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      佛山頂亮金屬材料有限公司

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      收藏!321不銹鋼與347、348不銹鋼的區別

      來(lái)源:頂亮金屬 | 發(fā)布日期:2022-04-26 | 瀏覽:0

      不銹鋼性能

      這些鋼種主要優(yōu)點(diǎn)是,處于800-1500°F(427-816°C)的碳化物析出溫度范圍內或者在該范圍內保溫后的較低的溫度中,它們都具有極佳的抗晶間腐蝕性。由于外加Ti,321鋼種能穩定地防止碳化鉻的形成。但是在只涉及焊接或在800-1500°F(427-816°C)溫度范圍內短時(shí)加熱的應用場(chǎng)合,這些穩定的鋼種已被304L大量取代。

      由于良好的機械性能,347、348和321不銹鋼種還具有可在高溫下工作的優(yōu)點(diǎn)。ASME鍋爐和壓力容器規程顯示優(yōu)先選用347、348和321不銹鋼種而不是304和304L,并且這些合金允許在溫度高達950°F(510°C)的較高極限工作應用下使用。這些鋼種的高抗蠕變強度增強了其在A(yíng)SME高壓規程設計中的應用特性。

      不銹鋼金相組織

      這些鋼種經(jīng)適當退火后,主要由奧氏體和碳化鈦或鈮組成,還有少量的鐵素體。處在1100-1500°F(593-816°C)溫度范圍內相當長(cháng)的時(shí)間,會(huì )形成少量σ相。

      不銹鋼耐腐蝕性

      上述三類(lèi)鋼種在大多數環(huán)境中顯示相同的耐蝕性,但是在強氧化環(huán)境中,退火的321鋼種耐一般腐蝕的性能比退火的347多少有所下降。因此在含水和其它低溫環(huán)境中優(yōu)先選用347鋼種,因為處于800-1500°F(427-816°C)溫度范圍內,321鋼種總的耐蝕性的下降比347大得多。

      不銹鋼耐腐蝕
      不銹鋼耐腐蝕

      晶間腐蝕

      348、347和321不銹鋼被研制并用于像304鋼種那樣的不穩定Cr-Ni鋼易發(fā)生晶間腐蝕的地方。當那些不穩定的Cr-Ni鋼處于或慢慢冷卻通過(guò)800-1500°F(427-816°C)時(shí),一部分碳化鉻會(huì )在晶界析出。晶界易先被侵蝕,會(huì )全面降低金屬強度并可能發(fā)生完全碎裂。

      有機介質(zhì)或非常弱的腐蝕劑、牛奶或別的乳制品或大氣條件,即使會(huì )析出大量的碳化物,很少產(chǎn)生晶間腐蝕。在焊接薄料時(shí),處于800-1500°F(427-816°C)溫度區的時(shí)間非常短,不穩定的鋼種通常也能適用于大部分腐蝕介質(zhì)。碳化物析出產(chǎn)生危害的程度不僅取決于腐蝕條件還取決于保持在800-1500°F(427-816°C)溫度區時(shí)間的長(cháng)短。在焊接厚的材料時(shí),即使加熱時(shí)間較長(cháng),對這些C含量低達0.03%或以下的不穩定材料也無(wú)害。

      物理性能

      347、348和321不銹鋼種的物理性能十分相似,都可在所有的實(shí)用場(chǎng)合使用。下列數值可能適用于這三種鋼種。

      金屬總的熱傳遞通常取決于各種因素而不是其本身的實(shí)際導熱系數,在大多情況下與熱傳導系數較高的其它金屬相比,要求不銹鋼的薄膜系數、氧化皮和這樣的表面狀況不能超過(guò)10-15%。

      導磁系數

      三種鋼退火后典型的導磁系數是在200H時(shí)低于1.02。系數值隨成分而變化并隨冷加工而增加。含有鐵素體的焊接會(huì )增加導磁系數。

      不銹鋼導磁
      物理性能/張力拉伸系數/平均線(xiàn)性熱膨脹系數

      不銹鋼導磁
      導熱系數/比熱

      不銹鋼導磁
      電阻系數

      不銹鋼導磁
      融化范圍

      不銹鋼成形及條件
      這三種鋼都能加工成板材、薄板、帶材和焊管,所有的產(chǎn)品主要是退火后出售。一些經(jīng)過(guò)冷軋硬化的產(chǎn)品可以帶材形式供貨。其他形式的產(chǎn)品列于標準產(chǎn)品規格表中供參考并可從其它供貨商獲得。

      不銹鋼機械性能

      室溫拉伸性能

      下表顯示了這些穩定的Cr-Ni鋼種已退火后的最低機械性能(2000°F[1093°C],空氣冷卻),試驗樣品為薄板。

      高溫拉伸性能

      高C的321H、347H和348H在1000°F(537°C)以上溫度下有較高的機械強度。ASME允許的應力最大設計值反映了H型鋼種較高的強度。

      沖擊強度

      在零下溫度中321和347鋼種有很好的額沖擊韌性。

      疲勞強度

      各種金屬的疲勞強度實(shí)際上受腐蝕條件、表面光潔度、形狀和平均應力的影響。因此沒(méi)有確定的數值能用來(lái)代表所有工作條件下的疲勞強度。321和347鋼種的疲勞強度約為其抗拉強度的35%。

      硬化

      這種穩定的鋼種不能經(jīng)熱處理硬化。

      應力斷裂和抗蠕變強度

      347、348和321不銹鋼種的高溫應力斷裂和抗蠕變強度比304和304L鋼種高。在室溫下有微弱的優(yōu)勢,然而如同ASME鍋爐和壓力容器規程所認可的那樣,其高溫數值,可允許元件的設計達到較高的應力水平。

      不銹鋼機械性能
      不銹鋼機械性能

      不銹鋼加工性能

      焊接

      在高合金鋼中,奧氏體不銹鋼被認為可焊性最好,并可采取各種熔焊和電阻焊。對奧氏體不銹鋼進(jìn)行焊合時(shí),要考慮兩個(gè)重要問(wèn)題:耐腐蝕保護和避免開(kāi)裂。要求保持元素的穩定性。采取惰性氣體要求有一定得清潔度,并避免從油中吸收C或空氣中吸取N。321鋼種比347鋼種更易失去Ti,而348鋼種可能失去Nb。

      焊接全奧氏體結構的金屬時(shí),在焊接過(guò)程中更易開(kāi)裂。因此,347、348和321不銹鋼種要同少量鐵素體一起固化,將裂紋敏感性降到最低程度。Nb穩定不銹鋼比Ti穩定不銹鋼更易產(chǎn)生熱裂。

      退火

      321和347鋼種的退火溫度范圍是1800—2000°F(928-1093°C)。退火的主要目的是軟化和得到高延性,這些鋼也可能在碳化物析出的溫度范圍800—1500°F(427—816°C)進(jìn)行消除應力退火,而不會(huì )晶間腐蝕的危險。僅在800—1500°F(427—816°C)溫度范圍內進(jìn)行幾小時(shí)的消除應變退火不會(huì )明顯地降低一般的耐蝕性。當然在此溫度范圍內長(cháng)時(shí)間的加熱確實(shí)會(huì )在一定程度上降低一般的耐蝕性。不過(guò),正如強調的那樣,在800—1500°F(427—816°C)溫度范圍退火不會(huì )產(chǎn)生晶間侵蝕的敏感性。

      如要得到最大的延性,建議在1800—2000°F(928—1093°C)的較高溫度范圍內退火。

      在用Cr-Ni不銹鋼加工設備時(shí),要采用穩定的鋼種,最大限度地防止碳化物析出。必須識別Nb和Ti穩定能力的不同,Nb是比Ti更容易生成碳化物的元素。因此使用321鋼種的穩定性及保護作用可能不太明顯。

      如果要求321鋼種具有最大的耐蝕性,必須采用稱(chēng)作穩定退火的防腐蝕改善措施。將材料加熱到1550-1650DF(843-899DC),根據厚度不同,時(shí)間可長(cháng)達5小時(shí)。這個(gè)范圍在碳化鉻形成溫度之上,高得足以分解和固溶以前形成的所有碳化物。此外,這個(gè)溫度會(huì )使Ti和C結合,形成無(wú)害的碳化物。其結果是Cr會(huì )還原成固溶體而C不得不與Ti結合成無(wú)害碳化物。

      如果在氧化性氣氛中進(jìn)行熱處理,退火后要在硝酸和氫氟酸混合除銹液中除去氧化物,而這些酸必須從材料表面徹底沖洗掉。

      清洗

      盡管不銹鋼具有耐蝕性,也應小心加工和使用,即使在正常使用條件下也要維護其表面狀況。

      焊接時(shí)采用惰性氣體保護工藝,焊接所產(chǎn)生的氧化皮和熔渣用不銹鋼絲刷清除。普通的碳鋼刷會(huì )在表面留下碳鋼顆粒,最終使表面生銹。對于更為嚴格的應用要求,焊接區要用如硝酸和氫氟酸混合液那樣的除銹液處理,除去氧化膜色,并且必須隨即用水沖洗。

      當材料在內陸、輕工業(yè)或較為溫和的條件下使用,極少需要維護。只有遮蔽區偶爾要用加壓水流沖洗。在海洋或重工業(yè)區,可經(jīng)常用水除去有損于不銹鋼表觀(guān)的鹽分和污垢沉積。

      頑固的斑點(diǎn)和沉積物像焚燒后的食品,可用無(wú)磨損的清潔劑和纖維刷、海綿或不銹鋼棉洗滌。但不銹鋼棉會(huì )在光滑的不銹鋼表面留下永久的痕跡。

      不銹鋼在許多使用場(chǎng)合需要定期清洗和消毒。設備要用特制的氫氧化鈉、有機溶劑或酸溶液如磷酸或氨基磺酸清洗(強還原性酸,如氫氟酸或氫氯酸可能對這些不銹鋼有害)。必須排出清洗液并用淡水徹底漂清不銹鋼表面,如果殘留的溶液長(cháng)期與不銹鋼表面接觸,會(huì )使其變壞。

      提高設計性能有助于不銹鋼的可清潔性,帶圓角、倒角和裂縫很少的設備更易于做如焊縫打磨和表面拋光那樣的清潔工作。

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