1、双相不锈钢 2205 化学成分及用途双相不锈钢 2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化学成份% 牌号 C Mn P S Si Ni Cr Mo N 2205 0.030 2.0 0.03 0.02 1.0 4.5-6.5 21-23 2.5-3.5 0.08-0.2 双相不锈钢 2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的机械性能 牌号 温度/ 状态 屈服强度 b(ksi) 抗拉强度 0.2(ksi) 伸长率 标距 2in 或 50mm(或 4D）,% 2205 的板 70oC/退火 75 105 352205 的板 200oC/退火 50 90 2205 的板 4
2、00oC/退火 45 80 2205 的板 600oC/退火 40 79 双相不锈钢 2205 的用途：用于炼油, 化肥,造纸,石油,化工 等耐海水耐高温浓硝酸等 的热交换器和冷淋器及器件一般属性2205 双相不锈钢是由 22%铬 ,3%钼及 5-6%镍氮构成的双相不锈钢。它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。抗腐蚀能力均匀腐蚀由于铬含量（22%），钼（3%）及氮含量（0.18%）,2205 的抗腐蚀特性在大多数环境下优于 316L 和 317L。局部抗腐蚀2205 中铬、钼及氮的含量使其在氧化性及酸性的溶液中, 对点腐蚀及隙腐蚀具有很强的抵抗能力。在含 2000p
3、pm 氯化物的硫酸溶液中的腐蚀曲线 4 mpy (0.1 mm/yr)抗应力腐蚀不锈钢的双相微观结构有助于提高不锈钢的抗应力腐蚀龟裂能力。在一定的温度、应张力、氧气及氯化物存在的情况下,奥氏体不锈钢会发生氯化物应力腐蚀。由于这些条件不易控制，因此 304L、316L 和 317L 的使用在这方面受到限制。抗腐蚀疲劳2205 合金的高强度及抗腐蚀能力使其具有很高的抗腐蚀疲劳强度。加工设备易受腐蚀环境和加载循环的影响，2205 的特性非常适合这样的应用。采用 AvestaPolarit 蚀损电池测得 1M NaCl 中蚀损临界温度。在 10% FeCl36H2O 中的隙腐蚀临界温度湿处理磷酸中的均
4、匀腐蚀腐蚀率 , ipy等级 溶液 A, 1401/4F 溶液 B, 1201/4F2205 3.1 3.9316L 200 200904L 47 6.3成份, wt %P2O5 HCl HF H2SO4 Fe2O3Sol A 54.0 0.06 1.1 4.1 0.27Sol B 27.5 0.34 1.3 1.72 0.4成份, wt %P2O5 Al2O SiO2 CaO MgOSol A 54.0 0.17 0.10 0.20 0.70Sol B 27.5 0.01 0.3 0.02 -应力腐蚀龟裂等级 沸腾的 42% MgCI2 Wick Test 沸腾的 25% NaCI2205
5、F P P254 SMO F P PType 316L F F FType 317L F F FAlloy 904L F F or P F or PAlloy 20 F P P(p=通过 F=未通过)化学成分平均值 (重量 %) C Cr Ni Mo N Others0.020 22.1 5.6 3.1 0.18 S=0.001PREN = Cr% = 3.3 Mo% = 16 N% 34机械特性室温下机械特性ASTM A 240 平均值屈服强度(0.2%), ksi 65 最小值 74抗拉强度, ksi 90 最小值 105延展率, % 25 最小值 30硬度 HB 293 最大值 256高
6、温下抗拉性能温度?F 122 212 392 572屈服强度(0.2%), ksi 60 52 45 41抗拉强度, ksi 96 90 83 81物理特性温度F 68 212 392 572密度 lb/in3 0.278 - - -弹性模量 psi x 106 27.6 26.1 25.4 24.9线膨胀(681?4F-T) 10-6/F - 7.5 7.8 8.1导热系数 Btu/h ft. F 8.7 9.2 9.8 10.4热容量 Btu/lb/F 0.112 0.119 0.127 0.134电阻率 in x 10-6 33.5 35.4 37.4 39.4结构2205 的化学成分在
7、经过 1900/1922F (1040/1080C)固熔退火处理后,可获得理想的微观结构 50 / 50 。如果热处理的温度高于 2000F ,可能会导致铁素体成分的增加。像其他的双相不锈钢一样,2205 合金易受金属间相析出的影响。金属间相在 1300F 和 1800F之间析出,在 1600F 温度下,其析出速度最快。因此,我们需对 2205 进行试验，确保无金属间相，,试验参考ASTM A 923。加工热成形我们建议成形应尽量在 600F 温度以下进行。在进行热成形处理时,整个工件应整体受热,应在 1750F 到2250F 的温度范围内进行 ,2205 合金在此温度下非常柔软。如果温度过高
8、,2205 合金易于热撕裂。如果低于此温度,奥氏体就会发生断裂。低于 1700F 时,由于温度和形变的影响,金属间相会很快形成。热成形进行完后,应立即对其在最低为 1900F 的温度下进行固熔退火,并进行淬火来还原其相位平衡、韧性及抗腐蚀能力。我们不建议进行应力消除,但如果必须这样做,材料应在最低为 1900F 的温度下进行固熔退火,然后迅速冷却,进行水淬火。冷成形2205 合金可以进行切割和冷成形。然而,由于 2205 合金自身的高强度及硬度,它比奥氏体钢铁更需要进行冷成形,也正因为它的高强度,要充分考虑到回弹的因素。热处理2205 合金应在最低为 1900F 的温度下进行退火处理,然后迅速
9、冷却,进行水淬火。这项处理应用于固熔退火及应力解除。应力解除处理如在低于 1900F 的温度下进行,容易导致有害的金属或非金属相位的析出。机械切削性在高速的机床上,2205 合金的进给率和切削速度和 316L 是一样的。如果采用炭化刀,切割速度与 316L 相比降低了大约 20%,机器设备及其部件的性能在此起着关键性的作用。焊接2205 合金的焊接性很好。2205 合金所要达到的性能为焊接金属和热变质部分仍然保持和基底金属同样的抗腐蚀能力、强度及韧性。2205 的焊接难度不大,但需设计其焊接程序,以便焊接后,可以保持良好的相位平衡状态,避免有害的金属相位或非金属相位的析出。2205 可在以下设
10、备中进行焊接: GTAW (TIG); GMAW (MIG); SMAW (“stick” electrode);SAW; FCW; and PAW.抗腐蚀能力均匀腐蚀SAF 2507 的较高的铬及钼含量使其对有机酸如甲酸、乙酸等具有较强的抗整体腐蚀的能力。SAF2507 合金对无机酸,尤其是那些包含氯化物的无机酸也具有较强的抗腐蚀能力。和 904L 相比,SAF2507 对稀释的混有氯根离子的硫酸具有更强的抗腐蚀能力。904L 是奥氏体状态的合金,专用于抗纯硫酸腐蚀。316L 等级不能用于盐酸环境中,它可能会遭到局部腐蚀或整体腐蚀。SAF2507 可以用于稀释的盐酸环境里,具有较强的抗点腐蚀
11、及抗隙腐蚀的能力。在含有 2000ppm 氯离子的硫酸中的等腐蚀曲线 0.1 mm/year在盐酸中的等腐蚀曲线 0.1 mm/year,虚线代表沸点。在 1m NACI 中,各种合金的临界蚀损温度各种合金在 10% FeCl3 中的临界裂隙腐蚀温度粒间腐蚀SAF 2507 较低的碳含量大大地降低了在热处理时晶间中的碳化物沉淀的风险,因此,这个合金具有很强的抵抗与碳化物相关的晶间腐蚀的能力。应力腐蚀龟裂SAF 2507 的双相结构使其具有较强的抗应力腐蚀龟裂的能力。由于其较高的合金含量,SAF 2507 的抗腐蚀能力及强度均优于 2205。SAF2507 特别适用于海上石油天然气的开采设备。点
12、腐蚀测验钢铁产品在含有氯化物的溶液中的抗点腐蚀能力的方法有很多种, 以上的数据是根据 ASTM G61 上所提到电化学技术进行检验得出的。高性能的不锈钢在 1M 氯化钠溶液中的点腐蚀临界温度是有规定的。实验结果证明了 SAF 2507 的卓越的抗点腐蚀的能力。各个等级的测验数据由深灰的颜色表示。隙腐蚀裂缝在建筑等方面几乎是不可避免的,这使得不锈钢在氯化物的环境里更易受到腐蚀。SAF 2507 具有很强的抗裂缝腐蚀的能力。SAF 2507 和其它高性能不锈钢产品抗裂缝腐蚀的临界温度如上图所示。在含有 2000ppm 氯离子的硫酸中的等腐蚀曲线 0.1 mm/year 在盐酸中的等腐蚀曲线 0.1
13、 mm/year,虚线代表沸点。在 1m NACI 中,各种合金的临界蚀损温度 各种合金在 10% FeCl3 中的临界裂隙腐蚀温度返回顶部化学成分平均值(重量 %) C Cr Ni Mo N 其他0.020 25 7 4.0 .27 S=0.001PREN = Cr% + 3.3 Mo% + 16 N% 40返回顶部机械性能机械及物理性能 SAF 2507 具有很高的抗拉强度、冲击强度及较低的热膨胀系数和较高的导热性。这些特性适用于很多结构零件及机械部件。SAF 2507 在较低的及较高的温度下的机械性能如下图所示。所有的实验数据都是测试退火及淬火处理后的样品得出的数据。SAF 2507 不
14、宜长期置于高于 570F 的温度环境下,这样可能会减弱其韧性。以下表格中的数据仅适用于经过锻造的产品,其不应被看作为最大值或最小值,除非有特别的说明。机械特性极限抗拉强度, ksi 116 最小值0.2% 残余屈服强度, ksi 80 最小值1%残余屈服强度 0.2%, ksi 91 最小值延伸率% 15 最小值硬度,落氏 C 32 最大值冲击能,ft-lbs 74 最小值低温冲击特性温度F RT 34 -4 -40Ft-lbs 162 162 155 140温度F -76 -112 -148 -320Ft.-lbs. 110 44 30 7高温抗拉特性温度F 68 212 302 392 4
15、820.2% 残余屈服强度, ksi 80 65 61 58 55极限抗拉强度, ksi 116 101 98 95 94物理特性密度 lb/in3 0.28弹性模量 psi x 106 29热膨胀系数 68-212?F/?F x10-6/F 7.2导热系数 Btu/h ft F 8.7热容量 Btu/lb/F 0.12电阻率 -in x 10-6 31.5返回顶部加工热成形SAF 2507 热成形应在 1875F-2250F 这一温度范围内进行,之后应立即在不低于 1925F 的温度下进行固溶退火，然后迅速水淬。冷成形很多常用的不锈钢成形方法都适用于 SAF 2507. 和奥氏体等级不锈钢相
16、比,这个合金具有更高的屈服强度及更低的延展性。因此,加工商认为有必要增强成形力度,增大弯曲半径,还要考虑到反弹的因素。和奥氏体等级相比,2507 的拉制,拉伸成形等工艺更难操作。当成形需要 10%或更多冷变形时 ,我们建议对其进行固溶退火和淬火处理。热处理SAF 2507 在热成形或冷成形后均应进行固溶退火和淬火处理。固溶退火的温度不应低于 1925F,随后应立即进行气冷或水冷淬火。为了得到理想的抗腐蚀能力,热处理后的产品还要经过酸洗和漂洗。返回顶部焊接SAF 2507 的焊接性很好,可以通过以下方法进行焊接: SMAW, GTAW, PAW, FCW, or SAW. 焊接 SAF 2507
17、 时,建议使用 2507/P100 金属, 它会构成适当的双相结构。不必对 SAF 2507 进行预热, 除非你想阻止冷金属的浓缩. 中间焊接温度不应超过 300F ,不然, 焊接的完整性就会受到的影响. 根部应用氩或 90% N2/10% H2 净化气体加以屏蔽 , 以便保证其最强的抗腐蚀能力.,后者的效果会更好一点.如果只对一面进行焊接, 焊接后不可能对其进行清洗. 我们建议采用 GTAW 作为根部焊道,如果没有填充金属,GIAW 和 PAW 无法进行,除非可以在焊接后对其进行清洗。若供热为 5-38 kJ/in.应采用 SMAW or GTAW。若供热为 50kJ/in.,应采用 SAW
18、。一般属性合金 316（UNS S31600）, 316L(S31603), 317L(S31703) 是以钼为基础的奥氏体不锈钢, 与常规的铬- 镍奥氏体如 304 合金相比，具有更好的抗一般腐蚀及点腐蚀、 裂隙腐蚀性。这些合金具有更高的延展性、抗应力腐蚀性能、耐压强度及耐高温性能。在要求更佳抗一般腐蚀和点腐蚀性能的应用中，317L 比 316 或 316L 更受欢迎，因为 317L 含钼量达 3-4，316 和 316L 的含钼量只有 2-3。316 合金和 316L 和 317L 铜-镍-钼合金还具有奥氏体不锈钢的典型特征，即良好的加工性及成形性。返回顶部化学成分化学成分 ASTM A2
19、40, ASME SA-240 如下表所示重量百分比除特别说明外，表中所列为最大值成分 Alloy 316 Alloy 316L Alloy 317L碳 0.08 0.030 0.030锰 2.00 2.00 2.00硅 0.75 0.75 0.75铬 16.0018.00 16.0018.00 18.0020.00镍 10.0014.00 10.0014.00 11.0015.00钼 2.003.00 2.003.00 3.004.00磷 0.045 0.045 0.045硫 0.030 0.030 0.030氮 0.10 0.10 0.10铁 Balance Balance Balance
20、返回顶部耐腐蚀一般腐蚀和 18-8 不锈钢相比，316，316L 和 317L 在大气环境下和其他温和环境下具有更佳的耐腐蚀性。一般来说，不腐蚀 18-8 不锈钢的媒介，都不会腐蚀含钼的等级。唯一例外的是高氧化性酸，如硝酸，含钼的不锈钢对这种酸的耐腐蚀性较弱。在硫酸溶液中，316 和 317L 比其他铬-镍类型的等级具有更良好的耐腐蚀性。在温度高达 120F（38C）的条件下，这两个等级对高浓度溶液都有良好的耐腐蚀性。当然，使用期间的测试是必不可少的，因为作业条件和酸性污染物可能严重影响腐蚀速率。浓缩含硫气体时，这两种等级比其他类型的不锈钢具有更好的耐腐蚀性。然而，在这样的应用中，酸浓度对腐蚀
21、速率的影响相当大，这一因素要慎重考虑。含钼不锈钢 316 和 317L，对其他各种环境都有一定的耐腐蚀性。以下的腐蚀数据表明，这些合金在沸腾的 20%磷酸溶液中，表现出优越的耐腐蚀性。它们也被广泛应用于处理热有机酸和脂肪酸。食物，医药产品的制造和处理，通常用到含钼的不锈钢，因为要尽量减少金属污染。一般来说，在相同的环境条件下，316，316L 可以看成和 317L 的性能相当。但是在可以引起焊接，热影响区晶间腐蚀的环境下，例外。在这样的媒介，316L 和 317L 更常被选用，因为含碳量低，可以提高耐晶间腐蚀性。在沸腾溶液中的耐腐蚀性每年腐蚀速率(mm/y)Alloy 316L Alloy 3
22、17L煮沸测试 BaseMetal WeldedBaseMetal Welded20% 0.12 0.12 0.48 0.36乙酸 (0.003) (0.003) (0.012) (0.009)45%甲酸23.4(0.594)20.9(0.531)18.3(0.465)24.2(0.615)1%盐酸0.96(0.024)63.6(1.615)54.2(1.377)51.4(1.306)10%草酸48.2(1.224)44.5(1.130)44.9(1.140)43.1(1.094)20%磷酸0.60(0.15)1.08(0.027)0.72(0.018)0.60(0.015)10%氨基磺酸12
23、4.2(3.155)119.3(3.030)94.2(2.393)97.9(2.487)10%硫酸635.3(16.137)658.2(16.718)298.1(7.571)356.4(9.053)10%硫酸氢钠71.5(1.816)56.2(1.427)55.9(1.420)66.4(1.687)50%氢氧化钠77.6(1.971)85.4(2.169)32.8(0.833)31.9(0.810)点腐蚀/隙腐蚀铬，钼，氮含量增加，可以提高奥氏体不锈钢在氯化物或其他卤素离子环境下的耐点腐蚀/隙腐蚀性。点腐蚀通过 PREN（点蚀当量）来计算，PRE = Cr+3.3Mo+16N。316，316L
24、 的 PREN=24.2， 304 的 PREN=19.0, 这就反映了 316（或 316L）耐点腐蚀性比 304 好。317L，钼含量达 31%，PREN=29.7 ，说明比 316 耐点腐蚀性更好。304 不锈钢在含 100ppm 氯化物的水环境下，具有耐点腐蚀和耐隙腐蚀性。含钼的 316 和 317L，分别在含2000ppm 和 5000ppm 氯化物的水环境下，具有耐点腐蚀和耐隙腐蚀性。尽管这两种合金在海水环境下（氯化物含量 19000ppm）使用取得一定成效，但是不建议这样使用。2507 合金，钼含量 4%，铬含量 25%，镍含量7%是专门用于咸水环境的。316，317L 只适用某
25、些海洋环境的应用，如船只导轨，海洋附近建筑物外墙等。316，317L 合金在 100 小时 5%盐雾测试中，都没有出现腐蚀（ASTM B117）粒间腐蚀316，317L 合金暴露在 800F 至 1500F (427C 至 816C)温度下，可能引起碳化铬在晶界沉淀。这类不锈钢暴露在苛刻环境下，容易形成粒间腐蚀。但是短暂暴露的时候，如焊接时， 317L 由于较高的铬，钼含量，比316 更能抵御粒间腐蚀。当焊接厚度超过 11.1mm 时，即使是 317L 合金，也需要做退火处理才行。如果焊接后不能做退火处理或需要做低温应力消除处理时，采用 316L 和 317L 可以有效避免粒间腐蚀。在焊态和暴
26、露在 800 to 1500F (427 to 826C)温度范围内，这两种合金有耐腐蚀性。需要做应力消除处理的容器，在此温度范围内做短时间处理，不会影响金属正常的耐腐蚀性能。L 等级的大型钢材经过退火后，无需做高温加速冷却处理。316L，317L 和对应的高碳含量合金相比，具有同等的耐腐蚀性和机械性能，在容易产生粒间腐蚀的应用中，这两种合金更是具有额外的优势。在焊接和应力消除遇到的短暂热力，尽管不足以引起粒间腐蚀，但是值得注意的是，连续或者长期暴露在 800 到 1500F (427 到 826C)的温度范围内，对这两种合金来说都是有害的。在 1100 到 1500F (593 到 816C
27、)温度范围下做应力消除处理，可能对这类合金引起轻微脆裂。粒间腐蚀测试腐蚀率, Mils/Yr (mm/a)ASTM A262 评估测试 Alloy 316Alloy 316LAlloy 317LPractice B基焊金属焊接后36 (0.9)41 (1.0)26 (0.7)23 (0.6)21 (0.5)24 (0.6)Practice E基焊金属焊接后No Fissures on BendSome Fissureson Weld (unacceptable)No FissuresNo FissuresNo FissuresNo FissuresPractice A基焊金属焊接后Step S
28、tructureDitched (unacceptable)Step StructureStep StructureStep StructureStep Structure应力腐蚀龟裂在卤化环境下，奥氏体不锈钢容易受应力腐蚀龟裂的影响。尽管 316，317L 由于含有钼，比 18Cr-8Ni 合金一定程度上具有较好的耐应力腐蚀龟裂性，但是它们仍然是比较容易受影响的。产生应力腐蚀龟裂的条件包括：（1）卤化物的存在（一般来说是氯化物）；（2）残余张应力；（3）温度超过 120F (49C)。焊接过程中，冷变形或热循环可以产生应力。退火，应力消除热处理可以有效减少应力，因此，减低了材料对卤化物应力腐
29、蚀龟裂的敏感性。低碳的 L 等级，在耐应力腐蚀龟裂方面没有特殊优势，但是在应力消除状态下作业时，L 等级是仍然是首选，因为这样的环境下可能引起粒间腐蚀。卤化物（氯化物应力腐蚀测试）U 型弯曲（高度受压）样品测试Alloy 316 Alloy 316L Alloy 317L42% 氯化镁，沸腾断裂,424 小时断裂21-45 小时断裂72 小时33%氯化锂， 断裂 断裂 断裂沸腾 48-569 小时21-333 小时22-72 小时26% 氯化钠，沸腾断裂530-940 小时无断裂1002 小时断裂小时40% 氯化钙，沸腾断裂144-1000 小时- -暴露在海边环境，周围温度无断裂 无断裂 无
30、断裂返回顶部抗氧化性316，317L 具有良好的抗氧化性，在大气环境下，温度即使到达 1600 至 1650F (871 至 899C)，锈皮产生率也比较低。一般来说，316 的性能稍次于 304 不锈钢，因为 304 的铬含量稍高（18%，316 铬含量 16%）。氧化率通常受大气和作业环境所影响，因此无法提供确切的氧化率供参考。返回顶部物理性能结构适当退火后，316，317 合金主要是奥氏体。少量铁素体或许会出现。当从 800 至 1500F (427 至 816C),慢慢冷却，会产生碳化物沉淀，这时结构由奥氏体和碳化物构成。熔化范围: 2450 to 2630F (1390 to 144
31、0C)密度: 0.29 lb/in 3 (8.027 g/cm3)抗拉弹性模数: 29 x 10 6 psi (200 Gpa)剪切模量: 11.9 x 10 6 psi (82 Gpa)线性热膨胀系数温度范围 系数F C in/in/F cm/cm/C68 - 212 20 - 100 9.2 x 10-6 16.5 x 10-668 - 932 20 - 500 10.1 x 10-618.2 x 10-668 - 183220 - 100010.8 x 10-619.5 x 10-6热传导温度范围F CBtuin/hrft2F W/mK68 - 21220 - 100100.8 14.6
32、金属的总传导系数除了由金属的热传导性决定以外，还取决于其他因素。18-8 合金不锈钢具有保持表面清洁的性能，和其他热传导系数高的金属相比，18-8 合金的热传导性能往往更好。比热F C Btu/lbF JkgK68 20 0.108 450200 93 0.116 485电阻率68F 时数据 (20C)合金Microhm-in. Microhm-cm.316 29.1 74.0317 31.1 79.0磁导率奥氏体不锈钢在退火状态和完全奥氏体状态下是无磁性的。316，317L 在退火状态下，在 200H 情况下，磁导率一般低于 1.02。冷变形材料的磁导率因金属成分的不同和冷变形程度的不同而有
33、所不同，但是通常来说，都比退火材料的磁导率高。返回顶部机械性能室温下的机械性能已退火的 316，316L，317L 奥氏体不锈钢板，ASTM 标准 A240, ASME 标准 SA-240，要求的最低机械性能如下表所示：性能 ASTM A240 和 ASME SA-240 要求的最低机械性能Alloy 316 (S31600)Alloy 316L (S31603)Alloy 317L (S31703)屈服强度0.2% 抵消psi (MPa)30,000(205) 25,000(170) 30,000(205) 极限抗张强度psi (MPa)75,000(515)70,000(485)75,00
34、0(515)延伸率百分比（2英寸或51mm）40.0 40.0 40.0硬度，最大，（布氏硬度） (RB)217(95)217(95)217(95)冷作的作用奥氏体合金在室温或者微升温环境下冷变形，可增加强度，但是同时也降低了延伸率。316，316L，317L 的平轧产品通常是退火状态下的。成分分析（请看脚注）合金 C Mn Cr Ni Mo316 0.051 1.65 17.33 13.79 2.02316L 0.015 1.84 16.17 10.16 2.11317L 0.025 1.72 18.48 12.75 3.15升温情况下拉伸性能短暂升温时，316，316L，317L 的抗拉性
35、能如下表所示成分分析（请看脚注）合金 C Mn Cr Ni Mo316 0.080 1.5 17.78 12.5 2.46316L 0.015 1.84 16.17 10.16 2.11317L 0.025 1.72 18.48 12.75 3.15316（样本抗拉测试程序）测试温度 屈服强度0.2% 抵消 极限抗张强度F C psi MPa psi MPa68 20 42,000 292 82,000 568200 93 - - 75,600 521400 204 - - 71,400 492600 316 - - 71,150 491800 427 26,500 183 71,450 49
36、31000 538 23,400 161 68,400 4721200 649 22,600 156 50,650 3491400 760 - - 30,700 2121600 871 - - 18,000 124测试温度F C延伸 面积缩小 百分比68 20 68.0 81.0200 93 54.0 80.0400 204 51.0 78.0600 316 48.0 71.0800 427 47.0 71.01000 538 55.0 70.01200 649 24.0 32.01400 760 26.0 35.01600 871 47.0 40.0应力破坏和蠕变特性温度在 1000F (5
37、38C)以上，奥氏体不锈钢应注意蠕变和应力破坏，蠕变强度和应力破坏强度在不同研究者的报告中有不同的数值。冲击阻力已退火的奥氏体不锈钢即使在低温条件下，仍然能保持较高的冲击阻力，再加上低温硬度和加工性等特性，因此被广泛应用于低温环境下作业。夏氏 V 形冲击试验的数据如下表所示：温度 能量吸收F C Ft-lb J75 23 65 - 100 88 - 134疲劳强度金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。奥氏体不锈钢的疲劳强度一般来说是抗拉强度的 35%。在实际作业中，疲劳强度也会受其他因素影响，如：腐蚀情况，应力形式，表面平滑度等。因此，无法给出疲劳极限的确切
38、数值。返回顶部热处理退火退火状态下的奥氏体不锈钢可以直接使用。在加工中或加工后，可能需要做热处理，用于去除冷成型产生的副作用和溶解沉淀的碳化铬。316，317L 固溶退火在 1900 至 2150F (1040 至 1175C)温度范围内完成，然后根据材料的厚度，决定进行空气冷却还是水淬。材料要迅速从 1500 至 800F (816 至 427C)冷却下来，避免碳化铬再沉淀以及提供最佳的耐腐蚀性。材料从退火温度冷却到暗热的时间应少于 3 分钟。316，317L 不能通过热处理硬化。锻造初始 2100 - 2200F (1150 - 1205C)结束 1700 - 1750F (927 - 9
39、55C)返回顶部加工奥氏体不锈钢，包括 316，317L，通常被加工成各种各样的部件。加工方法有穿孔，成形等，所用设备和加工碳钢的设备基本上一样。奥氏体不锈钢的良好延展性，通过弯曲，拉伸，深拉等方法，很容易达到成形。然而，奥氏体不锈钢本身强度和硬化性能较大，因此加工奥氏体不锈钢的功率要求比碳钢大得多。焊接奥氏体不锈钢被认为是最容易焊接的不锈钢，可以用所有的融合物焊接，也可以进行电阻焊接。焊接点要考虑两个重要因素 1）避免硬化裂纹；2）保持焊口和热影响区的耐腐蚀性。焊接完全奥氏体结构的金属，在焊接操作中更容易形成裂纹。因此，316，316L，317L 合金中添加了少量的铁素体，降低材料的裂纹敏感
40、性。在腐蚀环境下使用的焊接件，建议使用低碳的 316L 和 317L 焊基金属和焊料。焊接金属含碳量越高，越容易产生碳化物沉淀（敏化作用），这可能导致粒间腐蚀。低碳的 L 等级，可以有效降低和避免敏化作用。高钼含量的焊堆在苛刻的环境下，由于钼的微偏析，可能导致耐腐蚀性下降。要克服这种副作用，应该提高焊料的钼含量。317L 在某些苛刻的应用中，焊堆的钼含量要达到 4%或者更高。904L 合金（AWS ER 385, 4.5% Mo）或 625 合金（AWS ERNiCrMo-3, 9% Mo）常被用做这种焊料。在焊接区域应该避免铜和锌的污染，因此这两种成分会形成低熔点的化合物，导致焊接裂纹。般属
41、性合金 304 (S30400), 304L (S30403), and 304H (S30409)的不锈钢是 18铬，8镍奥氏体合金的几种变体，是不锈钢家族中最常见和最常用的合金。因为这些合金具有以下一种或多种属性，因此可以用作各种应用。属性包括：耐腐蚀 防止产品污染 抗氧化 易于加工 良好的成形性 外观精美 易于清洁 高强度、低重量 低温环境下，良好的强度和韧性 已存在多种产品形式 每种合金都很好地结合了耐腐蚀性和良好的加工性。性能的良好结合是这种合金被广泛使用的原因，几乎占全美国不锈钢产量的一半。18-8 不锈钢，主要是 304，304L，304H ，以多种形式存在，包括片，条和板。这些
42、合金通常用于设备的制造，应用的例子包括：食物和饮料，卫生，冷冻，压力容器。氩氧脱碳技术（AOD 技术）以低成本实现了低碳水平， 304 成为了标准合金。304L 用于焊接产品，这些产品作业时可能暴露在会引起不规则腐蚀的环境下。304H 合金是 304 的改良品，它的碳含量在 0.04-0.10 之间，对于要暴露在温度 800F 以上的零件，采用 304H有助于改善高温下的强度。返回顶部化学成分ASTM A240 and ASME SA-240:成分 重量百分比除特别说明外，表中所列为最大 值304 304L 304H碳 0.08 0.030 0.04-0.01锰 2.00 2.00 2.00磷
43、 0.045 0.045 0.045硫 0.030 0.030 0.030硅 0.75 0.75 0.75铬 18.0020.00 18.0020.00 18.0020.00镍 8.010.50 8.012.00 8.010.5氮 0.10 0.10 0.10以上表中的数据仅是典型的成分分析，不能作为最终产品成分的最大值或最小值。具体某一块材料的成分可能与以上数据不一致。返回顶部耐腐蚀均匀腐蚀奥氏体不锈钢 304，304L，304H，在适度的氧化和还原环境下，具有相当的耐腐蚀性。这些合金被广泛用于加工和处理食物饮料，奶制品的设备和器具。热交换器，管道，油罐，和其他与淡水接触的加工设备都可以采用
44、这些合金。这些合金的铬含量是 18-19，在氧化环境下具有抗氧化性。下表是 304 合金在稀硝酸环境下的氧化率。% 硝酸 温度F (C) 腐蚀率Mils/Yr (mm/a)10 300 (149) 5.0 (0.13)20 300 (149) 10.1 (0.25)30 300 (149) 17.0 (0.43)304，304L，304H 对中度有机酸（如醋酸）和还原酸（如磷酸）也具有抵抗性。 18-8 合金镍含量 9-11，能抵抗中度还原环境。更高还原性的还原环境（如沸腾的稀盐酸和硫酸），对于这些材料来说，攻击性就太强了。某些情况下，低碳含量的 304L 合金比高碳含量的 304 合金的腐蚀
45、率低。从甲酸，氨基磺酸，氢氧化钠得到的数据印证了这一点。除此以外，304，304L，304H 在大多数腐蚀环境下的性能都是相同的。一个值得注意的特例是：在足以引起焊接和热影响区粒间腐蚀的环境中，更倾向使用 304L 合金，因为它的低碳含量有助于抵抗粒间腐蚀。粒间腐蚀18-8 奥氏体不锈钢暴露在 800F 至 1500F (427C 至 816C)温度下，可能引起碳化铬在晶界沉淀。这类不锈钢暴露在苛刻环境下，容易形成粒间腐蚀。304 合金中的碳成分导致其在气焊和热影响区焊接过程中的热状态下，产生敏化。因此，材料在焊后状态使用的情况下，通常选用碳含量较低的 304L 合金。低碳含量延长了碳化铬沉淀
46、到危害水平的时间，但是材料长期处于沉淀温度范围内，并不是完全消除这种沉淀。粒间腐蚀测试腐蚀率, Mils/Yr (mm/a)ASTM A262评估测试 304 304LPractice E基焊金属焊接后弯曲无龟裂焊接有一些龟裂(不接受)无龟裂无龟裂Practice A基焊金属焊接后级别结构起沟(不接受)级别结构级别结构应力腐蚀龟裂304，304L，304H 合金是奥氏体不锈钢中最容易发生应力腐蚀龟裂的（ SSC），因为他们的镍含量相对低。引起应力腐蚀龟裂的条件有：（1）卤化物离子的存在（通常是氯化物），（2）残余的张力，（3）温度超过120F (49C)。合金成形过程中的冷变形，拉幅成管板，焊
47、接操作等都可以产生应力。退火，冷变形后的消除应力热处理都可减少应力，因而降低了卤化物应力腐蚀龟裂可能性。在可能引起粒间腐蚀的环境中，低温退火状态下作业，最好选择低碳的 304L 合金材料。卤化物 (氯化物应力腐蚀测试)U 型弯曲（高度受压）样品测试30433% 氯化锂,沸腾基焊金属焊接后断裂，14-96 小时断裂，18-90 小时26% 氯化钠,沸腾基焊金属焊接后断裂，142-1004 小时断裂，300-500 小时40% 氯化钙, 沸腾基焊金属 断裂，144 小时- 周围环境 暴露在海边环境基焊金属焊接后无断裂无断裂点腐蚀/隙腐蚀18-8 合金被非常成功地应用在氯离子含量低的淡水中。一般来说
48、，尤其是有缝隙出现的情况下，18-8 合金的极限是 100ppm 的氯化物。高含量的氯化物可能引起隙腐蚀和点腐蚀。在更严厉的条件下，如：低 PH 值，或者高温，则会考虑使用钼含量较高的合金，如 316。18-8 合金也不建议用于海洋环境。返回顶部物理性能密度: 0.285 lb/in3 (7.90 g/cm3)抗拉弹性模数: 29 x 106 psi (200 GPa)线性热膨胀系数：温度范围 系数F C in/in/F cm/cm/C68-212 20-100 9.2 x 10-6 16.6 x 10-618 - 160020 - 87011.0 x 10-619.8 x 10-6热传导：温
49、度范围F CBtu/hr/ft/F W/m/K212 100 9.4 16.3932 500 12.4 21.4金属的总传导系数除了由金属的热传导性决定以外，还取决于其他因素。18-8 合金不锈钢具有保持表面清洁的性能，和其他热传导系数高的金属相比，18-8 合金的热传导性能往往更好。比热：F C Btu/lb/F J/kg/K32-212 0-100 0.12 500磁导率：18-8 合金在退火状态下是无磁性的，磁导率在 200H 的情况下一般低于 1.02。磁导率会因金属的成分不用而有所不同。通过冷作，可以提高磁导率。磁导率冷作百分比304 304L0 1.005 1.01510 1.009 1.06430 1.163 3.23550 2.291 8.480返回顶部机械性能室温下的机械性能已退火的 304 和 304L 奥氏体不锈钢板，ASTM 标准 A240, ASME 标准 SA-240，要求的最低机械性能如下表所示：ASTM A2
