由于不銹鋼類型多,列入標準的牌號多,同時尚有大量廣泛使用的非標準牌號,這些牌號性能各異,因此恰如其分地選擇適用的不銹鋼牌號的難度很大。它涉及到材料學、腐蝕學以及工程學等多種學科的專門知識,除此以外,工程經驗是合理選用不銹鋼不可缺少的重要條件。
1. 必備條(tiao)件
對不銹鋼部(bu)件或設(she)備用材的合(he)理選擇應必備下述條件和學科知識。
①. 服役(yi)條件
不銹鋼部件(jian)或(huo)設備的服役(yi)條件(jian)包括腐蝕介質成分(fen)(fen)、溫度、壓力、受(shou)力狀態、預(yu)期壽命等,是選(xuan)擇(ze)適用(yong)不銹鋼的先(xian)決條件(jian)。充分(fen)(fen)了解部件(jian)的使用(yong)條件(jian),是合(he)理選(xuan)擇(ze)不銹鋼必(bi)備的首要條件(jian)。
②. 深入了(le)解不銹鋼(gang)性(xing)能和(he)相關數(shu)據
應根據部件或設備的工作條件選(xuan)擇不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料,選(xuan)材者應對各(ge)類不銹(xiu)鋼(gang)(gang)性能、限制其使(shi)用的環(huan)境因(yin)素(su),是否(fou)易于(yu)購得等知識有(you)較(jiao)全面的了解,方能有(you)針對性地進行選(xuan)擇。
③. 工程實踐經驗(yan)
同類服役條件下,不銹鋼材料實際使用(yong)經驗(yan)是合理選材的重要依據,應特別予以重視。
④. 模擬試(shi)驗數據
在許多(duo)腐蝕(shi)環境下,在沒有實際(ji)使用經(jing)驗(yan)的條件(jian)下,實驗(yan)室模(mo)擬試驗(yan)數據或現場掛片數據往往是合(he)理選用不銹鋼材(cai)料的關鍵數據。
2. 合(he)理(li)選擇不銹(xiu)鋼的相關因素
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的力(li)(li)學性(xing)能(neng),耐(nai)蝕性(xing),物(wu)理性(xing)能(neng)和(he)工藝性(xing)能(neng)等(deng)材料因素(su)和(he)材料的使用條件,包括(kuo)溫度(du)、腐蝕介質成分、受力(li)(li)狀態、預(yu)期(qi)使用壽(shou)命等(deng)服役(yi)條件是制約不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)選用時必須認真(zhen)考慮(lv)的兩(liang)大決定因素(su)。
①. 與材料(liao)性能(neng)相關的材料(liao)因素(su)
不銹(xiu)鋼的(de)耐蝕性(xing)、力學性(xing)能、物理性(xing)能、工藝性(xing)能是材料(liao)的(de)本質所決定的(de),是不銹(xiu)鋼的(de)內在(zai)性(xing)能,它們決定了一個材料(liao)的(de)應用范圍。
耐蝕性: 耐蝕性包括不銹性和在酸、堿、鹽等腐蝕介質中的耐均勻腐蝕和耐局部腐蝕性能以及在高溫下耐氧化、抗硫化、氯化和氟化的性能。
作為耐(nai)蝕結構材(cai)料,耐(nai)蝕性是決定是否選用(yong)的(de)(de)重要指標,如果鋼的(de)(de)耐(nai)蝕性不(bu)能(neng)(neng)滿足使用(yong)要求,其他性能(neng)(neng)無(wu)論如何優(you)越,也不(bu)能(neng)(neng)予以考(kao)慮。
在(zai)僅僅是均勻腐(fu)蝕(shi)的環境下,目前可以遵(zun)循的是耐蝕(shi)性的10級標準(zhun),見(jian)表3-1。

究竟選用(yong)(yong)哪種耐(nai)蝕(shi)(shi)等級(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)牌(pai)號,要(yao)考(kao)慮設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)制造難易(yi)程度(du)、維(wei)修是否方便(bian)、預期使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)、由此設(she)備(bei)所生產的(de)(de)(de)(de)產品質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)(雜質(zhi)、顏色、純度(du))以及價(jia)格等諸(zhu)多因素。通(tong)常,對使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)過程中要(yao)求(qiu)與環境介(jie)質(zhi)接觸的(de)(de)(de)(de)部(bu)分具有(you)光潔鏡面(mian)或(huo)尺寸精密的(de)(de)(de)(de)儀表以及對腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)產物污染有(you)嚴(yan)格限制的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)和(he)部(bu)件(jian),可(ke)選擇(ze)具有(you)1~3級(ji)(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)標準的(de)(de)(de)(de)牌(pai)號;對要(yao)求(qiu)密切配合,長(chang)期不(bu)漏和(he)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)壽命(ming)長(chang)的(de)(de)(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)條(tiao)件(jian),可(ke)選用(yong)(yong)2~5級(ji)(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)材料(liao);對于檢修方便(bian)易(yi)于更換的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei)和(he)部(bu)件(jian)可(ke)選用(yong)(yong)具有(you)4~7級(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)材料(liao)。對于年腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)率超(chao)過1mm的(de)(de)(de)(de)材料(liao),除特殊(shu)情況(kuang)外,應(ying)(ying)不(bu)予(yu)以選用(yong)(yong)。必須強調(diao)的(de)(de)(de)(de)是:在(zai)實(shi)際運行中,往往不(bu)是單一的(de)(de)(de)(de)均勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),可(ke)能(neng)會存在(zai)應(ying)(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和(he)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)疲勞等腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)形式出現,在(zai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質(zhi)條(tiao)件(jian)不(bu)能(neng)改(gai)變或(huo)無法加以控制的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)下,在(zai)選擇(ze)材料(liao)時(shi)應(ying)(ying)一并考(kao)慮。
a. 力(li)學性能
力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)包括強(qiang)度(du)、硬度(du)、塑性(xing)(xing)(xing)、沖擊(ji)韌性(xing)(xing)(xing)、疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)和斷裂力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)。這些(xie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)是作為結(jie)構(gou)材料選擇時必須考(kao)慮(lv)(lv)的(de)(de)(de)因(yin)素,也可以認為是合理(li)選擇不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)基礎。不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)受(shou)測定(ding)條(tiao)件的(de)(de)(de)強(qiang)烈影響,如溫(wen)(wen)度(du)、介(jie)質的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)程度(du)、中子(zi)輻照等都(dou)將使(shi)(shi)在(zai)(zai)(zai)常(chang)規條(tiao)件下所(suo)得到的(de)(de)(de)數(shu)值(zhi)顯著(zhu)下降(jiang),因(yin)此在(zai)(zai)(zai)使(shi)(shi)用(yong)常(chang)規數(shu)據時應考(kao)慮(lv)(lv)性(xing)(xing)(xing)能(neng)指標(biao)(biao)的(de)(de)(de)變化。在(zai)(zai)(zai)特定(ding)的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)條(tiao)件下,常(chang)常(chang)是某一力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)指標(biao)(biao)起主(zhu)導作用(yong),如量具、刀具、醫(yi)療器械等,需優(you)先考(kao)慮(lv)(lv)鋼(gang)的(de)(de)(de)硬度(du)。在(zai)(zai)(zai)交(jiao)變載(zai)荷(he)(he)作用(yong)下,鋼(gang)的(de)(de)(de)疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)就成為主(zhu)要選材依據,在(zai)(zai)(zai)承(cheng)受(shou)沖擊(ji)載(zai)荷(he)(he)或在(zai)(zai)(zai)低溫(wen)(wen)下使(shi)(shi)用(yong),鋼(gang)的(de)(de)(de)韌性(xing)(xing)(xing)和脆性(xing)(xing)(xing)轉變溫(wen)(wen)度(du)是合理(li)選擇材料的(de)(de)(de)最關鍵(jian)指標(biao)(biao)。
b. 物理性能
鋼(gang)的(de)(de)(de)彈性(xing)模量,熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)、磁性(xing)、導(dao)(dao)熱(re)系數(shu)等(deng)物理性(xing)能,在某些(xie)應(ying)用場(chang)合成為(wei)不(bu)(bu)可忽(hu)視的(de)(de)(de)選(xuan)擇依據,如要(yao)求無磁性(xing),僅(jin)限于奧(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。對于制造容器(qi)(qi)、塔、槽等(deng)設備襯里(li)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang),鋼(gang)的(de)(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)就十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao);對于制造熱(re)交換(huan)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang),熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)和導(dao)(dao)熱(re)系數(shu)成為(wei)選(xuan)擇的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)條件,尤其是在與異(yi)種鋼(gang)焊接(jie)時其熱(re)膨脹(zhang)系數(shu)就更(geng)加重(zhong)要(yao)。
c. 工藝性能(neng)
鋼(gang)的(de)(de)(de)可焊性(xing),冷(leng)(leng)成(cheng)(cheng)形性(xing)能(neng)(neng)等(deng)是(shi)某些應用(yong)(yong)中特(te)別重要的(de)(de)(de)工(gong)藝性(xing)能(neng)(neng)指標。例如(ru),冷(leng)(leng)成(cheng)(cheng)形性(xing)能(neng)(neng)是(shi)深拉和脹形成(cheng)(cheng)形作業的(de)(de)(de)關鍵指標,用(yong)(yong)此鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)n、r值、奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)延伸(shen)率將成(cheng)(cheng)為(wei)選擇(ze)適用(yong)(yong)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)主要考慮因素。深拉成(cheng)(cheng)形用(yong)(yong)薄板的(de)(de)(de)生產企業,為(wei)滿足這種(zhong)需要,應在鋼(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)分控制、工(gong)藝調整等(deng)方面保證最終(zhong)成(cheng)(cheng)品的(de)(de)(de)冷(leng)(leng)成(cheng)(cheng)形性(xing)能(neng)(neng)。
②. 服(fu)役條件
不銹鋼設(she)備和部(bu)件(jian)的(de)工作條件(jian),包(bao)括(kuo)環(huan)境溫度、腐蝕介(jie)質成分、受力(li)狀態、對磁性的(de)限制、是否遭受中子輻照等(deng)服役條件(jian)構成了(le)合理選(xuan)(xuan)擇不銹鋼的(de)外在因素,所選(xuan)(xuan)用的(de)不銹鋼必須與外界(jie)條件(jian)相適應(ying)。

