316L不銹鋼耐腐性性能

1、不銹鋼316L的耐腐蝕性能316L(UNS S31603是以鉬為基礎(chǔ)的奧氏體不銹 鋼，這個(gè)不銹鋼與常規(guī)的鉻-鎳奧氏體如304合金相比，具有更好的抗一般腐蝕 及點(diǎn)腐蝕、裂隙腐蝕性。這些合金具有更高的延展性、抗應(yīng)力腐蝕性能、耐壓強(qiáng)度及耐高溫性能。一般屬性 316(UNS S31600), 316L(S31603), 317L(S317是以鉬為基礎(chǔ)的奧氏 體不銹鋼，與常規(guī)的鉻-鎳奧氏體如304合金相比，具有更好的抗一般腐蝕及點(diǎn)腐 蝕、裂隙腐蝕性。這些合金具有更高的延展性、抗應(yīng)力腐蝕性能、耐壓強(qiáng)度及耐高溫性能。在要求更佳抗一般腐蝕和點(diǎn)腐蝕性能的應(yīng)用中，317L比316或316L更受歡迎，因?yàn)?17L含

2、鉬量達(dá)3-4%, 316和316L的含鉬量只有2-3%。316合金和316L和317L銅-鎳-鉬合金還具有奧氏體不銹鋼的典型特征，即 良好的加工性及成形性。耐腐蝕一般腐蝕和18-8不銹鋼相比，316, 316L和317L在大氣環(huán)境下和其 他溫和環(huán)境下具有更佳的耐腐蝕性。般來(lái)說(shuō)，不腐蝕18-8不銹鋼的媒介，都不會(huì)腐蝕含鉬的等級(jí)。唯一例外的是高氧化性酸，如硝酸，含鉬的不銹鋼對(duì)這種酸的耐腐蝕性較 弱。在硫酸溶液中，316和317L比其他鉻-鎳類(lèi)型的等級(jí)具有更良好的耐腐蝕 性。在溫度高達(dá)120°( 38°)的條件下，這兩個(gè)等級(jí)對(duì)高濃度溶液都有良好的 耐腐蝕性。當(dāng)然，使用期間的測(cè)試是

3、必不可少的，因?yàn)樽鳂I(yè)條件和酸性污染物可能?chē)?yán) 重影響腐蝕速率。濃縮含硫氣體時(shí)，這兩種等級(jí)比其他類(lèi)型的不銹鋼具有更好的耐腐蝕性。然而，在這樣的應(yīng)用中，酸濃度對(duì)腐蝕速率的影響相當(dāng)大，這一因素要慎 重考慮。含鉬不銹鋼316和317L，對(duì)其他各種環(huán)境都有一定的耐腐蝕性。以下的腐蝕數(shù)據(jù)表明，這些合金在沸騰的 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)品的制造和處理，通常用到含鉬的不銹鋼，因?yàn)橐M量減少 金屬污染。般來(lái)說(shuō)，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，3

4、16L和317L更常被選用，因?yàn)楹剂康停梢蕴岣吣途чg 腐蝕性。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(guò)PREN（點(diǎn)蝕當(dāng)量）來(lái)計(jì)算，PRE = C葉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(shuō)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

5、水環(huán)境下, 具有耐點(diǎn)腐蝕和耐隙腐蝕性。盡管這兩種合金在海水環(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合金，鉬含量4%,鉻含量25%,鎳含量7%是專(zhuān)門(mén)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合金在100小時(shí)5%鹽霧測(cè)試中，都沒(méi)有出現(xiàn)腐蝕(ASTMB117 )粒間腐蝕316，317L合金暴露在800 °至1500F(427C至816 °溫度 下，可能引起碳化鉻在晶界沉淀。這類(lèi)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，

6、鉬含量，比316更 能抵御粒間腐蝕。當(dāng)焊接厚度超過(guò)11.1mm時(shí)，即使是317L合金，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)，這兩種合金有耐 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(guò)退火后，無(wú)需做高溫加速冷卻處理。316L，317L和對(duì)應(yīng)的高碳含量合金相比，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，這兩種合金更是具有額外的優(yōu)勢(shì)。在焊接和應(yīng)力消除遇

7、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° （427到826°C）的溫度范圍內(nèi)，對(duì) 這兩種合金來(lái)說(shuō)都是有害的。在1100到1500° （593到816°C）溫度范圍下做應(yīng)力消除處理，可能對(duì)這類(lèi) 合金引起輕微脆裂。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合金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(lái)說(shuō)是氯化物）；（2）殘余張應(yīng)力；（3）溫度 超過(guò)

8、120° （49C）。焊接過(guò)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(méi)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?？寡趸?16, 317L具有良好的抗氧化性，在大氣環(huán)境下，溫度即使到達(dá)1600至1650F（871至899 °），銹皮產(chǎn)生率也比較低。一般來(lái)說(shuō)，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(wú)法提供確切的氧化率供參 考。

9、物理性能結(jié)構(gòu)適當(dāng)退火后，316，317合金主要是奧氏體。少量鐵素體或許會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)從800至1500° (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 1440C密度:0.29 Ib/i n3 (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(wú)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

10、分的不同和冷變形程度的不同而有所不同, 但是通常來(lái)說(shuō)，都比退火材料的磁導(dǎo)率高。疲勞強(qiáng)度金屬材料在無(wú)限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱(chēng)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(lái)說(shuō)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(wú)法給出疲勞極限的確切數(shù)值。熱處理退火狀態(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°(1040至1175 °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

11、水淬。材料要迅速?gòu)?500至800° (816至427°C冷卻下來(lái)，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(guò)熱處理硬化。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。奧氏體不銹鋼的良好延展性，通過(guò)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)

12、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合金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 合金（AWS ER

13、 385,4.5% Mo）或625合金（AWS ERNiCrMo-3, 9% M）常被用做這種焊料。物,鋼,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 導(dǎo)致焊接裂紋。信息http :/www.hc-http :/www.hongchao-不銹鋼就是不容易生銹的鋼，實(shí)際上一部分不銹 既有不銹性，又有耐酸性（耐蝕性）。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富鉻氧化膜（鈍化膜）的形成。這種不銹性和耐蝕性是相對(duì)的。試驗(yàn)表明，鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中，其耐蝕性隨 鋼中鉻含水量的增加而提高，當(dāng)鉻含量達(dá)到一定的百分比時(shí)，鋼的耐蝕性發(fā)生 突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐

14、蝕到耐腐蝕。不銹鋼的分類(lèi)方法很多。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類(lèi)，有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹 鋼；按主要化學(xué)成分分類(lèi)，基本上可分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼兩大系統(tǒng)；按 用途分則有耐硝酸不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等等，按耐蝕類(lèi)型分 可分為耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕不TodayHot銹鋼、耐晶間腐蝕不銹鋼等；按 功能特點(diǎn)分類(lèi)又可分為無(wú)磁不銹鋼、易切削不銹鋼、低溫不銹鋼、高強(qiáng)度不銹 鋼等等。由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi) 的強(qiáng)韌性等系列特點(diǎn)，所以在重工業(yè)、輕工業(yè)、生活用品行業(yè)以及建筑裝飾等 行業(yè)中獲取得廣泛的應(yīng)用。奧氏體不銹鋼在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼

15、中含Cr約18%、Ni8%10% C約0.1%時(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來(lái)的高 Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無(wú)磁性而且具有高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不可能通過(guò)相 變使之強(qiáng)化，僅能通過(guò)冷加工進(jìn)行強(qiáng)化。如加入S, Ca, Se, Te等元素，則具有良好的易切削性。此類(lèi)鋼除耐氧化性酸介質(zhì)腐蝕外，如果含有 Mo、Cu等元素還能耐硫酸、 磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蝕。此類(lèi)鋼中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可顯著提高其耐晶間腐蝕性能。高硅的奧氏體不銹鋼濃硝酸肯有良好的耐

16、蝕性。由于奧氏體不銹鋼具有全面的和良好的綜合性能，在各行各業(yè)中獲得了廣 泛的應(yīng)用。316和316L不銹鋼316和317不銹鋼（317不銹鋼的性能見(jiàn)后）是含鉬不 銹鋼種。317不銹鋼中的鉬含量略高明于316不銹鋼.由于鋼中鉬，該鋼種總的性能 優(yōu)于310和304不銹鋼，高溫條件下，當(dāng)硫酸的濃度低于15%和高于85%時(shí),316不銹鋼具有廣泛的用途。316不銹鋼還具有良好的而氯化物侵蝕的性能，所以通常用于海洋環(huán)境。316L不銹鋼的最大碳含量0.03，可用于焊接后不能進(jìn)行退火和需要最大耐腐蝕性的用途中。耐腐蝕性能優(yōu)于304不銹鋼，在漿和造紙的生產(chǎn)過(guò)程中具有良好的耐腐蝕 的性能。而且316不銹鋼還耐海洋和

17、侵蝕性工業(yè)大氣的侵蝕。耐熱性在1600度以下的間斷使用和在1700度以下的連續(xù)使用中，316不 銹鋼具有好的耐氧化性能。在800-1575度的范圍內(nèi)，最好不要連續(xù)作用 316不銹鋼，但在該溫度范圍 以外連續(xù)使用316不銹鋼時(shí)，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，可用上述溫度范圍。熱處理在1850-2050度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行退火，然后迅速退火，然后迅速 冷卻。316不銹鋼不能過(guò)熱處理進(jìn)行硬化。焊接316不銹鋼具有良好的焊接性能?？刹捎盟袠?biāo)準(zhǔn)的焊接方法進(jìn)行焊接。焊接時(shí)可根據(jù)用途，分別采用 316Cb 316L或309Cb不銹鋼填料棒或焊條 進(jìn)行焊接。

18、為獲得最佳的耐腐蝕性能，316不銹鋼鋼的焊接斷面需要進(jìn)行焊后退火處 理。如果使用316L不銹鋼，不需要進(jìn)行焊后退火HotTag處理。典型用途紙漿和造紙用設(shè)備熱交換器、染色設(shè)備、膠片沖洗設(shè)備、管道、 沿海區(qū)域建筑物外部用材料。鐵素體不銹鋼在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼。含鉻量在11%30%具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。這類(lèi)鋼一般不含鎳，有時(shí)還含有少量的 Mo、Ti、Nb等到元素，這類(lèi)鋼具導(dǎo) 熱系數(shù)大，膨脹系數(shù)小、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn)，多用于制造耐 大氣、水蒸氣、水及氧化性酸腐蝕的零部件。這類(lèi)鋼存在塑性差、焊后塑性和耐蝕性明顯降低等缺點(diǎn)，因而限制了它的 應(yīng)用。爐外精煉技術(shù)（AOD或VOD）的應(yīng)用可使碳、氮等間隙元素大大降低，因 此使這類(lèi)鋼獲得廣泛應(yīng)用。奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼是奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不銹鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%28% Ni含量在3%10%有些鋼還含有 Mo、Cu Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類(lèi)鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與鐵素體相比，塑性、韌性更 高，無(wú)室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時(shí)還保持有鐵素 體不銹鋼的475 C脆性以及導(dǎo)熱