan)道(dao)多處泄漏,后來配管(guan)設計修改為316不銹(xiu)鋼管(guan)道(dao)。



3. 耐腐蝕對比


  316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐腐蝕(shi)性能優(you)于(yu)304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),在漿和造紙的(de)(de)生產過(guo)程中(zhong)具有良好的(de)(de)耐腐蝕(shi)的(de)(de)性能。而(er)且316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)還(huan)耐海洋和侵(qin)蝕(shi)性工(gong)業大氣的(de)(de)侵(qin)蝕(shi)。


  一(yi)般304不(bu)銹鋼與316不(bu)銹鋼在抗化學腐(fu)蝕性(xing)能方(fang)面(mian)差別(bie)(bie)不(bu)大(da),不(bu)過在某些(xie)特定(ding)(ding)介質下(xia)有所區別(bie)(bie)。最初開(kai)發出的不(bu)銹鋼為304,在特定(ding)(ding)情況下(xia),這(zhe)種(zhong)材料對點(dian)腐(fu)蝕(pitting corro-sion)比較敏感。額(e)外(wai)增加2%~3%的鉬(mu)可以減少這(zhe)種(zhong)敏感性(xing),這(zhe)樣就誕生(sheng)了316。此外(wai),這(zhe)些(xie)額(e)外(wai)的鉬(mu)還可以降低某些(xie)熱有機酸的腐(fu)蝕。


  316不銹鋼幾乎成為食品飲料行業標準材料。由于世界范圍(wei)內鉬元素的短缺及316不銹鋼中鎳含量更多,316不銹鋼的價(jia)格比304不銹鋼更貴。


  在各種類型的水(shui)(shui)介質(zhi)(蒸餾水(shui)(shui)、飲用(yong)水(shui)(shui)、河水(shui)(shui)、鍋(guo)爐水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)等(deng))中(zhong),304不(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)銹(xiu)鋼的抗腐(fu)蝕性能幾乎(hu)一樣,除(chu)非介質(zhi)中(zhong)氯(lv)離子的含(han)量非常高,此時316不(bu)銹(xiu)鋼就更合適。


  在大(da)(da)多數(shu)情況(kuang)(kuang)下,304不銹(xiu)鋼與(yu)316不銹(xiu)鋼的抗腐蝕性能(neng)沒(mei)有(you)多大(da)(da)區(qu)別,但有(you)些情況(kuang)(kuang)下也可(ke)能(neng)差別很(hen)大(da)(da),需具體情況(kuang)(kuang)具體分析(xi)。



4. 耐熱性對比


  在(zai)(zai)1600℃以下的(de)間斷使(shi)用(yong)和在(zai)(zai)1700℃以下的(de)連續使(shi)用(yong)中,316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)好(hao)(hao)的(de)耐(nai)氧化性(xing)能。在(zai)(zai)800~1575℃的(de)范圍內,最好(hao)(hao)不要連續使(shi)用(yong)316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang),但在(zai)(zai)該溫(wen)度范圍以外(wai)連續使(shi)用(yong)316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)時,該不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)具有(you)良(liang)好(hao)(hao)的(de)耐(nai)熱性(xing)。316L不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)碳化物(wu)析出的(de)性(xing)能比(bi)316不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)更好(hao)(hao),可用(yong)于上(shang)述溫(wen)度范圍。



5. 熱處(chu)理對比


  在1850~2050℃的溫度范圍(wei)內進行退火,然(ran)后迅(xun)速(su)退火,再迅(xun)速(su)冷卻。316不銹鋼不能(neng)過熱處理進行硬化。



6. 焊接(jie)對(dui)比


   316不銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有良好的(de)焊(han)接性(xing)能(neng)。可采用所(suo)有標(biao)準(zhun)的(de)焊(han)接方法(fa)進行焊(han)接。焊(han)接時(shi)可根據用途,分(fen)別采用316Cb、316L或309Cb不銹(xiu)鋼(gang)(gang)填料(liao)棒或焊(han)條進行焊(han)接。為獲得最(zui)佳的(de)耐腐蝕性(xing)能(neng),316不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)接斷(duan)面(mian)需(xu)要(yao)進行焊(han)后退(tui)火(huo)處理。如(ru)果(guo)使用316L不銹(xiu)鋼(gang)(gang),不需(xu)要(yao)進行焊(han)后退(tui)火(huo)處理。



7. 機械性能對比


   在所有鋼(gang)材中,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)的屈服點(dian)最(zui)低(di)。因此從機(ji)械(xie)性(xing)能考慮,奧氏體不(bu)銹鋼(gang)并不(bu)是(shi)用于(yu)閥桿(gan)的最(zui)佳材料(liao),因為(wei)要(yao)保證一定的強度,閥桿(gan)的直徑就會加大。屈服點(dian)不(bu)能通(tong)過熱(re)處理來(lai)提高,但(dan)可以通(tong)過冷(leng)成型提高。機(ji)械(xie)性(xing)能對比見表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(xing)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(fu)蝕”,見圖1.4.2。


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   由(you)此開發(fa)出(chu)了304L不銹鋼(gang)(gang)和316L不銹鋼(gang)(gang)來對抗這(zhe)種腐蝕。304L不銹鋼(gang)(gang)和316L不銹鋼(gang)(gang)的含碳(tan)(tan)量(liang)都較低,因為碳(tan)(tan)含量(liang)減少,所以就不會(hui)產生(sheng)碳(tan)(tan)化鉻,也就不會(hui)生(sheng)成晶間腐蝕。


   含碳量超(chao)過0.03%的不(bu)穩(wen)定的奧氏體型不(bu)銹鋼(gang)(即不(bu)含鈦或鈮的0Cr18Ni9不(bu)銹鋼(gang)),如(ru)果(guo)熱(re)處(chu)理(li)不(bu)當則在(zai)某些(xie)環境中易產生晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。這些(xie)鋼(gang)在(zai)425~815℃之間(jian)加熱(re)時(shi),或者緩慢(man)冷卻(que)通過這個溫度區(qu)間(jian)時(shi),都會產生晶(jing)間(jian)偏(pian)析,這樣的熱(re)處(chu)理(li)造成(cheng)碳化物在(zai)晶(jing)界沉(chen)淀(敏化作(zuo)(zuo)用),并(bing)且造成(cheng)最(zui)鄰近的區(qu)域鉻貧(pin)化使得這些(xie)區(qu)域對(dui)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感。敏化作(zuo)(zuo)用也(ye)可出現于焊(han)接(jie)時(shi),在(zai)焊(han)接(jie)熱(re)影響區(qu)造成(cheng)其后(hou)的局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。較(jiao)高的晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)敏感性(xing)并(bing)不(bu)意(yi)味著非(fei)低碳材料就更容易腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。在(zai)高氯環境中,這種敏感性(xing)也(ye)越高。對(dui)于軟閥座常規蝶閥而言(yan),由于我們(men)并(bing)不(bu)在(zai)閥板上進行焊(han)接(jie)操作(zuo)(zuo),因此采用低碳不(bu)銹鋼(gang)并(bing)沒有多大意(yi)義,不(bu)過大多數規格書會要求采用304L不(bu)銹鋼(gang)或316L不(bu)銹鋼(gang)。