不銹鋼選材與應(yīng)用方案

1、不銹鋼選材與應(yīng)用藍(lán)寶書(shū)一、 不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)1. 不銹鋼定義2. 不銹鋼的種類3. 不銹鋼合金元素作用 4. 不銹鋼的標(biāo)準(zhǔn)5. 不銹鋼的特性二、 不銹鋼腐蝕及防護(hù)1 不銹鋼腐蝕機(jī)理2 不銹鋼腐蝕類型三、 不銹鋼的選材1. 材料選擇要求Ø 防腐要求Ø 焊接要求Ø 設(shè)備工藝要求Ø 表面粗糙度要求Ø 加工要求 2.不銹鋼成本Ø 節(jié)約采購(gòu)成本Ø 提高材料利用率Ø 新材料及替代材料的使用四、 不銹鋼的應(yīng)用及維護(hù) 1. 各主要鋼種具體應(yīng)用領(lǐng)域 2.不銹鋼（設(shè)備）維護(hù)3.P287 各種不銹鋼的耐腐蝕性能和防護(hù)方法 Ø 表

2、面清洗方法Ø 表面鈍化處理3. 不銹鋼的保管及運(yùn)輸 Ø 不銹鋼的保管Ø 不銹鋼的運(yùn)輸 五、 不合理選材和使用案例 一、 不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)1、 不銹鋼定義不銹鋼是約含12%Wt以上Cr(鉻)成分的鐵基合金鋼，具有表面華麗、耐腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，在不經(jīng)任何涂料、刷漆等表面處理情況下廣泛使用，代表鋼種是13cr鋼、18cr鋼、18cr-8Ni鋼。一般情況下，把含鉻量超過(guò)12%的鐵基合金都稱為不銹鋼。含鉻量超過(guò)30%的一般稱為耐熱合金鋼。 從金相角度分析，不銹鋼的主要成分Cr在鋼表面形成薄而致密的鈍化保護(hù)膜，防止外界氧進(jìn)入金屬基體內(nèi)，因此具備不易生銹的特性。 不銹鋼是如何耐腐蝕

3、的（圖） 鋼+>12%鉻鈍化氧化保護(hù)膜不銹鋼 鉻不銹鋼的基石，形成了保護(hù)性氧化膜2、 不銹鋼的種類 不銹鋼大體上按化學(xué)成分和金相組織分類，按化學(xué)成分可以分為Fe-Cr系和Fe-Cr-Ni系，按金相組織可以分為奧氏體系、鐵素體系、馬氏體系、雙相系以及析出硬化系。(1) 鐵素體系不銹鋼體心立方體結(jié)構(gòu)體心立方結(jié)構(gòu)，耐蝕性不如奧氏體不銹鋼，但其抵抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)的性能優(yōu)越于奧氏體不銹鋼；常溫下具有強(qiáng)磁性，熱處理不能硬化，具有優(yōu)秀的冷延加工性(冷軋)。鐵素體不銹鋼400系列Fe-Cr(2) 奧氏體系不銹鋼Ø 優(yōu)異的韌性，在低溫冷凍條件下仍保持優(yōu)異的塑性和成形性Ø 良好的

4、焊接性Ø 較高熱膨脹Ø 導(dǎo)熱率較低Ø 易于冷作硬化Ø 無(wú)磁性面心立方結(jié)構(gòu)面心立方結(jié)構(gòu)，熱處理不能硬化，但通過(guò)冷加工可以硬化。代表鋼種是304，18Cr-8Ni是其基本組成。常溫、高溫下都為奧氏體組織，無(wú)不定性。304鋼種從熔融狀態(tài)凝固成固相時(shí)，優(yōu)先析出S-鐵素體、常溫下應(yīng)該存在完全的奧氏體相組織，但是，由于成份偏析而形成部分S-鐵素體，它有害于熱加工。但是加工后，由于冷加工導(dǎo)致形變馬氏體的產(chǎn)生，所以經(jīng)冷加工的材料，會(huì)產(chǎn)生部分磁性，而且隨著硬化程度的增加，磁性增加。300 系列奧氏體不銹鋼Fe-Cr-Ni，F(xiàn)e-Cr-Ni-Mo（3）雙相不銹鋼常溫下具有奧

5、氏體和鐵素體混合相，強(qiáng)度高，鐵素體組織起著抑制應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)作用。雙相不銹鋼（鐵素體-奧氏體）的特性Ø 高強(qiáng)度Ø 良好的耐氯離子、應(yīng)力腐蝕斷裂性能Ø 較好的耐沖蝕腐蝕性能Ø 良好的成形性和焊接性Ø 有磁性（4）馬氏體系不銹鋼馬氏體不銹鋼常溫下強(qiáng)磁性，一般來(lái)講其耐蝕性不突出，但強(qiáng)度高，適用于高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)用鋼。高溫下具有穩(wěn)定的奧氏體組織，空冷或油冷條件下轉(zhuǎn)變成馬氏體相，常溫時(shí)具有完全的馬氏體組織。400系列的另一部分，代表性牌號(hào)有410，410，431等 （5）沉淀硬化系不銹鋼基體組織可為不同種類馬氏體, 鐵素體，半奧氏體等；經(jīng)適當(dāng)熱處理，在

6、基體上通過(guò)析出碳化物和金屬間化合物而不是淬火使鋼強(qiáng)化；高硬度、高強(qiáng)度、低塑性；耐腐蝕能力有時(shí)接近于304 不銹鋼, 通常較之低得多；代表性牌號(hào)17-4PH。3、 不銹鋼合金元素作用 鐵素體、奧氏體還是雙相不銹鋼？影響不銹鋼組織的兩大類合金元素奧氏體形成元素鉻、鉬、硅、鈮、鎢鐵素體形成元素鎳、氮、錳、碳、銅Ø 形成奧氏體的能力：Nie= %Ni + 30x%C + 0.5x%Mn + 26x%N-0.02 + 2.77Ø 形成鐵素體的能力：Cre= %Cr + 1.5%Si + 1.4%Mo +%Nb -4.99合金元素作用鉻+ 是形成不銹鋼最重要的元素，是不銹鋼表面保護(hù)性氧

7、化膜的主要元素，沒(méi)有鉻就沒(méi)有不銹鋼。+ 耐腐蝕，特別是在氧化性介質(zhì)中+顯著提高高溫抗氧化性和高溫強(qiáng)度-強(qiáng)碳化物和氮化物形成元素-金屬間相的主要成份鎳+ 促進(jìn)奧氏體結(jié)構(gòu)的形成，使奧氏體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定化，使不銹鋼具有優(yōu)異的成形性、焊接性和韌性+ 促進(jìn)不銹鋼鈍化膜的穩(wěn)定性，強(qiáng)化不銹鋼的不銹耐蝕性，降低點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的擴(kuò)散速率+ 耐還原性酸和堿介質(zhì)+ 對(duì)高溫抗氧化性能有益鉬+ 增強(qiáng)不銹鋼鈍化膜的穩(wěn)定性，提高在還原性介質(zhì)如還原性酸中的耐腐蝕性+ 提高在氯離子環(huán)境中的耐腐蝕性，如耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和氯離子應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的能力+提高高溫強(qiáng)度-增加金屬間相的形成氮+ 形成奧氏體+ 提高耐點(diǎn)蝕/ 縫隙腐蝕能力+提高室溫和

8、高溫強(qiáng)度+ 減小形成金屬間相的傾向-在鐵素體相中形成氮化鉻銅+提高在硫酸介質(zhì)中的耐腐蝕性+改善冷成型性+ 析出硬化元素，表面抗菌性-降低熱塑性碳+提高高溫強(qiáng)度-形成碳化鉻-降低塑韌性硫+提高切削加工性-由于熱脆性造成的裂紋鈦、鈮+可與碳結(jié)合，防止碳化鉻形成 錳+增加氮溶解度+ 抑制硫的有害作用，防止熱脆性-對(duì)不銹鋼的不銹耐蝕性有負(fù)面影響-不利于高溫氧化性能-降低鋼的塑韌性4、 不銹鋼標(biāo)準(zhǔn)國(guó)標(biāo)07版國(guó)標(biāo)美標(biāo)日標(biāo)歐標(biāo)鋼種標(biāo)準(zhǔn)鋼種鋼種標(biāo)準(zhǔn)鋼種標(biāo)準(zhǔn)鋼種標(biāo)準(zhǔn)0Cr18Ni9GB4237-92熱/GB3280-92冷06Cr18Ni10304ASTM A240/ASME SA240SUS304JIS G4

9、3051.4301EN10028-700Cr19Ni10GB4237-92熱/GB3280-92冷022Cr19Ni10304LASTM A240/ASME SA240SUS304LJIS G43051.4307EN10028-71Cr18Ni9Ti GB4237-92熱/GB3280-92冷321ASTM A240/ASME SA2401.4541EN10028-70Cr18Ni10TiGB4237-92熱/GB3280-92冷06Cr18Ni11TiSUS321JIS G430500Cr17Ni14Mo2GB4237-92熱/GB3280-92冷022Cr17Ni12Mo2316LASTM

10、 A240/ASME SA240SUS316LJIS G43051.4404EN10028-700Cr22Ni5Mo3N企標(biāo)Q太r22Ni5Mo3NS31803ASTM A240/ASME SA240329J3LJIS G43041.4462EN10028-70Cr25Ni20GB4237-92熱/GB3280-92冷06Cr25Ni20310SASTM A240/ASME SA240SUS310SJIS G43051.4951EN10028-70Cr23Ni13GB4237-92熱/GB3280-92冷06Cr23Ni13309SASTM A240/ASME SA2

11、40SUS309SJIS G43051.4950EN10028-700Cr19Ni13Mo3GB4237-92熱/GB3280-92冷022Cr19Ni13Mo3317LASTM A240/ASME SA240SUS317LJIS G43051.4438EN10028-71Cr17GB4237-92熱/GB3280-92冷10Cr17430ASTM A240/ASME SA240SUS430JIS G43051.4016EN10028-700Cr12Ti企標(biāo)Q/TX3115-2005409LASTM A240/ASME SA240SUH409LJIS G43051.4512EN10028-70

12、0Cr17MoGB3280-92冷SUS436LJIS G430500Cr18Mo2GB3280-92冷0Cr19Mo2NbTi444ASTM A240/ASME SA240SUS444JIS G43051.4521EN10028-70Cr13GB4237-92熱/GB3280-92冷06Cr13410SASTM A240/ASME SA240SUS410SJIS G43051Cr13GB4237-92熱/GB3280-92冷12Cr13410ASTM A240/ASME SA240SUS410JIS G43052Cr13GB4237-92熱/GB3280-92冷20Cr13420ASTM A

13、240/ASME SA240SUS420J1JIS G43051.4021EN10028-73Cr13GB4237-92熱/GB3280-92冷30Cr13SUS420J2JIS G43051.4028EN10028-700Cr12GB4237-92熱/GB3280-92冷022Cr12SUS410LJIS G43055、不銹鋼的特性 1）一般特性不銹鋼的特性可以分為物理性能，包括耐蝕性、焊接性、蠕變強(qiáng)度(Creep)、成型加工性，其中尤其重要的耐蝕性機(jī)理與一般碳素鋼不同，它主要靠不銹鋼表面形成的鈍化膜來(lái)保持其表面不被銹蝕。Cr含量達(dá)到10%以上時(shí)耐蝕性變良好。一般來(lái)講，奧氏體系鋼種的耐蝕性最

14、好，其次是鐵素體和馬氏體。2）品質(zhì)特性A.表面品質(zhì)不銹鋼薄板價(jià)格昂貴，客戶對(duì)它的表面要求非常高。但不銹鋼薄板在制造過(guò)程中不可避免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的缺陷，如劃傷、麻點(diǎn)、折痕、輥印、裂紋、污染等，從而影響其表面質(zhì)量。 a.劃傷、折痕等缺陷 不管是用于餐具、鍋等的高級(jí)材，還是用于鋼管的低級(jí)材，表面一般都不允許存在這種缺陷。b.麻點(diǎn)、輥印等缺陷 由于這類缺陷在拋光時(shí)很難去掉，所以一般表面不允許出現(xiàn)麻點(diǎn)、輥印等缺陷，但這些輕微的缺陷經(jīng)過(guò)研磨后可以用于建筑裝飾、廚具等。c.表面污染、色差等 由于這類缺陷是表面性的，拋光后可以方便地去除，因此那些加工后需要拋光的產(chǎn)品不會(huì)影響其質(zhì)量，像鍋、鋼管等用途。d.裂紋、

15、疤痕等缺陷 由于是深度及內(nèi)部的缺陷，拉伸后易開(kāi)裂，因此用于變形較大的深加工用途時(shí)，這種缺陷不允許存在。B.拋光性能(BQ性)目前不銹鋼制品在生產(chǎn)時(shí)一般都經(jīng)過(guò)拋光這一工序（只有少數(shù)用途如熱水器、飲水機(jī)內(nèi)膽等不需要拋光）因此，這就要求原料具有良好的拋光性能。影響不銹鋼拋光性能的主要因素有： a.原料表面粗度 不銹鋼原料表面粗度由熱卷原料表面粗度、冷軋工藝、軋輥材質(zhì)等因素決定。原料粗度越大，則拋光性能越差，粗度越小，則拋光性能越好。b.原料表面缺陷 如劃傷、麻點(diǎn)、過(guò)酸洗等，對(duì)拋光性能有不利影響。c.原料晶粒 若晶粒尺寸太大，不均勻，在深拉伸時(shí)表面易出現(xiàn)桔皮現(xiàn)象，從而影響B(tài)Q性，若晶粒尺寸小，均勻，則

16、表面不易出現(xiàn)桔皮，BQ性相對(duì)好。C.力學(xué)性能:這里的材質(zhì)是指不銹鋼的力學(xué)性能，主要指硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等指標(biāo)。見(jiàn)下表(JIS標(biāo)準(zhǔn))：區(qū)分屈服強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度延伸率硬度YS(N/mm2)TS(N/mm2)EI(%)HV30420552040200304L1754804020031652040200316L1754804020043020545022200按照硬度的不同要求區(qū)分為：DDQ材、硬材、一般材。區(qū)分DDQ材一般材硬材EL(%)53%50%45%硬度170175180主要用途二類餐具，保溫杯，鍋類等流通用途，容器等研磨材，鋼管，機(jī)械構(gòu)件等1).DDQ(deep drawing q

17、uality)材是指用于深拉(沖)用途的材料，也就是大家所說(shuō)的軟材，它的主要特點(diǎn)是延伸率較高(53%)，硬度較低(170)，晶粒度G/S7.0-8.0)，深沖性能極佳。目前許多生產(chǎn)保溫瓶、二類餐具、洗滌槽等制品的企業(yè)，其產(chǎn)品的加工比一般都較高，有時(shí)加工比達(dá)1.98左右，SUS304DDQ材就是用于這些要求高加工比用途的產(chǎn)品。當(dāng)然加工比1.9以上的產(chǎn)品一般都需要經(jīng)過(guò)幾道次的拉伸才能完成，如果硬度值太高，延伸率太低的話，在加工深拉制品時(shí)產(chǎn)品極易開(kāi)裂，影響成品合格率。2).硬材是指用于鋼管、研磨、機(jī)械構(gòu)件等用途，硬度相對(duì)較高的材料。這種材料的特點(diǎn)是延伸率相對(duì)較低(45%)，硬度較高(HV180)，晶

18、粒度G/S8.5-9.0。它主要用于不需伸拉或較小拉伸就能得到的制品。它與DDQ材相比有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，就是BQ性相對(duì)較好。3).一般材主要是指硬度介于DDQ材和硬材的材料，一般使用于流通用途、電器、容器等用途。其延伸率50%，硬度HV175，晶粒度G/S8.5左右。a).形狀所謂形狀是指鋼板的平坦度。用途不同，對(duì)平坦度的要求也不一樣，像深拉伸制品,一般對(duì)形狀要求不高，平坦度6mm即可，而像研磨品等，則對(duì)形狀要求相對(duì)較高，要求平坦度4mm。JIS標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不銹鋼不平度的最大值為20mm。b).厚度公差一般來(lái)說(shuō)不銹鋼制品的不同，要求原料的厚度公差也各不相同，像餐具、保溫杯等，由于它在加工時(shí)變形量極大，要

19、求厚度值大一些，所以厚度公差一般要求較小，為5%左右，市場(chǎng)流通用途一般考慮到各方面需要，約在8%左右。同時(shí)不銹鋼制品銷售對(duì)象的不同，也會(huì)導(dǎo)致客戶對(duì)原料厚度公差要求不同。一般出口產(chǎn)品客戶的厚度公差要求較小，而且公差范圍較窄，以保證制品質(zhì)量，有的企業(yè)甚至要求為2%-3%，而內(nèi)銷企業(yè)相對(duì)要求厚度公差較大一些，部分客戶甚至要求15%。c).焊接性產(chǎn)品用途的不同對(duì)焊接性能的要求也各不相同。一類餐具對(duì)焊接性能一般要求不高，但是絕大多數(shù)產(chǎn)品都需要原料焊接性能好，像二類餐具、保溫杯、鋼管、飲水機(jī)等。SUS304鋼的焊接性能能滿足所有用途的需要。d).耐腐蝕性絕大多數(shù)不銹鋼制品要求耐腐蝕性能好，像一、二類餐具、

20、廚具、熱水器、飲水機(jī)、發(fā)酵罐等。不經(jīng)過(guò)拋光就使用的容器一般不得存在酸洗殘留、氧化皮殘留等缺陷。一般304不銹鋼的耐腐蝕性能較好，能滿足正常用途需要。e).不銹鋼各成分特性區(qū)分特性C晶間腐蝕敏感性增強(qiáng)Si強(qiáng)度、硬度增強(qiáng)、延伸率減少M(fèi)n軟性和鑄造性增強(qiáng)P在常溫下發(fā)脆S拉伸強(qiáng)度和延伸率減少，切削性增加Ni耐腐蝕性和延伸率增強(qiáng)Cr耐腐蝕性增強(qiáng)M0高溫強(qiáng)度和耐晶間腐蝕性增強(qiáng)分類不銹鋼的基本性能總結(jié) （不銹鋼手冊(cè)P70-73） 5、腐蝕類型及其原因影響不銹鋼發(fā)生各類腐蝕的類型及其原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）全面腐蝕( 均勻腐蝕) 這種類型的腐蝕通常均勻地發(fā)生在與腐蝕性介質(zhì)接觸的整個(gè)金屬表面。基本上是由于不銹

21、鋼的性能不足以抵抗化學(xué)溶液的腐蝕，通俗地講，就是不銹鋼的“牌號(hào)”不夠。要想防止這樣全面腐蝕，只能更換這種接觸介質(zhì)，但是對(duì)于一個(gè)成熟的工藝，這是不現(xiàn)實(shí)的。因此，一般都是使用較高“牌號(hào)”的不銹鋼，順序一般為304、304L、321、316、316L。（2）晶間腐蝕這種形式的腐蝕最典型的實(shí)例是焊接區(qū)晶間腐蝕。在金屬焊接處開(kāi)始破裂并呈龜裂紋樣。奧氏體在焊接中被加熱到450-900時(shí)，晶間內(nèi)的鉻容易與碳一起沉淀出來(lái)形成碳化鉻。由于碳和鉻的親和力很大，要占用含碳量17倍的鉻形成碳化物，從而顯著降低不銹鋼的耐腐蝕性。為達(dá)到耐腐目的，必須控制不銹鋼中的含碳量。隨著不銹鋼冶煉技術(shù)的提高，可控的碳含量越來(lái)越低，一

22、般情況下，304、316的含碳量在0.08%以下；304L、316L的含量在0.03%以下。目前國(guó)內(nèi)知名的不銹鋼加工中心，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)304L、316L的更精細(xì)檢測(cè)，篩選出碳含量可達(dá)0.02%的材料，大幅度提升抗晶間腐蝕能力。另外也可以使用添加對(duì)碳的親和力比鉻更強(qiáng)的鈦（鈮）的不銹鋼如321，以增強(qiáng)鉻元素的穩(wěn)定性，從而提高抗晶間腐蝕能力。（3）應(yīng)力腐蝕裂紋應(yīng)力腐蝕裂紋在印染機(jī)械上并不常見(jiàn)，但是如果有一定的腐蝕性成分及適當(dāng)?shù)臏囟葪l件，那么在受到應(yīng)力時(shí)或者殘余的拉伸應(yīng)力作用時(shí)，在不銹鋼表面產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的風(fēng)險(xiǎn)就非常大了。原因之一是大部分高溫設(shè)備的內(nèi)表面在加工制造后尚有一些殘余內(nèi)應(yīng)力。如果僅有拉伸應(yīng)力

23、而無(wú)壓應(yīng)力，那么隨著應(yīng)力的存在就會(huì)發(fā)生腐蝕裂紋。氯化物、燒堿溶液及硫酸鈉、含有一定氯離子含量的自來(lái)水都是工業(yè)上常用的溶劑，也是不銹鋼的常見(jiàn)“殺手”。不高于60的氯化鈉溶液就足以在應(yīng)力區(qū)域引起裂紋，而燒堿溶液中只需要20%的氫氧化鈉溶液在130便可促使裂紋出現(xiàn)。 對(duì)于機(jī)械制造而言，特別是在壓力容器上完全消除拉伸應(yīng)力是不可能的。因此在實(shí)際操作過(guò)程中，控制臨界溫度是極其重要的，消除或不使用產(chǎn)生氯離子的高溫印染助劑是防止應(yīng)力腐蝕裂紋的重要措施。這幾年，雙相鋼的冶煉技術(shù)突飛猛進(jìn)，具備了與奧氏體同樣優(yōu)秀的防腐特性，已經(jīng)在印染行業(yè)中加以利用。由于雙相鋼具有優(yōu)于奧氏體天然的強(qiáng)度高、應(yīng)力低的特性，在某些環(huán)境下，

24、應(yīng)用雙相鋼可以大幅度減少應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)由于雙相鋼的強(qiáng)度較高可以降低材料的使用厚度。(4)點(diǎn)腐蝕點(diǎn)腐蝕是在不銹鋼材料與腐蝕介質(zhì)直接接觸的情況下，最為常見(jiàn)的腐蝕類型，因此也是印染機(jī)械中最為常見(jiàn)的腐蝕類型。它總是始于有氯元素存在的100以上溫度中不銹鋼鈍化膜的細(xì)小破損。一旦在不銹鋼表面形成點(diǎn)腐蝕，隔絕了氧與金屬的接觸，阻止了鉻的再鈍化。然后腐蝕就迅速擴(kuò)散到不銹鋼內(nèi)部，點(diǎn)隨之慢慢擴(kuò)大，如果不加以控制，就是演變?yōu)槿娓g。 只要在130時(shí)，多達(dá)0.1克/升的氯化鈉，點(diǎn)腐蝕就會(huì)在316不銹鋼上發(fā)生。目前國(guó)內(nèi)的在染布過(guò)程中仍然會(huì)添加較多的工業(yè)氯化鈉，這成為印染設(shè)備壽命較短的重要原因之一。據(jù)筆者走訪

25、，國(guó)內(nèi)采購(gòu)的印染設(shè)備壽命一般為2-5年（核心部件損害），懸殊比較大，這個(gè)主要為設(shè)備使用環(huán)境不同所致。當(dāng)我們無(wú)法改善不銹鋼材料的使用環(huán)境時(shí),則從選擇材料上來(lái)提高耐點(diǎn)蝕能力。下面把不銹鋼(有些國(guó)內(nèi)尚未生產(chǎn)或正在試制中)按其耐點(diǎn)蝕能力由小到大排列起來(lái)大致可以得到下列順序:奧氏不銹鋼:0Cr18Ni90Cr18Ni10Ti00Cr19Ni100Cr18Ni12Mo2 Ti0Cr17Ni12Mo200Cr17Ni14Mo20Cr17Ni12Mo2 N00Cr17Ni14Mo2 N0Cr18Ni14Mo2Cu 2N0Cr18Ni12Mo3 Ti0Cr19Ni13Mo300Cr19Ni13Mo300Cr19

26、Ni13Mo3N00Cr25Ni22Mo2 N00Cr18Ni16Mo5N00Cr20Ni25Mo4.5 Cu00Cr27Ni31Mo4 Cu00Cr20Ni18Mo6CuN00Cr25Ni25Mo5N00Cr24Ni22Mo6Mn3CuN鐵素體不銹鋼：0Cr130Cr170Cr17Ti00Cr18Mo100Cr18Mo200Cr26Mo100Cr30Mo200Cr25Ni4Mo4Ti00Cr29Ni2Mo4+r雙相不銹鋼：00Cr18Ni5Mo3Si200Cr18Ni6Mo3Si2Nb(N)00Cr22Ni5Mo3N00Cr25Ni7Mo3N00Cr25Ni7Mo3WCuN(5)縫隙腐蝕縫隙

27、腐蝕是由最初形成的縫隙所引起的。例如用螺栓將兩片金屬板栓接在一起，當(dāng)接觸到電解質(zhì)溶液時(shí)，借助毛細(xì)管作用使電解質(zhì)溶液吸附與兩金屬板之間，進(jìn)而排斥了氧氣。最后腐蝕發(fā)生在縫隙之間。如果電解質(zhì)是氯化鈉并被加熱，那么腐蝕過(guò)程就會(huì)明顯變快。因此，在設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)就要避免采用存在縫隙的聯(lián)結(jié)方式。(6)電化腐蝕（電偶腐蝕） 當(dāng)兩種不用的金屬接觸在一起，并侵入電解質(zhì)溶液中的時(shí)候，惰性較小的金屬就成為陽(yáng)極，惰性較大的金屬成為陰極，而且陽(yáng)極金屬會(huì)不斷產(chǎn)生離子移向陰極，使陽(yáng)極金屬本身被腐蝕。（7） 磨損腐蝕 （P282）二、 不銹鋼腐蝕及防護(hù)1、不銹鋼腐蝕機(jī)理表面鈍化膜的破壞它們不像碳鋼那樣不銹鋼通常不會(huì)因均勻腐蝕而失效

28、它們的失效通常是特定條件下的局部腐蝕 “腐蝕余量”對(duì)不銹鋼沒(méi)有意義1、 不銹鋼腐蝕類型 （1） 點(diǎn)蝕 不銹鋼表面的小蝕坑；可由Cl-、Br-、I-引起； 易發(fā)生在表面缺陷處和夾雜物處等表面氧化膜的薄弱處； 由于蝕坑底部的環(huán)境不同于蝕坑外部環(huán)境，點(diǎn)蝕一旦開(kāi)始常常會(huì)繼續(xù)發(fā)展。 點(diǎn)蝕溫度和氯化物濃度的影響（圖）耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)以耐點(diǎn)蝕當(dāng)量數(shù)PRE表示不銹鋼耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕能力:PRE = %Cr + 3.3 X %Mo + 30 X %N Mn【注意】對(duì)于300系列不銹鋼，該公式成立; 對(duì)于雙相不銹鋼，N前面的系數(shù)是16; 對(duì)于鐵素體不銹鋼, N是有害的；公式反映的是耐點(diǎn)蝕起始發(fā)生而不是耐點(diǎn)蝕擴(kuò)散的相對(duì)

29、能力，它忽略了夾雜物（硫化猛）、表面狀態(tài)熱處理等等相關(guān)因素。一般而言PRE 值較高，性能較好（2） 縫隙腐蝕 l 發(fā)生于存在電解質(zhì)（如潮濕）和氧不容易到達(dá)的部位l 可發(fā)生于(縫隙寬度0.025-0.1mm) 金屬與金屬；金屬與墊片；金屬與塑料；沉積物下面l 驅(qū)動(dòng)力是氧濃度的差異縫隙腐蝕基本原理避免縫隙腐蝕解決方法:設(shè)計(jì)時(shí)排除縫隙（密封或敞開(kāi)）保持縫隙干燥采用耐蝕性更好的不銹鋼(較高PRE值)（3）應(yīng)力腐蝕斷裂（SCC) * 幾乎每一種材料都可能發(fā)生應(yīng)力腐蝕斷裂* 在一些不銹鋼上可能發(fā)生不同種類的SCC-氯離子SCC-氫氧化物SCC-氫SCC-連多硫酸SCC等等Cl-應(yīng)力腐蝕斷裂發(fā)生的必要條件最

30、常見(jiàn)的類型是: 奧氏體不銹鋼的氯離子應(yīng)力腐蝕斷裂 以下三個(gè)條件必須同時(shí)存在，才會(huì)發(fā)生這種腐蝕:拉伸應(yīng)力(在壓應(yīng)力下不會(huì)發(fā)生)溫度, 一般高于60°C氯化物（4）微生物腐蝕微生物腐蝕（MIC）是一種由于活細(xì)菌（微生物）與材料接觸所導(dǎo)致的直接或間接腐蝕形式微生物不是直接“吃掉”材料，但是它們可能需要材料作為養(yǎng)料，它們會(huì)分泌液體或產(chǎn)生使材料發(fā)生腐蝕的條件幾乎所有的金屬都可能發(fā)生微生物腐蝕來(lái)自大壩、河流和地下的原水(未經(jīng)氯氣消毒處理的水）常常含有細(xì)菌，細(xì)菌會(huì)在不銹鋼上生長(zhǎng)形成菌群，菌群之下形成“縫隙”，這里氧含量低，可能呈酸性和高氯化物含量，導(dǎo)致菌群之下發(fā)生腐蝕。防止微生物腐蝕的方法：對(duì)水進(jìn)

31、行消毒滅菌處理，如用氯氣輸送原水的設(shè)備停機(jī)時(shí)或用原水進(jìn)行水壓試驗(yàn)期間，要使設(shè)備排盡水并 干燥，避免原水的滯留。采用高水流速防止菌群形成，即保持水的循環(huán)使用更耐蝕（較高PRE值）的不銹鋼鋼種焊縫去除熱回火色（5）晶間腐蝕 l 不銹鋼中的碳與鉻結(jié)合在晶界形成碳化鉻 l 沿晶界的區(qū)域鉻含量降低 l 使用中這些低鉻晶界部位會(huì)發(fā)生腐蝕避免晶間腐蝕l 在AOD技術(shù)出現(xiàn)之前，低碳含量的不銹鋼還很昂貴的時(shí)代，當(dāng)不銹鋼中的碳含量很高時(shí)，常常發(fā)生晶間腐蝕l 解決方案:-采用帶L的低碳不銹鋼牌號(hào)（如304L）-Ti 穩(wěn)定化牌號(hào)(如321) 或Nb穩(wěn)定化牌號(hào)(如347)-焊接之后進(jìn)行固溶退火處理對(duì)于低碳含量牌號(hào)，一般

32、問(wèn)題不大，對(duì)于氧化性非常強(qiáng)的酸性溶液, 仍需注意 （6）電偶腐蝕 l 發(fā)生于下列條件:兩種不同的金屬 （電位序上相距足夠遠(yuǎn)）相互連接（或類似的接觸）存在導(dǎo)電電解質(zhì)面積比例不當(dāng)l 惰性較?。臀g性較差）的金屬為陽(yáng)極，以較快的速度發(fā)生腐蝕l 陽(yáng)極的腐蝕保護(hù)了另一個(gè)金屬，該金屬為陰極，腐蝕較慢表面面積比的影響2、 不銹鋼表面的小蝕坑；3、 可由Cl-、Br-、I-引起；4、 易發(fā)生在表面缺陷處和夾雜物處等表面氧化膜的薄弱處；5、 由于蝕坑底部的環(huán)境不同于蝕坑外部環(huán)境，點(diǎn)蝕一旦開(kāi)始常常會(huì)繼續(xù)發(fā)展。三、 材料選擇要求工業(yè)中最常用的不銹鋼為316L、304鋼種，其次為304L、321、316、316Ti等

33、，近幾年新型鐵素體443、444、雙相鋼2304、2205也得到一定范圍的應(yīng)用。選擇合理的材料不僅要考慮滿足設(shè)備設(shè)計(jì)要求、成本控制，而且還要充分考慮環(huán)境保護(hù)、產(chǎn)業(yè)政策等。具體需考慮如下因素：1、 防腐要求（環(huán)境要求） 這里面最主要的就是上面提高的各種腐蝕要求。著重說(shuō)明的是，目前市場(chǎng)出現(xiàn)的200系列不銹鋼由于沒(méi)有磁性，被不少?gòu)S家誤認(rèn)為可以替代304使用，實(shí)際上市場(chǎng)上所謂的200系列不銹鋼的防腐性能遠(yuǎn)不能和304相比，甚至還不如鐵素體不銹鋼430。相反，含碳量小于0.015%的高純鐵素鐵可以部分替代常用的奧氏體不銹鋼，以降低生產(chǎn)成本。實(shí)際上，不銹鋼的防腐性能與是否有磁性沒(méi)有任何關(guān)系。設(shè)備上不同的不

34、銹鋼應(yīng)用部位所接觸的介質(zhì)并不相同，因此可以使用不同的材質(zhì)，對(duì)于較惡劣的腐蝕介質(zhì)部位如反應(yīng)釜，可以使用抗腐蝕性能更好的材料，對(duì)于接觸空氣介質(zhì)或者普通水介質(zhì)的部位，如水槽、箱體外側(cè)板、外擋板等，使用常見(jiàn)的鐵素體不銹鋼即可。2、 焊接要求。目前不銹鋼的焊接為當(dāng)今的不銹鋼應(yīng)用難題之一，焊縫處往往是第一個(gè)被腐蝕的地方。焊接好壞與焊絲的選擇、焊接處的潔凈程度、焊接時(shí)保護(hù)氣體的選擇、焊接技術(shù)水平、焊接電流的大小控制等很多方面有關(guān)，這里就不贅述。在印染設(shè)備上，321（0Cr18Ni9Ti）為目前使用較多的材料之一，此材料添加的鈦元素可以大大減少晶間腐蝕發(fā)生的幾率，但是由于321碳含量較高且鈦元素的不穩(wěn)定性，實(shí)

35、際上焊接質(zhì)量很難控制，因此目前國(guó)外傾向于使用超低碳含量的304L（碳含量在0.015%-0.02%）來(lái)控制焊接質(zhì)量。我們一定清楚知道，細(xì)微的腐蝕最終可能會(huì)引起全面腐蝕的發(fā)生。 3、設(shè)備工藝要求在設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，要深入了解設(shè)備用戶的生產(chǎn)工藝，包括清洗工藝、維護(hù)條件，有針對(duì)性的使用材料，貴的不一定是就是最好的，關(guān)鍵是選擇合適的。 4、表面粗糙度要求為了保持不銹鋼的易清洗性，很多設(shè)備制造廠商對(duì)不銹鋼接觸化學(xué)溶劑的一側(cè)進(jìn)行打磨，使表面光滑、表面粗糙度降低。此工藝一般要經(jīng)過(guò)機(jī)械打磨、紗布或者羊毛氈細(xì)磨工序，最后用絲綢檢驗(yàn)它的粗糙性。這種方法很可行，但是浪費(fèi)人力、表面質(zhì)量不均勻。目前國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了一種新的工

36、藝，把制造容器的不銹鋼熱軋板直接進(jìn)行油性油磨拋光，達(dá)到需要的粗糙度要求。最后只對(duì)焊接處進(jìn)行人工打磨即可。使用這樣工藝，不僅可以節(jié)約人力、縮短工時(shí)，而且方便后期清洗，提高設(shè)備的使用壽命。5、 加工要求1、 加工要求2、 認(rèn)證要求3、 其他要求不銹鋼成本1、節(jié)約采購(gòu)成本（1）采購(gòu)周期的選擇（2）采購(gòu)時(shí)機(jī)的選擇（3）采購(gòu)模式的選擇-直接采購(gòu)半成品-直接采購(gòu)凈料-期貨采購(gòu)-與代理商聯(lián)合采購(gòu)-現(xiàn)貨采購(gòu)2、提高材料利用率（1）合理套料（2）合理排料（3）余料利用（4）材料尺寸定制3、新材料及替代材料的使用（1）超級(jí)鐵素體不銹鋼（2）雙相鋼（3）節(jié)約型材料三、不銹鋼的用途 各種不銹鋼的特性和用途鋼號(hào)特性用途

37、奧氏體鋼30117Cr-7Ni-低碳與304鋼相比，Cr、Ni含量少，冷加工時(shí)抗拉強(qiáng)度和硬度增高，無(wú)磁性，但冷加工后有磁性。列車(chē)、航空器、傳送帶、車(chē)輛、螺栓、螺母、彈簧、篩網(wǎng)301L17Cr-7Ni-0.1N-低碳是在301鋼基礎(chǔ)上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蝕性；通過(guò)添加N元素來(lái)彌補(bǔ)含C量降低引起的強(qiáng)度不足，保證鋼的強(qiáng)度。鐵道車(chē)輛構(gòu)架及外部裝飾材料30418Cr-8Ni作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械特性；沖壓、彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象（無(wú)磁性，使用溫度-196800）。家庭用品（1、2類餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸），汽車(chē)配件（風(fēng)擋雨

38、刷、消聲器、模制品），醫(yī)療器具，建材，化學(xué)，食品工業(yè)，農(nóng)業(yè)，船舶部件304L18Cr-8Ni-低碳作為低C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(yīng)力后，其抗晶界腐蝕能力優(yōu)秀；在未進(jìn)行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度-196800。應(yīng)用于抗晶界腐蝕性要求高的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)的野外露天機(jī)器，建材耐熱零件及熱處理有困難的零件304Cu13Cr-7.7Ni-2Cu因添加Cu其成型性，特別是拔絲性和抗時(shí)效裂紋性好，故可進(jìn)行復(fù)雜形狀的產(chǎn)品成形；其耐腐蝕性與304相同。保溫瓶、廚房洗滌槽、鍋、壺、保溫飯盒、門(mén)把手、紡織加工機(jī)器。304N118Cr-8Ni-N在

39、304鋼的基礎(chǔ)上，減少了S、Mn含量，添加N元素，防止塑性降低，提高強(qiáng)度，減少鋼材厚度。構(gòu)件、路燈、貯水罐、水管304N218Cr-8Ni-N與304相比，添加了N、Nb，為結(jié)構(gòu)件用的高強(qiáng)度鋼。構(gòu)件、路燈、貯水罐31618Cr-12Ni-2.5Mo因添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強(qiáng)度特別好，可在苛酷的條件下使用；加工硬化性優(yōu)（無(wú)磁性）。海水里用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備；照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施、繩索、CD桿、螺栓、螺母316L18Cr-12Ni-2.5Mo 低碳作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優(yōu)。316鋼的用途中，對(duì)抗晶界腐

40、蝕性有特別要求的產(chǎn)品。32118Cr-9Ni-Ti在304鋼中添加Ti元素來(lái)防止晶界腐蝕；適合于在430-900溫度下使用。航空器、排氣管、鍋爐汽包鐵素體鋼409L11.3Cr-0.17Ti-低C、N因添加了Ti元素，故其高溫耐蝕性及高溫強(qiáng)度較好。汽車(chē)排氣管、熱交換機(jī)、集裝箱等在焊接后不熱處理的產(chǎn)品。410L13Cr-低C在410鋼的基礎(chǔ)上，降低了含C量，其加工性，抗焊接變形，耐高溫氧化性優(yōu)秀。機(jī)械構(gòu)造用件，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管，鍋爐燃燒室，燃燒器。43016Cr作為鐵素體鋼的代表鋼種，熱膨脹率抵，成形性及耐氧化性優(yōu)。耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、2類餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、CD桿、

41、篩網(wǎng)430J1L18-Cr0.5Cu-Nb-低C.N在430鋼中，添加了Cu、Nb等元素；其耐蝕性、成形性、焊接性及耐高溫氧化性良好。建筑外部裝飾材料，汽車(chē)零件，冷熱水供給設(shè)備。436L18Cr-1Mo-Ti、Nb、Zr低C、N耐熱性、耐磨蝕性良好，因含有Nb、Zr元素，故其加工性，焊接性優(yōu)秀。洗衣機(jī)、汽車(chē)排氣管、電子產(chǎn)品、3層底的鍋。馬氏體鋼41013Cr-低碳作為馬氏體鋼的代表鋼，雖然強(qiáng)度高，但不適合于苛酷的腐蝕環(huán)境下使用；其加工性好，依熱處理面硬化（有磁性）。刀刃、機(jī)械零件、石油精練裝置、螺栓、螺母、泵桿、1類餐具（刀叉）。420J113Cr-0.2C淬火后硬度高，耐蝕性好（有磁性）。餐

42、具（刀）、渦輪機(jī)葉片。420J213Cr-0.3C淬火后，比420J1鋼硬度升高（有磁性）。刀刃、管嘴、閥門(mén)、板尺、餐具（剪刀、刀）。·雙相鋼的使用用途：一：中性氯化物環(huán)境1：含氯離子的淡水冷卻2：含Cl-冷卻水的熱交換器3：聚乙烯混合氣體冷卻器二：煉油工業(yè)1：常減壓蒸餾塔、催化裂化和加氫脫硫裝置2：常減壓蒸餾塔、唱頂空冷器、減頂增濕空冷器、減壓冷水冷器、油水分離器、常壓塔頂與空冷器的揮發(fā)管線、催化裂化裝置上的汽油再冷器3：加氫裂化空冷器、加氫脫硫反應(yīng)器、二次加工裝置的空冷器、熱交換器三：石油化學(xué)和化學(xué)工業(yè)1：氯乙烯汽提器和交換器2：氯乙烯生產(chǎn)裝置3：甲醇合成反應(yīng)器低壓合成甲醇實(shí)驗(yàn)裝

43、置4：20萬(wàn)噸合成甲醇裝置的“中壓閃蒸罐頂冷凝器5：羰基合成醇環(huán)形反應(yīng)器6：醋酸有機(jī)酸的生產(chǎn)裝置四：石油和天然氣工業(yè)1：酸性氣和油的生產(chǎn)2：在Cl-的濕CO2環(huán)境中五：紙漿和造紙工業(yè)1：制造紙漿和造紙工業(yè)用的木削預(yù)蒸器、間歇式和連續(xù)式紙漿蒸煮器，造紙壓力滾筒機(jī)和回收設(shè)備、紙漿預(yù)熱器、冷凝器2二氧化氮漂白液筒3：造紙壓力滾筒機(jī)六：化肥工業(yè)1：尿素生產(chǎn)中的氣提塔、高壓分解塔、大型尿素裝置中的甲銨泵泵體2：化肥廠中冷卻器、甲銨泵、液銨泵3：磷酸生產(chǎn)中的料漿泵、磷酸泵、稀磷酸泵、磷銨泵七：海水環(huán)境船用海水熱交換器、海水冷卻器管束 四、 不銹鋼（設(shè)備）維護(hù)表面洗滌要領(lǐng)：按環(huán)境的不同適當(dāng)清潔周期： 為了保

44、持不銹鋼表面的華麗和潔凈，有必要對(duì)長(zhǎng)期使用的不銹 鋼進(jìn)行周期性的洗滌和管理。 環(huán)境田園區(qū)域城市、工業(yè)、海岸區(qū)域部位結(jié)構(gòu)一般環(huán)境腐蝕環(huán)境雨淋無(wú)污染物沉積物殘留12次/年23次/年34次/年殘留23次/年34次/年45次/年室內(nèi)無(wú)污染物沉積物殘留12次/年34次/年45次/年殘留23次/年45次/年56次/年按表面狀態(tài)的洗滌方法： 一般注意事項(xiàng)洗滌時(shí)請(qǐng)注意不發(fā)生表面劃傷避免使用漂白成分以及含研磨劑的洗滌液、鋼絲球（刷輥球）、研磨工具等，為了除掉洗滌液，洗滌結(jié)束時(shí)，用潔凈水沖洗表面化。表面狀態(tài)洗滌方法灰塵以及易除掉垢肥皂、弱洗劑或用溫水洗滌標(biāo)簽及貼膜用溫水、弱洗滌劑來(lái)擦洗，粘結(jié)劑成分使用酒精或有機(jī)溶

45、液脂肪、油、潤(rùn)滑油污染用柔和的布或紙擦干以后用中性的洗滌劑或氨溶液或?qū)Ｓ孟礈焖幤穪?lái)洗滌漂白劑以及種酸附著立即用水沖洗，用氨或中性碳酸蘇打水溶液里浸泡，后用中性洗滌劑或溫水洗滌有機(jī)碳化物附著浸泡在熱的中性洗滌劑或氨溶液然后用含弱研磨的洗滌劑洗滌指紋用酒精或有機(jī)溶劑（乙醚、苯），用柔軟的布擦干以后再用水洗滌彩虹紋過(guò)多使用洗滌劑或油引起，洗滌時(shí)用溫水中性洗滌劑焊接受熱變色-用10%硝酸或氫氟酸溶液洗滌以后再用氨水碳酸蘇打淡溶液中和處理然后用水洗滌-專門(mén)洗滌藥品使用表面污染物引起的銹-使用硝酸（10%）或研磨洗滌劑洗滌-使用專用洗滌藥品1、不銹鋼表面清洗方法 表面狀態(tài) 洗滌方法 灰塵以及一般污垢 肥皂

46、、弱洗滌劑或用溫水洗滌 標(biāo)簽及貼膜 用溫水、弱洗滌劑來(lái)擦洗，粘結(jié)劑成分使用酒精或有機(jī)溶劑 脂肪、油、潤(rùn)滑油污染 用柔和的布或紙擦干以后用中性洗滌劑或氨溶液或?qū)Ｓ孟礈焖幤穪?lái)洗滌 漂白劑以及各種酸附著 立即用水沖洗，用氨或中性碳酸蘇打水溶液里浸泡，后用中性洗滌劑或溫水洗滌 右機(jī)碳化物附著 浸泡在熱的中性洗滌劑或氨溶液然后用含弱研磨的洗滌劑洗滌 指紋 用酒精或有機(jī)溶劑（乙醚、苯），用柔軟布擦干以后再用水洗滌 彩虹紋 過(guò)多使用洗滌劑或油引起，洗滌時(shí)用溫水中性洗滌劑 焊接受熱變色 用10%硝酸或氫氟酸溶液洗滌以后再用氨水碳酸蘇打溶液中和處理然后用清水冼滌 表面污染物引起的銹 使用硝酸(10%)或研磨洗滌劑洗滌; 或者使用專用洗滌藥品 2、表面鈍化處理 在設(shè)備制造中，不銹鋼表面難免會(huì)發(fā)生劃傷現(xiàn)象，有時(shí)候也需要人工打磨，破壞原有的鈍化層。大部分情況下，不銹鋼能夠自我修復(fù)，但是為了更好地形成致密均勻的氧