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(bu)銹(xiu)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(gang)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(bian)的鋼種,作(zuo)為一種用途廣泛的鋼,具有良(liang)好的耐蝕(shi)性(xing)(xing)、耐熱(re)性(xing)(xing)、低溫(wen)強度和機械(xie)特性(xing)(xing);沖壓、彎曲(qu)等熱(re)加工性(xing)(xing)好,無熱(re)處理(li)硬化(hua)現象(無磁性(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)]不銹鋼因添加鉬,故其耐(nai)(nai)蝕性、耐(nai)(nai)大(da)氣(qi)腐蝕性和高溫(wen)強度(du)特別好,可在苛(ke)刻的條件(jian)下使用(yong);加工(gong)硬(ying)化性優(無磁(ci)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
化學組分對比見(jian)表1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是含(han)鉬不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)種(zhong)。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)鉬含(han)量略(lve)高于(yu)316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),由(you)于(yu)鋼(gang)中含(han)鉬,該鋼(gang)種(zhong)總(zong)的(de)(de)性能(neng)(neng)優(you)于(yu)310和304不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),高溫條件下,當硫(liu)酸的(de)(de)濃度(du)低(di)于(yu)15%和高于(yu)85%時(shi),316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)(ju)有廣(guang)泛的(de)(de)用途。316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)還具(ju)(ju)有良好的(de)(de)抗氯化物(wu)侵蝕的(de)(de)性能(neng)(neng),所(suo)以通常用于(yu)海洋(yang)環境。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)最大碳含(han)量為(wei)0.03%,可(ke)用于(yu)焊接(jie)后不(bu)能(neng)(neng)進(jin)行退火和需要(yao)最大耐腐蝕性的(de)(de)用途中。

某石(shi)化工(gong)程裝置,濃(nong)(nong)硫酸(suan)管(guan)道剛開始選用普通(tong)碳鋼(gang)(gang)管(guan)道,由于自產濃(nong)(nong)硫酸(suan)濃(nong)(nong)度不是很穩定,造成(cheng)管(guan)道多(duo)處泄漏,后來配管(guan)設計修改為(wei)316不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管(guan)道。
3. 耐腐蝕(shi)對(dui)比
316不銹鋼耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)性能優(you)于304不銹鋼,在漿和(he)造紙(zhi)的(de)(de)(de)生產過程中(zhong)具有良(liang)好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)性能。而且316不銹鋼還(huan)耐(nai)(nai)(nai)海(hai)洋和(he)侵(qin)蝕(shi)性工(gong)業大(da)氣的(de)(de)(de)侵(qin)蝕(shi)。
一般304不銹(xiu)鋼與316不銹(xiu)鋼在抗化學腐蝕性能方面差別不大,不過在某(mou)些(xie)(xie)特(te)定介質下有所區別。最(zui)初開發出的不銹(xiu)鋼為304,在特(te)定情(qing)況下,這種(zhong)材料對點腐蝕(pitting corro-sion)比(bi)較敏(min)感。額(e)外(wai)增(zeng)加2%~3%的鉬可以減(jian)少這種(zhong)敏(min)感性,這樣就(jiu)誕(dan)生了(le)316。此外(wai),這些(xie)(xie)額(e)外(wai)的鉬還可以降低(di)某(mou)些(xie)(xie)熱有機(ji)酸的腐蝕。
316不(bu)銹鋼幾乎成為(wei)食品飲料(liao)行業標準材(cai)料(liao)。由于世界(jie)范(fan)圍內鉬元(yuan)素的(de)短缺及(ji)316不(bu)銹鋼中鎳含量更多,316不(bu)銹鋼的(de)價(jia)格比304不(bu)銹鋼更貴。
在各種類型(xing)的(de)水(shui)介(jie)質(zhi)(蒸餾水(shui)、飲用水(shui)、河水(shui)、鍋爐水(shui)、海水(shui)等)中(zhong),304不(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)銹(xiu)鋼的(de)抗腐蝕性(xing)能(neng)幾乎(hu)一樣(yang),除非介(jie)質(zhi)中(zhong)氯離子的(de)含量非常高(gao),此時316不(bu)銹(xiu)鋼就更合適。
在(zai)大多數情(qing)況下,304不銹鋼與316不銹鋼的抗(kang)腐蝕(shi)性能沒(mei)有(you)多大區別,但有(you)些(xie)情(qing)況下也可(ke)能差別很大,需具(ju)體(ti)情(qing)況具(ju)體(ti)分(fen)析。
4. 耐熱性對比
在(zai)1600℃以(yi)(yi)下(xia)的(de)間(jian)斷使用(yong)和(he)在(zai)1700℃以(yi)(yi)下(xia)的(de)連續(xu)使用(yong)中(zhong),316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)好的(de)耐氧化(hua)性能。在(zai)800~1575℃的(de)范圍內,最好不(bu)(bu)要連續(xu)使用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),但在(zai)該溫度范圍以(yi)(yi)外連續(xu)使用(yong)316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)時,該不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有(you)良好的(de)耐熱性。316L不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐碳化(hua)物析出的(de)性能比316不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)更好,可用(yong)于(yu)上述溫度范圍。
5. 熱處理對(dui)比
在1850~2050℃的溫度范圍內進行(xing)退火,然后迅速退火,再(zai)迅速冷卻。316不(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)能過(guo)熱處理進行(xing)硬化。
6. 焊接對比
316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼具有(you)良好的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)性(xing)能(neng)。可采(cai)用(yong)(yong)所有(you)標準的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方法進(jin)(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)可根(gen)據(ju)用(yong)(yong)途,分(fen)別(bie)采(cai)用(yong)(yong)316Cb、316L或(huo)309Cb不(bu)(bu)銹(xiu)鋼填料棒或(huo)焊(han)(han)條進(jin)(jin)行焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)。為獲得(de)最佳的耐腐蝕性(xing)能(neng),316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)斷面需要進(jin)(jin)行焊(han)(han)后退火處理。如果使用(yong)(yong)316L不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,不(bu)(bu)需要進(jin)(jin)行焊(han)(han)后退火處理。
7. 機(ji)械性(xing)能對比
在所有鋼(gang)材中,奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)屈(qu)服點最(zui)低。因此從(cong)機(ji)械性(xing)能(neng)考(kao)慮,奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)并不(bu)是(shi)用于閥桿(gan)的(de)最(zui)佳(jia)材料(liao),因為(wei)要(yao)保證一定的(de)強度(du),閥桿(gan)的(de)直徑就會加大。屈(qu)服點不(bu)能(neng)通(tong)過(guo)熱處(chu)理(li)來提高,但(dan)可以通(tong)過(guo)冷成(cheng)型提高。機(ji)械性(xing)能(neng)對比見表(biao)1.4.15。

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(shi)”,見圖1.4.2。

由此開發出了304L不(bu)銹(xiu)鋼和316L不(bu)銹(xiu)鋼來(lai)對抗這種腐(fu)蝕。304L不(bu)銹(xiu)鋼和316L不(bu)銹(xiu)鋼的含碳(tan)量(liang)都(dou)較低,因(yin)為(wei)碳(tan)含量(liang)減少,所以就不(bu)會產生(sheng)(sheng)碳(tan)化鉻,也(ye)就不(bu)會生(sheng)(sheng)成晶間腐(fu)蝕。
含(han)(han)碳量超(chao)過(guo)0.03%的不(bu)穩(wen)定的奧氏體型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼(即不(bu)含(han)(han)鈦或鈮的0Cr18Ni9不(bu)銹(xiu)鋼),如果熱(re)處理不(bu)當則在(zai)(zai)(zai)某些(xie)環境中易(yi)產生晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)。這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)鋼在(zai)(zai)(zai)425~815℃之間加熱(re)時(shi),或者緩(huan)慢(man)冷(leng)卻(que)通過(guo)這(zhe)(zhe)(zhe)個溫(wen)度區(qu)(qu)間時(shi),都(dou)會產生晶(jing)間偏析,這(zhe)(zhe)(zhe)樣的熱(re)處理造成(cheng)碳化物在(zai)(zai)(zai)晶(jing)界沉淀(敏化作用(yong)),并(bing)(bing)且造成(cheng)最鄰近的區(qu)(qu)域鉻貧化使得這(zhe)(zhe)(zhe)些(xie)區(qu)(qu)域對腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)。敏化作用(yong)也可出現于(yu)焊接時(shi),在(zai)(zai)(zai)焊接熱(re)影響區(qu)(qu)造成(cheng)其后的局部腐(fu)(fu)蝕(shi)。較高的晶(jing)間腐(fu)(fu)蝕(shi)敏感(gan)性并(bing)(bing)不(bu)意味著非(fei)低碳材(cai)料(liao)就更容易(yi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。在(zai)(zai)(zai)高氯環境中,這(zhe)(zhe)(zhe)種敏感(gan)性也越(yue)高。對于(yu)軟(ruan)閥(fa)座常(chang)規(gui)蝶(die)閥(fa)而言(yan),由(you)于(yu)我們并(bing)(bing)不(bu)在(zai)(zai)(zai)閥(fa)板上進行焊接操作,因此采用(yong)低碳不(bu)銹(xiu)鋼并(bing)(bing)沒有多(duo)大意義,不(bu)過(guo)大多(duo)數規(gui)格書會要(yao)求采用(yong)304L不(bu)銹(xiu)鋼或316L不(bu)銹(xiu)鋼。

