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不锈钢是仪表工作中接触到的最常见的钢制材料之一,了解不锈钢知识,有助于帮助仪表人更好的掌握仪表选型和使用。
不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称,耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢,又称不锈耐酸钢。实际应用中,常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢,而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异,前者不一定耐化学介质腐蚀,而后者则一般均具有不锈性。不锈钢的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。
2-1.铁素体钢含铬大于14%的低碳铬不锈钢,含铬大干27%的含碳量的铬不锈钢,以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢,化学成分中形成铁素体的元素占对优势,基体组织为铁素。这类钢在淬火(固溶)状态下的组织为铁素体,退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25,Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高,耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好,但机械性能与工艺性能较差,多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。
不锈钢的耐腐蚀性能一般随着铬含量的增加而提高,当钢中的铬含量Cr≥12%,会在钢的表面形成一层薄,但很致密的氧化膜(通称钝化膜),保护基体被氧化或腐蚀,不锈钢因此具有优良的耐蚀性能。双相不锈钢的分类低合金型,代表牌号UNS S32304(23Cr-4Ni-0.1N),钢中不含钼,PREN值为24-25,在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用。双相不锈钢型,含高钼和氮,标准牌号UNS S32750(25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N),有的也含钨和铜,PREN值大于40,可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐蚀与力学综合性 能,可与奥氏体不锈钢相媲美。
一代双相不锈钢具有良好的性能,但在焊接状态下有限性。焊缝的热影响区(HAZ)由于铁素体过多而韧性低,并且耐腐蚀性明显低于母材。这些限性限制了代双相不锈钢的应用,通常于非焊接状态使用。1968年不锈钢精炼和氩氧脱碳(AOD)工艺的发明,使一系列新不锈钢钢种的产生成为可能。AOD所带来的诸多进步之一便是氮作为合金元素的刻意添加。双相不锈钢的氮合金化使得焊接状态下HAZ的韧性和耐腐蚀性接近于母材成为可能。随着奥氏体稳定性的提高,氮也降低了有害金属间相的形成速率。
同类服役条件下,不锈钢材料实际使用经验是合理选材的重要依据,应予以重视。在许多腐蚀环境下,在没有实际使用经验的条件下,实验室模拟试验数据或现场挂片数据往往是合理选用不锈钢材料的关键数据。