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(yè)、制藥行業(yè)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,作為一種用途廣泛的鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性;沖壓、彎曲等熱加工性好,無熱處理硬化現(xiàn)象(無磁性,使用溫度-196~800℃)。


  304L[00Cr19Ni10(022Cr19Ni10)]不銹鋼(L為低碳)作為低碳的304鋼,在一般狀態(tài)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(yōu)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,故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好,可在苛刻的條件下使用;加工硬化性優(yōu)(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(yōu)。



2. 化學組分對比


  化學組分對比見表1.4.14, 316不銹鋼和316L不銹鋼是含鉬不銹鋼種。316L不銹鋼中的鉬含量略高于316不銹鋼,由于鋼中含鉬,該鋼種總的性能優(yōu)于310和304不銹鋼,高溫條件下,當硫酸的濃度低于15%和高于85%時,316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的抗氯化物侵蝕的性能,所以通常用于海洋環(huán)境。316L不銹鋼的最大碳含量為0.03%,可用于焊接后不能進行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中。


表 14.jpg


  某石化工程裝置,濃硫酸管道剛開始選用普通碳鋼管道,由于自產(chǎn)濃硫酸濃度不是很穩(wěn)定,造成管道多處泄漏,后來配管設計修改為316不銹鋼管道。



3. 耐腐蝕對比


  316不銹鋼耐腐蝕性能優(yōu)于304不銹鋼,在漿和造紙的生產(chǎn)過程中具有良好的耐腐蝕的性能。而且316不銹鋼還耐海洋和侵蝕性工業(yè)大氣的侵蝕。


  一般304不銹鋼與316不銹鋼在抗化學腐蝕性能方面差別不大,不過在某些特定介質下有所區(qū)別。最初開發(fā)出的不銹鋼為304,在特定情況下,這種材料對點腐蝕(pitting corro-sion)比較敏感。額外增加2%~3%的鉬可以減少這種敏感性,這樣就誕生了316。此外,這些額外的鉬還可以降低某些熱有機酸的腐蝕。


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


  在各種類型的水介質(蒸餾水、飲用水、河水、鍋爐水、海水等)中,304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕性能幾乎一樣,除非介質中氯離子的含量非常高,此時316不銹鋼就更合適。


  在大多數(shù)情況下,304不銹鋼與316不銹鋼的抗腐蝕性能沒有多大區(qū)別,但有些情況下也可能差別很大,需具體情況具體分析。



4. 耐熱性對比


  在1600℃以下的間斷使用和在1700℃以下的連續(xù)使用中,316不銹鋼具有好的耐氧化性能。在800~1575℃的范圍內,最好不要連續(xù)使用316不銹鋼,但在該溫度范圍以外連續(xù)使用316不銹鋼時,該不銹鋼具有良好的耐熱性。316L不銹鋼的耐碳化物析出的性能比316不銹鋼更好,可用于上述溫度范圍。



5. 熱處理對比


  在1850~2050℃的溫度范圍內進行退火,然后迅速退火,再迅速冷卻。316不銹鋼不能過熱處理進行硬化。



6. 焊接對比


   316不銹鋼具有良好的焊接性能??刹捎盟袠藴实暮附臃椒ㄟM行焊接。焊接時可根據(jù)用途,分別采用316Cb、316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條進行焊接。為獲得最佳的耐腐蝕性能,316不銹鋼的焊接斷面需要進行焊后退火處理。如果使用316L不銹鋼,不需要進行焊后退火處理。



7. 機械性能對比


   在所有鋼材中,奧氏體不銹鋼的屈服點最低。因此從機械性能考慮,奧氏體不銹鋼并不是用于閥桿的最佳材料,因為要保證一定的強度,閥桿的直徑就會加大。屈服點不能通過熱處理來提高,但可以通過冷成型提高。機械性能對比見表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(jīng)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(fā)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。


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   由此開發(fā)出了304L不銹鋼和316L不銹鋼來對抗這種腐蝕。304L不銹鋼和316L不銹鋼的含碳量都較低,因為碳含量減少,所以就不會產(chǎn)生碳化鉻,也就不會生成晶間腐蝕。


   含碳量超過0.03%的不穩(wěn)定的奧氏體型不銹鋼(即不含鈦或鈮的0Cr18Ni9不銹鋼),如果熱處理不當則在某些環(huán)境中易產(chǎn)生晶間腐蝕。這些鋼在425~815℃之間加熱時,或者緩慢冷卻通過這個溫度區(qū)間時,都會產(chǎn)生晶間偏析,這樣的熱處理造成碳化物在晶界沉淀(敏化作用),并且造成最鄰近的區(qū)域鉻貧化使得這些區(qū)域對腐蝕敏感。敏化作用也可出現(xiàn)于焊接時,在焊接熱影響區(qū)造成其后的局部腐蝕。較高的晶間腐蝕敏感性并不意味著非低碳材料就更容易腐蝕。在高氯環(huán)境中,這種敏感性也越高。對于軟閥座常規(guī)蝶閥而言,由于我們并不在閥板上進行焊接操作,因此采用低碳不銹鋼并沒有多大意義,不過大多數(shù)規(guī)格書會要求采用304L不銹鋼或316L不銹鋼。