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)]不銹鋼是最普遍的鋼種(zhong),作為(wei)一種(zhong)用(yong)途(tu)廣泛(fan)的鋼,具有良好的耐(nai)蝕性(xing)、耐(nai)熱(re)性(xing)、低(di)溫(wen)強度和機械特性(xing);沖壓、彎曲(qu)等(deng)熱(re)加(jia)工性(xing)好,無熱(re)處理硬化現象(無磁性(xing),使用(yong)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)]不銹鋼因(yin)添加(jia)鉬,故其耐蝕(shi)性(xing)、耐大氣腐蝕(shi)性(xing)和高(gao)溫強度特別(bie)好(hao),可在苛(ke)刻的條(tiao)件下使用;加(jia)工硬化性(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. 化學組分對(dui)比
化(hua)學組(zu)分對比見表1.4.14, 316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)316L不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是含(han)鉬不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)種。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)鉬含(han)量略高(gao)于(yu)(yu)(yu)316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),由于(yu)(yu)(yu)鋼(gang)(gang)(gang)中含(han)鉬,該(gai)鋼(gang)(gang)(gang)種總的(de)(de)性(xing)能優于(yu)(yu)(yu)310和(he)304不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),高(gao)溫條件下,當(dang)硫酸的(de)(de)濃度低于(yu)(yu)(yu)15%和(he)高(gao)于(yu)(yu)(yu)85%時(shi),316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有廣泛的(de)(de)用途。316不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還具有良好的(de)(de)抗氯(lv)化(hua)物侵蝕的(de)(de)性(xing)能,所(suo)以通(tong)常用于(yu)(yu)(yu)海洋(yang)環境(jing)。316L不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)最(zui)大碳含(han)量為(wei)0.03%,可(ke)用于(yu)(yu)(yu)焊接后不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能進行退火(huo)和(he)需要(yao)最(zui)大耐腐蝕性(xing)的(de)(de)用途中。
某石化工程(cheng)裝置(zhi),濃(nong)硫(liu)酸管(guan)道剛開始(shi)選用普通(tong)碳鋼管(guan)道,由于自產(chan)濃(nong)硫(liu)酸濃(nong)度(du)不是很穩定,造(zao)成管(guan)道多處泄漏,后(hou)來配(pei)管(guan)設計修(xiu)改(gai)為316不銹(xiu)鋼管(guan)道。
3. 耐腐蝕對(dui)比
316不銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)腐(fu)蝕性能優于304不銹(xiu)鋼(gang),在漿(jiang)和造紙的(de)(de)生產過(guo)程中(zhong)具有良好的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕的(de)(de)性能。而且316不銹(xiu)鋼(gang)還耐(nai)海洋和侵蝕性工(gong)業大氣的(de)(de)侵蝕。
一般304不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼在抗化學腐(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能方面差別(bie)不(bu)(bu)(bu)大,不(bu)(bu)(bu)過在某(mou)些特定介(jie)質下有所(suo)區別(bie)。最初開發(fa)出的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼為304,在特定情況下,這(zhe)種(zhong)材料對點腐(fu)蝕(shi)(shi)(pitting corro-sion)比較敏感。額外增加2%~3%的鉬可(ke)以減少(shao)這(zhe)種(zhong)敏感性(xing)(xing),這(zhe)樣就誕生了316。此外,這(zhe)些額外的鉬還(huan)可(ke)以降低某(mou)些熱有機(ji)酸的腐(fu)蝕(shi)(shi)。
316不(bu)銹(xiu)鋼幾(ji)乎成為(wei)食品飲料行(xing)業(ye)標準材(cai)料。由(you)于世界(jie)范圍(wei)內鉬元素的短(duan)缺及316不(bu)銹(xiu)鋼中鎳含量更多,316不(bu)銹(xiu)鋼的價格比304不(bu)銹(xiu)鋼更貴。
在各種類型的(de)水介(jie)質(zhi)(蒸餾水、飲用水、河水、鍋爐水、海水等)中,304不(bu)銹鋼(gang)與(yu)316不(bu)銹鋼(gang)的(de)抗腐蝕性(xing)能幾乎一樣,除(chu)非介(jie)質(zhi)中氯(lv)離子(zi)的(de)含量非常高,此時316不(bu)銹鋼(gang)就更合適。
在大多數情況(kuang)下,304不銹鋼與316不銹鋼的(de)抗腐蝕性(xing)能沒(mei)有(you)多大區別,但有(you)些(xie)情況(kuang)下也可能差別很大,需具體情況(kuang)具體分析。
4. 耐(nai)熱性對比
在(zai)1600℃以下的(de)間斷使(shi)用和在(zai)1700℃以下的(de)連續(xu)使(shi)用中(zhong),316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具(ju)有好(hao)的(de)耐(nai)氧化性(xing)能(neng)。在(zai)800~1575℃的(de)范圍內,最好(hao)不(bu)(bu)要(yao)連續(xu)使(shi)用316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,但(dan)在(zai)該溫度范圍以外(wai)連續(xu)使(shi)用316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼時,該不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具(ju)有良好(hao)的(de)耐(nai)熱性(xing)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)耐(nai)碳(tan)化物析出的(de)性(xing)能(neng)比316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼更好(hao),可用于上述(shu)溫度范圍。
5. 熱(re)處理對比
在1850~2050℃的溫度(du)范圍內進行(xing)退火(huo),然后迅(xun)速(su)退火(huo),再迅(xun)速(su)冷卻(que)。316不銹鋼不能過熱(re)處理進行(xing)硬(ying)化(hua)。
6. 焊接對比
316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)良好的(de)焊(han)接性(xing)能。可(ke)采用(yong)所有(you)標(biao)準的(de)焊(han)接方法進行焊(han)接。焊(han)接時可(ke)根據用(yong)途,分別(bie)采用(yong)316Cb、316L或309Cb不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)填料棒(bang)或焊(han)條進行焊(han)接。為獲得最(zui)佳的(de)耐腐蝕性(xing)能,316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)接斷面需要進行焊(han)后退火處(chu)理(li)(li)。如果(guo)使(shi)用(yong)316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),不(bu)需要進行焊(han)后退火處(chu)理(li)(li)。
7. 機(ji)械(xie)性能(neng)對比
在(zai)所(suo)有鋼(gang)(gang)材中,奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)的屈(qu)服點(dian)最低。因此(ci)從機械性(xing)能(neng)考慮,奧氏(shi)體不銹鋼(gang)(gang)并不是用于(yu)閥(fa)桿的最佳材料,因為要保證(zheng)一定的強度,閥(fa)桿的直徑就會(hui)加大。屈(qu)服點(dian)不能(neng)通過熱(re)處(chu)理來提高(gao),但(dan)可(ke)以通過冷成型提高(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。對奧氏體(ti)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(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“晶間腐蝕”,見圖1.4.2。
由此開發(fa)出(chu)了(le)304L不銹(xiu)鋼和316L不銹(xiu)鋼來對抗這種腐蝕(shi)。304L不銹(xiu)鋼和316L不銹(xiu)鋼的含碳量都較低,因為碳含量減(jian)少,所以就不會(hui)產生碳化鉻,也就不會(hui)生成晶間腐蝕(shi)。
含碳量超過0.03%的(de)不(bu)穩定(ding)的(de)奧氏(shi)體型不(bu)銹鋼(gang)(gang)(即不(bu)含鈦或鈮的(de)0Cr18Ni9不(bu)銹鋼(gang)(gang)),如果(guo)熱處理(li)不(bu)當則(ze)在(zai)某些環境中(zhong)(zhong)易(yi)產生(sheng)晶(jing)間腐蝕(shi)。這些鋼(gang)(gang)在(zai)425~815℃之間加熱時(shi),或者緩(huan)慢(man)冷卻通過這個溫度(du)區間時(shi),都會(hui)產生(sheng)晶(jing)間偏析,這樣的(de)熱處理(li)造成(cheng)碳化物在(zai)晶(jing)界沉淀(dian)(敏(min)(min)化作(zuo)用(yong)),并(bing)且(qie)造成(cheng)最鄰近的(de)區域鉻貧化使得這些區域對腐蝕(shi)敏(min)(min)感。敏(min)(min)化作(zuo)用(yong)也(ye)可出現于(yu)焊(han)接時(shi),在(zai)焊(han)接熱影(ying)響區造成(cheng)其(qi)后的(de)局(ju)部腐蝕(shi)。較高(gao)的(de)晶(jing)間腐蝕(shi)敏(min)(min)感性(xing)并(bing)不(bu)意(yi)味著非低碳材料就更容易(yi)腐蝕(shi)。在(zai)高(gao)氯環境中(zhong)(zhong),這種(zhong)敏(min)(min)感性(xing)也(ye)越高(gao)。對于(yu)軟(ruan)閥(fa)座常規(gui)蝶閥(fa)而言,由于(yu)我(wo)們并(bing)不(bu)在(zai)閥(fa)板上(shang)進行焊(han)接操作(zuo),因(yin)此采用(yong)低碳不(bu)銹鋼(gang)(gang)并(bing)沒有多(duo)大意(yi)義,不(bu)過大多(duo)數規(gui)格書會(hui)要(yao)求采用(yong)304L不(bu)銹鋼(gang)(gang)或316L不(bu)銹鋼(gang)(gang)。