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(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. 性能對比
304[0Cr18Ni9(06Cr19Ni10)]不銹鋼(gang)是最普遍的鋼(gang)種,作為(wei)一種用(yong)(yong)途廣(guang)泛(fan)的鋼(gang),具(ju)有良(liang)好的耐蝕性(xing)(xing)、耐熱(re)(re)性(xing)(xing)、低溫強度(du)和(he)機械特性(xing)(xing);沖(chong)壓、彎(wan)曲等(deng)熱(re)(re)加工性(xing)(xing)好,無熱(re)(re)處(chu)理硬化(hua)現象(xiang)(無磁(ci)性(xing)(xing),使(shi)用(yong)(yong)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)]不銹鋼因添加(jia)鉬,故其耐(nai)蝕性、耐(nai)大氣腐蝕性和(he)高溫強度特別(bie)好,可(ke)在(zai)苛(ke)刻的(de)條件下(xia)使用;加(jia)工硬化性優(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(fen)對比
化學組分(fen)對(dui)比見表1.4.14, 316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是含(han)鉬不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)種(zhong)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)鉬含(han)量略高(gao)于316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),由于鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)鉬,該鋼(gang)(gang)種(zhong)總(zong)的(de)(de)性(xing)能優于310和304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),高(gao)溫條件(jian)下,當硫酸的(de)(de)濃度低于15%和高(gao)于85%時(shi),316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)(ju)有廣泛的(de)(de)用(yong)途。316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)還具(ju)(ju)有良好(hao)的(de)(de)抗氯化物侵蝕的(de)(de)性(xing)能,所以(yi)通常用(yong)于海洋環境(jing)。316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)最大碳含(han)量為0.03%,可用(yong)于焊接后不(bu)(bu)能進行退火和需要最大耐(nai)腐蝕性(xing)的(de)(de)用(yong)途中(zhong)。

某石(shi)化工程裝置,濃(nong)硫(liu)酸管(guan)(guan)道(dao)剛(gang)開始(shi)選用普通碳鋼(gang)管(guan)(guan)道(dao),由(you)于自產濃(nong)硫(liu)酸濃(nong)度不是很穩定,造成(cheng)管(guan)(guan)道(dao)多處泄(xie)漏,后來配管(guan)(guan)設(she)計修改為316不銹鋼(gang)管(guan)(guan)道(dao)。
3. 耐腐(fu)蝕對(dui)比
316不銹(xiu)鋼耐(nai)腐蝕性能(neng)(neng)優于304不銹(xiu)鋼,在漿和(he)造(zao)紙的生(sheng)產(chan)過程中(zhong)具有良好的耐(nai)腐蝕的性能(neng)(neng)。而且(qie)316不銹(xiu)鋼還耐(nai)海洋和(he)侵蝕性工(gong)業大氣的侵蝕。
一(yi)般304不銹(xiu)鋼(gang)與(yu)316不銹(xiu)鋼(gang)在抗(kang)化學腐蝕(shi)性能方面差別(bie)不大,不過在某些特定介質下有所(suo)區別(bie)。最初(chu)開發出的不銹(xiu)鋼(gang)為(wei)304,在特定情(qing)況下,這(zhe)種材料(liao)對點腐蝕(shi)(pitting corro-sion)比較敏感(gan)。額外增加(jia)2%~3%的鉬可以減少這(zhe)種敏感(gan)性,這(zhe)樣就誕生了316。此外,這(zhe)些額外的鉬還可以降低某些熱(re)有機酸(suan)的腐蝕(shi)。
316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼幾乎成(cheng)為食品飲料行業標準材料。由于(yu)世界范圍內(nei)鉬(mu)元(yuan)素的短缺及316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中鎳含(han)量更多,316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的價(jia)格比304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼更貴。
在各種類(lei)型的水(shui)介質(蒸餾水(shui)、飲(yin)用水(shui)、河(he)水(shui)、鍋爐水(shui)、海水(shui)等)中(zhong),304不(bu)(bu)銹鋼(gang)與316不(bu)(bu)銹鋼(gang)的抗腐蝕(shi)性能幾乎一樣,除非介質中(zhong)氯離子的含量非常高(gao),此時316不(bu)(bu)銹鋼(gang)就更合適。
在大多(duo)數情況下,304不銹鋼(gang)與316不銹鋼(gang)的抗(kang)腐(fu)蝕性能(neng)沒有多(duo)大區別,但有些情況下也可能(neng)差別很(hen)大,需(xu)具(ju)體情況具(ju)體分析。
4. 耐熱性對(dui)比
在1600℃以下(xia)的(de)(de)(de)間斷使(shi)(shi)用(yong)和在1700℃以下(xia)的(de)(de)(de)連續使(shi)(shi)用(yong)中(zhong),316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有(you)好的(de)(de)(de)耐氧化性能。在800~1575℃的(de)(de)(de)范圍內,最好不(bu)(bu)(bu)要連續使(shi)(shi)用(yong)316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼,但在該溫度(du)范圍以外連續使(shi)(shi)用(yong)316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼時,該不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)耐熱性。316L不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)耐碳化物析出的(de)(de)(de)性能比316不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼更好,可用(yong)于上述溫度(du)范圍。
5. 熱(re)處理對(dui)比
在1850~2050℃的溫度范圍(wei)內進行退(tui)火,然后迅速退(tui)火,再迅速冷卻(que)。316不(bu)銹鋼不(bu)能過熱處理進行硬化(hua)。
6. 焊接(jie)對比(bi)
316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)具有良好的(de)(de)焊接性能。可采(cai)用(yong)所有標準的(de)(de)焊接方法進行(xing)(xing)焊接。焊接時可根據用(yong)途(tu),分別(bie)采(cai)用(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不(bu)銹(xiu)鋼(gang)填料棒(bang)或(huo)焊條進行(xing)(xing)焊接。為獲(huo)得最佳的(de)(de)耐(nai)腐蝕性能,316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)焊接斷面需要進行(xing)(xing)焊后(hou)退(tui)火處(chu)理(li)(li)。如果使用(yong)316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang),不(bu)需要進行(xing)(xing)焊后(hou)退(tui)火處(chu)理(li)(li)。
7. 機械性能(neng)對比
在所有鋼(gang)材(cai)中,奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的屈(qu)服點最低。因此從機械性能(neng)(neng)考慮,奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)并(bing)不(bu)是(shi)用于閥桿的最佳材(cai)料,因為要保證一定(ding)的強度,閥桿的直(zhi)徑(jing)就會加大。屈(qu)服點不(bu)能(neng)(neng)通(tong)過熱處理來提(ti)高,但可(ke)以通(tong)過冷成型(xing)提(ti)高。機械性能(neng)(neng)對比見(jian)表1.4.15。

8. 磁性(xing)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(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. 低碳類型(xing)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(fu)蝕(shi)”,見圖1.4.2。

由此開(kai)發出了304L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)來(lai)對抗這(zhe)種腐蝕。304L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的含(han)碳量(liang)都較低,因為碳含(han)量(liang)減少,所以就(jiu)不(bu)(bu)(bu)會(hui)產生(sheng)碳化鉻(ge),也就(jiu)不(bu)(bu)(bu)會(hui)生(sheng)成晶間腐蝕。
含碳(tan)量超(chao)過(guo)0.03%的(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)穩定(ding)的(de)奧(ao)氏體型不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(即(ji)不(bu)(bu)(bu)(bu)含鈦或(huo)鈮的(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)),如(ru)果熱(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)當(dang)則(ze)在(zai)(zai)某(mou)些(xie)環(huan)(huan)境中(zhong)易產生(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)。這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)鋼(gang)在(zai)(zai)425~815℃之(zhi)間(jian)加(jia)熱(re)時,或(huo)者緩慢冷卻通過(guo)這(zhe)(zhe)(zhe)個溫度區(qu)間(jian)時,都(dou)會產生(sheng)晶(jing)間(jian)偏析,這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)熱(re)處理造(zao)成(cheng)(cheng)碳(tan)化(hua)(hua)物在(zai)(zai)晶(jing)界沉淀(敏(min)(min)化(hua)(hua)作用),并(bing)且造(zao)成(cheng)(cheng)最鄰近(jin)的(de)區(qu)域(yu)鉻(ge)貧化(hua)(hua)使得這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)區(qu)域(yu)對(dui)(dui)腐(fu)蝕(shi)敏(min)(min)感。敏(min)(min)化(hua)(hua)作用也(ye)可出(chu)現于焊接(jie)時,在(zai)(zai)焊接(jie)熱(re)影響區(qu)造(zao)成(cheng)(cheng)其(qi)后的(de)局部腐(fu)蝕(shi)。較高的(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)敏(min)(min)感性并(bing)不(bu)(bu)(bu)(bu)意味著非低(di)(di)碳(tan)材料就更容易腐(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)高氯環(huan)(huan)境中(zhong),這(zhe)(zhe)(zhe)種敏(min)(min)感性也(ye)越(yue)高。對(dui)(dui)于軟(ruan)閥座(zuo)常(chang)規(gui)蝶閥而言,由(you)于我們并(bing)不(bu)(bu)(bu)(bu)在(zai)(zai)閥板上進行焊接(jie)操(cao)作,因此采(cai)用低(di)(di)碳(tan)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)并(bing)沒有多(duo)大意義,不(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)大多(duo)數規(gui)格書(shu)會要求(qiu)采(cai)用304L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)或(huo)316L不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)。

