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(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(shi)最普(pu)遍的鋼種(zhong),作為一種(zhong)用途廣泛(fan)的鋼,具有良好的耐蝕(shi)性(xing)(xing)、耐熱性(xing)(xing)、低(di)溫(wen)強度和機械特性(xing)(xing);沖(chong)壓、彎(wan)曲等熱加工性(xing)(xing)好,無熱處理硬化現象(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(qi)耐蝕性(xing)(xing)、耐大氣腐蝕性(xing)(xing)和高溫強度特別好(hao),可(ke)在苛刻的條件(jian)下使用(yong);加工硬化性(xing)(xing)優(無(wu)磁(ci)性(xing)(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. 化學組分對比
化(hua)學(xue)組(zu)分對比見表1.4.14, 316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是含(han)(han)鉬(mu)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)種。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)鉬(mu)含(han)(han)量略高于(yu)316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),由于(yu)鋼(gang)(gang)中(zhong)含(han)(han)鉬(mu),該鋼(gang)(gang)種總的(de)(de)(de)性(xing)能優于(yu)310和(he)304不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),高溫條件下,當硫酸的(de)(de)(de)濃(nong)度(du)低于(yu)15%和(he)高于(yu)85%時,316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有廣泛的(de)(de)(de)用(yong)途(tu)。316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還具有良好的(de)(de)(de)抗(kang)氯(lv)化(hua)物侵(qin)蝕(shi)的(de)(de)(de)性(xing)能,所以通常用(yong)于(yu)海洋環(huan)境(jing)。316L不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)最大碳含(han)(han)量為0.03%,可用(yong)于(yu)焊接后不(bu)能進(jin)行退火和(he)需要(yao)最大耐腐蝕(shi)性(xing)的(de)(de)(de)用(yong)途(tu)中(zhong)。

某(mou)石化工程裝置,濃硫(liu)酸管(guan)(guan)道(dao)剛開始(shi)選用普通碳鋼管(guan)(guan)道(dao),由于自產濃硫(liu)酸濃度不(bu)(bu)是很穩定,造成管(guan)(guan)道(dao)多(duo)處(chu)泄漏,后來(lai)配管(guan)(guan)設計修改為316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼管(guan)(guan)道(dao)。
3. 耐腐蝕對比
316不銹鋼耐腐(fu)蝕(shi)性能(neng)優于304不銹鋼,在漿和造紙(zhi)的生產過程中具有良好(hao)的耐腐(fu)蝕(shi)的性能(neng)。而且316不銹鋼還耐海洋和侵蝕(shi)性工(gong)業大(da)氣的侵蝕(shi)。
一(yi)般304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)抗(kang)化(hua)學腐蝕(shi)(shi)性能方面差別不(bu)(bu)大,不(bu)(bu)過在(zai)某(mou)些(xie)特(te)定(ding)介質下有所區別。最初開(kai)發出的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼為304,在(zai)特(te)定(ding)情況下,這種(zhong)材(cai)料對點腐蝕(shi)(shi)(pitting corro-sion)比較敏(min)感。額外增加2%~3%的(de)(de)鉬可以減少這種(zhong)敏(min)感性,這樣就(jiu)誕生了316。此外,這些(xie)額外的(de)(de)鉬還可以降低某(mou)些(xie)熱有機酸的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)。
316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)幾乎成為食(shi)品飲料(liao)行業標(biao)準(zhun)材料(liao)。由于(yu)世(shi)界范(fan)圍內鉬元素的短缺及316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中鎳(nie)含量更多(duo),316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的價格(ge)比304不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)更貴。
在(zai)各種類型的水(shui)(shui)介質(zhi)(蒸餾水(shui)(shui)、飲(yin)用水(shui)(shui)、河水(shui)(shui)、鍋(guo)爐水(shui)(shui)、海水(shui)(shui)等)中,304不銹(xiu)鋼(gang)與316不銹(xiu)鋼(gang)的抗腐蝕(shi)性(xing)能幾乎一(yi)樣,除非(fei)介質(zhi)中氯(lv)離(li)子的含(han)量非(fei)常高,此(ci)時316不銹(xiu)鋼(gang)就更合適。
在大多數(shu)情(qing)況(kuang)下,304不(bu)銹(xiu)鋼與316不(bu)銹(xiu)鋼的(de)抗腐蝕性能(neng)沒有多大區別,但有些情(qing)況(kuang)下也(ye)可(ke)能(neng)差別很大,需具體(ti)(ti)情(qing)況(kuang)具體(ti)(ti)分析。
4. 耐熱性(xing)對(dui)比
在(zai)(zai)1600℃以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)間斷使用(yong)和在(zai)(zai)1700℃以(yi)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)連(lian)續(xu)使用(yong)中,316不銹鋼具(ju)有好的(de)(de)(de)(de)耐氧化性(xing)(xing)能(neng)。在(zai)(zai)800~1575℃的(de)(de)(de)(de)范圍(wei)(wei)內(nei),最好不要(yao)連(lian)續(xu)使用(yong)316不銹鋼,但在(zai)(zai)該溫度范圍(wei)(wei)以(yi)外連(lian)續(xu)使用(yong)316不銹鋼時,該不銹鋼具(ju)有良好的(de)(de)(de)(de)耐熱(re)性(xing)(xing)。316L不銹鋼的(de)(de)(de)(de)耐碳化物(wu)析出的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)比316不銹鋼更好,可用(yong)于(yu)上述溫度范圍(wei)(wei)。
5. 熱處(chu)理對比
在1850~2050℃的溫(wen)度范圍內進行退(tui)火(huo),然(ran)后(hou)迅速退(tui)火(huo),再(zai)迅速冷卻。316不銹鋼(gang)不能(neng)過(guo)熱處理(li)進行硬化。
6. 焊接對比
316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具(ju)有(you)良好的(de)焊(han)接(jie)(jie)性(xing)能(neng)。可采(cai)(cai)用(yong)所有(you)標準的(de)焊(han)接(jie)(jie)方法(fa)進(jin)行(xing)(xing)(xing)焊(han)接(jie)(jie)。焊(han)接(jie)(jie)時可根據用(yong)途,分別采(cai)(cai)用(yong)316Cb、316L或309Cb不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)填料棒(bang)或焊(han)條進(jin)行(xing)(xing)(xing)焊(han)接(jie)(jie)。為獲(huo)得最佳的(de)耐腐蝕性(xing)能(neng),316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)接(jie)(jie)斷面需要進(jin)行(xing)(xing)(xing)焊(han)后(hou)退(tui)火處理(li)。如(ru)果使用(yong)316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),不(bu)需要進(jin)行(xing)(xing)(xing)焊(han)后(hou)退(tui)火處理(li)。
7. 機械性能對比
在(zai)所(suo)有(you)鋼(gang)材(cai)中,奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)的屈服(fu)(fu)點最低。因此從(cong)機械性能考慮,奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)并不是用于閥(fa)桿的最佳(jia)材(cai)料,因為(wei)要保證(zheng)一(yi)定的強度,閥(fa)桿的直(zhi)徑(jing)就會加大。屈服(fu)(fu)點不能通過熱處理來提(ti)高,但可以通過冷成型提(ti)高。機械性能對比見(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)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)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(di)碳類(lei)型的(de)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(kai)發(fa)出了304L不銹鋼(gang)(gang)和(he)316L不銹鋼(gang)(gang)來對(dui)抗這(zhe)種腐蝕(shi)。304L不銹鋼(gang)(gang)和(he)316L不銹鋼(gang)(gang)的(de)含(han)碳量都(dou)較低,因為碳含(han)量減(jian)少,所以(yi)就(jiu)不會(hui)產(chan)生碳化(hua)鉻,也就(jiu)不會(hui)生成(cheng)晶間腐蝕(shi)。
含碳(tan)量(liang)超過(guo)0.03%的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)穩定的(de)(de)(de)奧氏(shi)體型(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(即不(bu)(bu)(bu)含鈦或(huo)鈮(ni)的(de)(de)(de)0Cr18Ni9不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)),如果(guo)熱(re)處理(li)(li)不(bu)(bu)(bu)當(dang)則在某些(xie)(xie)環(huan)境中易(yi)產生(sheng)(sheng)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)。這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)鋼(gang)在425~815℃之(zhi)間(jian)加(jia)熱(re)時(shi),或(huo)者緩(huan)慢冷卻通過(guo)這(zhe)(zhe)個(ge)溫度區(qu)間(jian)時(shi),都(dou)會產生(sheng)(sheng)晶(jing)間(jian)偏(pian)析,這(zhe)(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)熱(re)處理(li)(li)造(zao)成(cheng)碳(tan)化物在晶(jing)界沉淀(敏(min)化作用(yong)),并(bing)(bing)且造(zao)成(cheng)最鄰近的(de)(de)(de)區(qu)域(yu)鉻貧化使(shi)得這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)區(qu)域(yu)對腐(fu)(fu)蝕(shi)敏(min)感。敏(min)化作用(yong)也可(ke)出(chu)現于焊接(jie)時(shi),在焊接(jie)熱(re)影響區(qu)造(zao)成(cheng)其后的(de)(de)(de)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)。較高的(de)(de)(de)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)敏(min)感性(xing)并(bing)(bing)不(bu)(bu)(bu)意(yi)味著(zhu)非低碳(tan)材料就更(geng)容易(yi)腐(fu)(fu)蝕(shi)。在高氯環(huan)境中,這(zhe)(zhe)種敏(min)感性(xing)也越(yue)高。對于軟(ruan)閥座常規蝶閥而言,由于我們(men)并(bing)(bing)不(bu)(bu)(bu)在閥板上進行焊接(jie)操作,因此采(cai)用(yong)低碳(tan)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)并(bing)(bing)沒有多(duo)大意(yi)義,不(bu)(bu)(bu)過(guo)大多(duo)數規格書(shu)會要(yao)求采(cai)用(yong)304L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)或(huo)316L不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)。

