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佛山頂亮金屬材料有限公司

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316不銹鋼與316L有什么區(qū)別

來源:頂亮金屬 | 發(fā)布日期:2022-05-09 | 瀏覽:0

不銹鋼一般屬性

316L與316不銹鋼是奧氏體不銹鋼,它們以鉬元素為形成基礎(chǔ),它們與304不銹鋼相比,抗一般腐蝕及點(diǎn)腐蝕、裂隙腐蝕性更好、延展性更高、抗應(yīng)力腐蝕性能更強(qiáng)、耐壓強(qiáng)度及耐高溫性能更好。在要求更佳抗一般腐蝕和點(diǎn)腐蝕性能的領(lǐng)域,317L比316或316L更棒,因?yàn)?17L含鉬量達(dá)3-4%,316和316L的含鉬量只有2-3%。

316 不銹鋼和316L 和317L銅-鎳-鉬不銹鋼還有非常好的加工性及成形性。

不銹鋼化學(xué)成分

化學(xué)成分ASTM A240, ASME SA-240如下表所示

不銹鋼成分
不銹鋼成分

不銹鋼耐腐蝕性

一般腐蝕

316不銹鋼、316L不銹鋼和317L不銹鋼在普通環(huán)境下的耐腐蝕性比304不銹鋼更好。不腐蝕18-8不銹鋼的媒介,同樣不會(huì)腐蝕含鉬的不銹鋼。但含鉬的不銹鋼對(duì)硝酸之類的高氧化性酸耐腐蝕性不強(qiáng)。

在硫酸溶液中,316和317L比別的鉻-鎳類型不銹鋼等級(jí)耐腐蝕性更強(qiáng)。在溫度高達(dá)120°F(38°C) 的條件下,這兩個(gè)等級(jí)不銹鋼對(duì)高濃度溶液都有很好的耐腐蝕性。但是,在實(shí)際的使用中,酸濃度對(duì)腐蝕速率的影響相當(dāng)大,需要注意。

含鉬不銹鋼316和317L,對(duì)別的各種環(huán)境都有一定的耐腐蝕性。以下的腐蝕數(shù)據(jù)表明,這些不銹鋼在沸騰的20%磷酸溶液中,表現(xiàn)出優(yōu)越的耐腐蝕性。它們也被廣泛應(yīng)用于處理熱有機(jī)酸和脂肪酸。食物,醫(yī)藥產(chǎn)品的制作和處理,一般用到含鉬的不銹鋼,因?yàn)檫@樣可以盡量削減金屬污染。

一般來說,在相同的環(huán)境條件下,316,316L可以看成和317L的性能相當(dāng)。但是在可以引起焊接,熱影響區(qū)晶間腐蝕的環(huán)境下例外。在這樣的媒介,316L和317L更常被選用,由于含碳量低,能夠提高耐晶間腐蝕性。

不銹鋼一般腐蝕
不銹鋼一般腐蝕

點(diǎn)腐蝕/隙腐蝕

鉻,鉬,氮含量增加,可以提高奧氏體不銹鋼在氯化物或其他鹵素離子環(huán)境下的耐點(diǎn)腐蝕/隙腐蝕性。點(diǎn)腐蝕通過PREN(點(diǎn)蝕當(dāng)量)來計(jì)算,PRE = Cr+3.3Mo+16N。316,316L的PREN=24.2, 304的PREN=19.0, 這就反映了316(或316L)耐點(diǎn)腐蝕性比304好。317L,鉬含量達(dá)31%,PREN=29.7,說明比316耐點(diǎn)腐蝕性更好。

304不銹鋼在含100ppm 氯化物的水環(huán)境下,具有耐點(diǎn)腐蝕和耐隙腐蝕性。含鉬的316和317L,分別在含2000ppm和5000ppm氯化物的水環(huán)境下,具有耐點(diǎn)腐蝕和耐隙腐蝕性。盡管這兩種不銹鋼在海水環(huán)境下(氯化物含量19000ppm)使用取得一定成效,但是不建議這樣使用。2507不銹鋼,鉬含量4%,鉻含量25%,鎳含量7%是專門用于咸水環(huán)境的。316,317L只適用某些海洋環(huán)境的應(yīng)用,如船只導(dǎo)軌,海洋附近建筑物外墻等。316,317L不銹鋼在100小時(shí)5%鹽霧測(cè)試中,都沒有出現(xiàn)腐蝕。

粒間腐蝕

316,317L不銹鋼處于800°F至 1500°F (427°C至 816°C)溫度下,可能引起碳化鉻在晶界沉淀。這類不銹鋼暴露在苛刻環(huán)境下,容易形成粒間腐蝕。但是短暫暴露的時(shí)候,如焊接時(shí), 317L由于較高的鉻,鉬含量,比316更能抵御粒間腐蝕。當(dāng)焊接厚度超過11.1mm時(shí),即使是317L不銹鋼,也需要做退火處理才行。

如果焊接后不能做退火處理或需要做低溫應(yīng)力消除處理時(shí),采用316L和317L可以有效避免粒間腐蝕。在焊態(tài)和暴露在800 to 1500°F (427 to 826°C)溫度范圍內(nèi),這兩種不銹鋼有耐腐蝕性。需要做應(yīng)力消除處理的容器,在此溫度范圍內(nèi)做短時(shí)間處理,不會(huì)影響金屬正常的耐腐蝕性能。L等級(jí)的大型鋼材經(jīng)過退火后,無需做高溫加速冷卻處理。

316L,317L和對(duì)應(yīng)的高碳含量不銹鋼相比,具有同等的耐腐蝕性和機(jī)械性能,在容易產(chǎn)生粒間腐蝕的應(yīng)用中,這兩種不銹鋼更是具有額外的優(yōu)勢(shì)。在焊接和應(yīng)力消除遇到的短暫熱力,盡管不足以引起粒間腐蝕,但是值得注意的是,連續(xù)或者長(zhǎng)期暴露在800到 1500°F (427 到826°C)的溫度范圍內(nèi),對(duì)這兩種不銹鋼來說都是有害的。在1100到1500°F (593 到 816°C)溫度范圍下做應(yīng)力消除處理,可能對(duì)這類不銹鋼引起輕微脆裂。

不銹鋼粒間腐蝕
不銹鋼粒間腐蝕

應(yīng)力腐蝕龜裂

在鹵化環(huán)境下,奧氏體不銹鋼容易受應(yīng)力腐蝕龜裂的影響。盡管316,317L由于含有鉬,比18Cr-8Ni不銹鋼一定程度上具有較好的耐應(yīng)力腐蝕龜裂性,但是它們?nèi)匀皇潜容^容易受影響的。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕龜裂的條件包括:(1)鹵化物的存在(一般來說是氯化物);(2)殘余張應(yīng)力;(3)溫度超過120°F (49°C)。

焊接過程中,冷變形或熱循環(huán)可以產(chǎn)生應(yīng)力。退火,應(yīng)力消除熱處理可以有效減少應(yīng)力,因此,減低了材料對(duì)鹵化物應(yīng)力腐蝕龜裂的敏感性。低碳的L等級(jí),在耐應(yīng)力腐蝕龜裂方面沒有特殊優(yōu)勢(shì),但是在應(yīng)力消除狀態(tài)下作業(yè)時(shí),L等級(jí)是仍然是首選,因?yàn)檫@樣的環(huán)境下可能引起粒間腐蝕。

不銹鋼腐蝕
不銹鋼鹵化物腐蝕

抗氧化性

316,317L具有可觀的抗氧化性,在大氣環(huán)境下,溫度即使到達(dá)1600 至1650°F (871 至 899°C),銹皮產(chǎn)生率也比較低。一般來說,316的性能稍次于304不銹鋼,因?yàn)?04的鉻含量稍高(18%,316鉻含量16%)。氧化率通常受大氣和作業(yè)環(huán)境所影響,因此無法提供確切的氧化率供參考。

不銹鋼物理性能

結(jié)構(gòu)

適當(dāng)退火后,317,316不銹鋼主要是奧氏體。少量鐵素體或許會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)從800 至 1500°F (427 至 816°C),慢慢冷卻,會(huì)產(chǎn)生碳化物沉淀,這時(shí)結(jié)構(gòu)由奧氏體和碳化物構(gòu)成。

熔化范圍: 2450 to 2630°F (1390 to 1440°C)

密度: 0.29 lb/in3 (8.027 g/cm3)

抗拉彈性模數(shù):29 x 106 psi (200 Gpa)

剪切模量:11.9 x 106 psi (82 Gpa)

線性熱膨脹系數(shù):

線性熱膨脹系數(shù)
不銹鋼線性熱膨脹系數(shù)

熱傳導(dǎo)

金屬的總傳導(dǎo)系數(shù)除了由金屬的熱傳導(dǎo)性決定以外,還取決于其他因素。18-8不銹鋼不銹鋼具有保持表面清潔的性能,和其他熱傳導(dǎo)系數(shù)高的金屬相比,18-8不銹鋼的熱傳導(dǎo)性能往往更好。

比熱

不銹鋼熱傳導(dǎo)
不銹鋼熱傳導(dǎo)

電阻率

不銹鋼電阻率
不銹鋼電阻率

磁導(dǎo)率

奧氏體不銹鋼在退火狀態(tài)和完全奧氏體狀態(tài)下是無磁性的。316,317L在退火狀態(tài)下,在200H情況下,磁導(dǎo)率一般低于1.02。冷變形材料的磁導(dǎo)率因金屬成分的不同和冷變形程度的不同而有所不同,但是通常來說,都比退火材料的磁導(dǎo)率高。

不銹鋼機(jī)械性能

室溫下的機(jī)械性能
已退火的316,316L,317L奧氏體不銹鋼板,ASTM標(biāo)準(zhǔn)A240, ASME標(biāo)準(zhǔn)SA-240,要求的最低機(jī)械性能如下表所示:

不銹鋼機(jī)械性能
不銹鋼機(jī)械性能

冷作的作用
奧氏體不銹鋼在室溫或者微升溫環(huán)境下冷變形,可增加強(qiáng)度,但是同時(shí)也降低了延伸率。316,316L,317L的平軋產(chǎn)品通常是退火狀態(tài)下的。

成分分析

不銹鋼成分
不銹鋼成分

316(樣本抗拉測(cè)試程序)

316不銹鋼
316不銹鋼抗拉樣本測(cè)試1

316不銹鋼
316不銹鋼抗拉樣本測(cè)試2

應(yīng)力破壞和蠕變特性

溫度在1000°F (538°C)以上,奧氏體不銹鋼應(yīng)注意蠕變和應(yīng)力破壞,蠕變強(qiáng)度和應(yīng)力破壞強(qiáng)度在不同研究者的報(bào)告中有不同的數(shù)值。

沖擊阻力

已退火的奧氏體不銹鋼即使在低溫條件下,仍然能保持較高的沖擊阻力,再加上低溫硬度和加工性等特性,因此被廣泛應(yīng)用于低溫環(huán)境下作業(yè)。夏氏V形沖擊試驗(yàn)的數(shù)據(jù)如下表所示:

不銹鋼沖擊
不銹鋼沖擊試驗(yàn)

疲勞強(qiáng)度
金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。奧氏體不銹鋼的疲勞強(qiáng)度一般來說是抗拉強(qiáng)度的35%。在實(shí)際作業(yè)中,疲勞強(qiáng)度也會(huì)受其他因素影響,如:腐蝕情況,應(yīng)力形式,表面平滑度等。因此,無法給出疲勞極限的確切數(shù)值。

熱處理

退火

退火狀態(tài)下的奧氏體不銹鋼可以直接使用。在加工中或加工后,可能需要做熱處理,用于去除冷成型產(chǎn)生的副作用和溶解沉淀的碳化鉻。316,317L固溶退火在1900 至 2150°F (1040 至 1175°C)溫度范圍內(nèi)完成,然后根據(jù)材料的厚度,決定進(jìn)行空氣冷卻還是水淬。材料要迅速從1500 至 800°F (816 至 427°C)冷卻下來,避免碳化鉻再沉淀以及提供最佳的耐腐蝕性。材料從退火溫度冷卻到暗熱的時(shí)間應(yīng)少于3分鐘。

316,317L不能通過熱處理硬化。

鍛造

不銹鋼鍛造
不銹鋼鍛造

不銹鋼加工

奧氏體不銹鋼,包括316,317L,通常被加工成各種各樣的部件。加工方法有穿孔,成形等,所用設(shè)備和加工碳鋼的設(shè)備基本上一樣。奧氏體不銹鋼的可觀延展性,通過彎曲,拉伸,深拉等方法,很容易達(dá)到成形。然而,奧氏體不銹鋼本身強(qiáng)度和硬化性能較大,因此加工奧氏體不銹鋼的功率要求比碳鋼大得多。

焊接

奧氏體不銹鋼被認(rèn)為是最容易焊接的不銹鋼,可以用所有的融合物焊接,也可以進(jìn)行電阻焊接。焊接點(diǎn)要考慮兩個(gè)重要因素1)避免硬化裂紋;2)保持焊口和熱影響區(qū)的耐腐蝕性。

焊接完全奧氏體結(jié)構(gòu)的金屬,在焊接操作中更容易形成裂紋。因此,316,316L,317L不銹鋼中添加了少量的鐵素體,降低材料的裂紋敏感性。

在腐蝕環(huán)境下使用的焊接件,建議使用低碳的316L和317L焊基金屬和焊料。焊接金屬含碳量越高,越容易產(chǎn)生碳化物沉淀(敏化作用),這可能導(dǎo)致粒間腐蝕。低碳的L等級(jí),可以有效降低和避免敏化作用。

高鉬含量的焊堆在苛刻的環(huán)境下,由于鉬的微偏析,可能導(dǎo)致耐腐蝕性下降。要克服這種副作用,應(yīng)該提高焊料的鉬含量。317L在某些苛刻的應(yīng)用中,焊堆的鉬含量要達(dá)到4%或者更高。904L不銹鋼(AWS ER 385, 4.5% Mo)或625不銹鋼(AWS ERNiCrMo-3, 9% Mo)常被用做這種焊料。

在焊接區(qū)域應(yīng)該避免銅和鋅的污染,因此這兩種成分會(huì)形成低熔點(diǎn)的化合物,導(dǎo)致焊接裂紋。

【本文標(biāo)簽】 不銹鋼成分 不銹鋼加工

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