第六章不锈钢的合理选用.doc

第六章 不锈钢的合理选用6.1不锈钢选用时要考虑的因素6.1.1耐腐蚀耐腐蚀性包括不锈性和耐酸、碱、盐等腐蚀介质的性能，以及高 温下抗氧化、抗腐蚀等性能工程中选用不锈钢，主要是为了解决工 程中所遇到的各种腐蚀问题，所以在腐蚀环境中不锈钢的耐腐蚀性能 如何，能否保证设备在使用寿命之内有足够抗腐蚀能力，保证设备安 全运行，是设计者优先考虑的问题，选材时应注意以下几点：1耐蚀性的标准是人为确定的，既不能被它限制死，也不能不理它， 必须根据设备具体使用条件使用要求来确选哪一级做为对腐蚀性的 要求要考虑设备特点、使用寿命、产品质量等的要求，譬如使用过 程中要求光洁镜面或尺寸精密的设备、 仪表部件可选1~3级；要求紧 配合、长期不漏或要求使用年限长的设备， 可选2~5级；对要求不高、 检修方便或要求寿命不很长的设备、部件可选4~7级除特殊情况外， 不锈钢在使用条件下年腐蚀率超过 1mm的一般不选用需要指出的 是，前面10级标准对于产生局部腐蚀时不适用2耐蚀性，不锈性都是相对的，有条件的所谓不锈耐蚀是指在 一定条件下，如介质、浓度、温度、杂质、压力、流速等一定时，材 料锈或不锈，耐蚀或不耐蚀到目前为止，还没有哪种不锈钢在任何环境中均有不锈性、 耐蚀性，只是某个材料，某个牌较适于再某环境使用，有的牌号钢适用范 围小些，有的适用范围大些。

选择条件过高造成工程浪费，选择条件过低，影响设备寿命和安全可靠性3选择不锈钢时既要考虑其一般耐腐蚀性，又要考虑其耐局部腐 蚀的性能特别是在水介质和化工介质中，后者尤为重要使用经验 着证明，导致不锈钢设备、部件突然破坏，局部腐蚀比一般腐蚀危害 更大4在引用各种手册、文献中有关不锈钢的耐腐蚀性数据时应注 意，其中很多是试验数据，与实际介质环境往往有较大出入5不锈钢制设备，如果因腐蚀而失效，应进行原因分析，查明原 因后米取应对措施才能彻底解决6.1.2力学性能力学性能包括强度、硬度、塑性、韧性、疲劳等性能在应用不 锈钢力学性能数据时，要注意这些性能大多是在无强烈腐蚀性介质中 的大气环境中测得的，当处于腐蚀性介质时，这些力学性能，如疲劳 强度就会显著降低，在静拉伸应力和介质作用下，有时会在远远低于 其强度极限的情况下破断所以对于承受重复和交变载荷的设备， 除 作强度设计外，还要求做疲劳设计，对于在低温下工作，并承受冲击 载荷的不锈钢部件，必须考虑低温韧性、脆性，转变温度、低温断裂 韧性；有时还必须考虑其线膨胀系数6.1.3工艺性所谓工艺性，就是不锈钢适应设备制造工艺的能力，譬如：1是否适应经加工后形状、尺寸、精度、光洁度等要求。

2是否适应设备制造所采用的焊接方法3冷热成形性，设备经冷热加工后保证力学性能、耐腐蚀性能的 能力，以及可焊性6.2 —般环境中不锈钢的合理选用621大气环境中的选用农村除某些地方空气潮湿外，污染相对较小、空气比较干净、腐 蚀性较弱，可选用Cr13型或Cr17型不锈钢城市除了大气潮湿外， 空气中海常含有Sq、H2S Nf、NO2及CQ、Cb等气体杂质和灰尘 等悬浮颗粒，这些杂质与水结合后，成为具有腐蚀性介质，所以若在 室内使用，仍可选 Cr13型或Cr17型不锈钢，但在室外 Cr17型不锈 钢则是最低等级牌号，如果是城市工业区， CQ、Cd H2S等有害气体含量较高时，一般选18—8型不锈钢，有特殊要求时可选 17—14 —2 型(316 型)海洋大气中氯离子含量高，如果选用 Cr13型、Cr17型不锈钢，也 会在表面生成薄锈，但极易清除，如能选17—14— 2型不锈钢将会有 很好的效果6.2.2水介质中材料选用不锈钢在水介质中，一般不会因晶间腐蚀而造成破坏，而最常见 的是局部腐蚀，特别是应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀高纯水大量用于核工业中，特别是以水作为冷却介质的沸水和质水核反应堆中由于高纯水中C「和氧含量都很低(C-w 0.10ppm、[o] < 0.01ppm),不锈钢在这种条件下腐蚀率很低， v 0.01mm/ a，所以主 要牌号有 0Cr18Ni9 0Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2等。

淡水(含盐低于0.05%)中即使含有少量C-和饱和氧和其它杂质， 也不至于引起不锈钢的腐蚀问题，因此几乎所有类型不锈钢均可在与 淡水接触的环境中安全工作但一般常选用的是 Cr13型、Cr17型、18—8型，对换热器、冷凝器、冷却器、蒸发器、热交换器等与水接 触的设备，常用的18—8型，女口 0Cr18Ni10Tk 00Cr19Ni10等，根据 情况不同也要选0Cr18Ni9或316型的医疗器械可选3Cr13 4Cr13 9Cr18等，厨房设备可选0Cr19Ni9 灶具可选0Cr17、0Cr17Ti等锅、碗、瓢、勺可选0Cr13 0Cr17,高 档的可选0Cr18Ni9在海水中一般腐蚀不严重，主要破坏形式是点腐蚀、应力腐蚀、 缝隙腐蚀，而且受到含氧量、氯离子浓度、流速的影响，如温度在30C以下可选0Cr17Ni12Mo2、0Cr19Ni13Mo3等不锈钢，如果温度为 40~50C，最好选 00Cr18Ni16Mo5 ( N)、00Cr20Ni25Mo4.5 (N )或 00Cr25Ni17Mo3N 等，或铁素体不锈钢如 00Cr26Mo1、00Cr26Mo1 等， 当选不锈钢时，要求海水流速》1.5m/s。

6.2.3硝酸介质中用不锈钢不锈钢在稀硝酸中具有良好的耐腐蚀性，可以说几乎所有不锈钢 在稀硝酸中均有相当好的耐腐蚀性，如 0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、1Cr18Ni9Ti等，在浓度w 65%稀硝酸中这些钢是用最大的00Cr25Ni6Ti 也有用的，效果也很好浓度超过65%,特别是到85%以上时Cr25Ni20型也不能用，应选 用0Cr13Si4NbRe 1Cr17Ni11Si4AITi等，如果温度超过 80C则应该用00Cr17Ni17Si6等含钼不锈钢一般不用做耐硝酸腐蚀， 但硝酸中含有C-时，为防止 点腐蚀，则常常选含Mo的不锈钢624耐硫酸介质不锈钢硫酸在工业上产量大、用途广，是基本的化工原料，广泛用于国 民经济的各个部门，无论是生产还是使用都会遇到腐蚀问题硫酸虽然是一种含氧酸，但稀的和中等酸度的硫酸的氧化性较弱， 因而属于还原性，浓硫酸，特别是热浓硫酸则具有很强的氧化性在 选用耐硫酸不锈钢时，随硫酸的浓度，使用温度的不同，所选的牌号 也不同0Cr17Ni12Mo2、0 0Cr17Ni14Mo2或 0Cr18Ni12Mo2Ti 等，是可 选用的最低牌号， 00Cr25Ni6Mo2N等双相钢优于含2~3%Mo奥氏体不锈钢，高Mo如》4%,比含2~3%Mo不锈钢更耐硫酸腐蚀。

如 果钢中即含Mo又含Cu时，其耐硫酸腐蚀性能优于仅含 Mo不锈钢， 使用范围也较大当 Mo、Cu、Si(3~4%复添加时，路镍奥氏体钢和 双相钢的耐硫酸腐蚀性更好，使用范围进一步扩大，如 0Cr23Ni28Mo3Cu3T、1Cr24Ni20Mo2Cu3 0Cr20Ni29Mo3Cu4 等主要 用于常压，80C以下各种浓度硫酸，浓度 90~98%的高温浓硫酸中， 一般只含Si至U 6%,才有满意的结果，女口 OOCr17Ni17Si6 00Cr18Ni20Si6MoCu等，咼硅不锈钢在稀硫酸中耐腐蚀性会下降当硫酸中含有杂质，如F、c「存在时，一般会显著提咼不锈钢的 腐蚀速度，当按图6-1各件使用时，钢号选择可按表 6-1图6-1不锈钢在硫酸中的等腐蚀图表6-1 各种不锈钢选择表区域选用不锈钢牌号I0Cr18Ni12Mo2Ti1Cr18Ni12Mo2Ti( < 40 C，无空气)00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo300Cr18Ni18Mo5 0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti( < 50 C) 00Cr18Ni14Mo2Cu2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti( < 80 C) 0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(< 80C) 0Cr12Ni25Mo3Cu3Si 2Nb(< 80C )n00Cr20Ni25Mo4.5Cu0Cr20Ni29 Cu 4Mo3 (< 65C ) 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti( < 80 C) 0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(< 80C) 0Cr12Ni25Mo3Cu3Si 2Nb(< 80C )m0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti( < 50 C) 00Cr18Ni14Mo2Cu2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 0Cr12Ni25Mo3Cu3Si 2Nb 0Cr20Ni29 Cu 4Mo3(< 65C ) 0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti( < 65 C) 0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(65C)IV1Cr18Ni12Mo2Ti00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo3 , 00Cr18Ni14Mo2Cu20Cr18Ni18Mo2Cu200Cr18Ni18Mo500Cr20Ni25Mo4.5Cu0Cr20Ni29 Cu 4Mo30Cr20Ni24Mo3Si3Cu20Cr12Ni25Mo3Cu3Si 2NbV1Cr18Ni11Si4AITi(< 65C )，高 Si( > 6%)不锈钢(< 130C) 0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(<65 C )一般不选用不锈钢， 但浓度》90%,温度w 130C,可选用含Mo,Cu的高Si（〜6%） 不锈钢。

例如，国内专利牌号 SS920vn一般不选用不锈钢， 但浓度》90%,温度w 130C,可选用含Mo,Cu的高Si（~6%） 不锈钢例如，国内专利牌号 SS920別碳素钢1Cr18Ni9Ti0Cr20Ni29 Cu 4Mo30Cr20Ni24Mo3Si3Cu2IX1Cr18Ni9Ti0Cr20Ni29 Cu 4Mo30Cr20Ni24Mo3Si3Cu2X不选用不锈钢625磷酸介质中不锈钢的选用一般的说，在不含杂质的磷酸中，常用的不锈钢基本都能解决它的耐腐蚀问题，但含钼的更高根据使用条件不同（见图 6-2）可按表6-2选择适当的牌号图6-2不锈钢在磷酸中的等腐蚀图在湿法磷酸生产过程中，磷酸应含有各种杂质，如F、Cl、SQ2-、f£+、Al3+、Mg3+等，其中除Fe3+外，均加速不锈钢的腐蚀进程表6-2各区不锈钢选择表区域选用不锈钢牌号I1Cr131Cr17Ti1Cr18Ni9Ti, 00Cr18Ni10, 0Cr19Ni91Cr18Ni12Mo2Ti, 0Cr17Ni12Mo2, 00Cr17Ni14Mo21Cr18Ni12Mo3Ti, 0Cr19Ni13Mo3, 00Cr17Ni14Mo3 00Cr18Ni16Mo5 00Cr18Ni16Mo5 (N) 00Cr18Ni14Mo2Cu200Cr18Ni18Mo2Cu2Ti0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti00Cr20Ni25Mo4.5Cun1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni12Mo2Ti, 0Cr17Ni12Mo20Cr18Ni18Mo2Cu2Ti, 00Cr17Ni14Mo2Cu200Cr17Ni14Mo3, 00Cr18Ni18Mo50Cr23Ni28Mo3Cu3Ti, 00Cr27Ni31Mo3Cu, 00Cr26Ni35Mo3CuTim1Cr131Cr17Ni21Cr18Ni9Ti1Cr18N。