不锈钢的合理选用.docx

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 一般环境中不锈钢的合理选用6.2.1 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、H2sNH3、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、Cl2、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(ClX0.10ppm、[o]W0.01ppm),不锈钢在这种条件下腐蚀率很低，＜0.01mm/%，所以主要牌号有0Cr18Nia0Cr19Ni10、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，如0Cr18Ni10Th00Cr19Ni10等，根据情况不同也要选0Cr18Ni9或316型的医疗器械可选3Cr1&4Cr1&9Cr18等，厨房设备可选0Cr19Ni9灶具可选0Cr17、0Cr17Ti等锅、碗、瓢、勺可选0Cr1&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、00Cr26Moi等，当选不锈钢时，要求海水流速n1.5m/s6.2.3 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w65%W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0Cr13Si4NbRe1Cr17Ni11Si4AlTi等，如果温度超过80c则应该用00Cr17Ni17Si瞪含铝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6.2.4 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0Cr17Ni12M02、00Cr17Ni14Mo2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A4%,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%京添加时，金各银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0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti1Cr24Ni20Mo2Cu30Cr20Ni29Mo3Cu4等主要用于常压，80c以下各种浓度硫酸，浓度90〜98%勺高温浓硫酸中，一般只含Si至U6%,才有满意的结果，如00Cr17Ni17Si&00Cr18Ni20Si6MoCul?,高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，一般会显著提高不锈钢的腐蚀速度，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(<40C,无空气)00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo300Cr18Ni18Mo50Cr18Ni18Mo2Cu2Ti(<50℃)00Cr18Ni14Mo2Cu200Cr20Ni25Mo4.5Cu0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti(<80℃)0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(<80C)0Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb(<80C)n00Cr20Ni25Mo4.5Cu0Cr20Ni29Cu4Mo3(<65c)0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti(<80℃)0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(<80C)0Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb(<80C)m0Cr18Ni18Mo2Cu2Ti(<50℃)00Cr18Ni14Mo2Cu200Cr20Ni25Mo4.5Cu0Cr12Ni25Mo3Cu3Si2Nb0Cr20Ni29Cu4Mo3(<65c)0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti(<65℃)0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(65C)IV1Cr18Ni12Mo2Ti00Cr17Ni14Mo200Cr17Ni14Mo3,00Cr18Ni14Mo2Cu20Cr18Ni18Mo2Cu200Cr18Ni18Mo500Cr20Ni25Mo4.5Cu0Cr20Ni29Cu4Mo30Cr20Ni24Mo3Si3Cu20Cr12Ni25Mo3Cu3Si2NbV1Cr18Ni11Si4Am(<65C),高Si(>6%)不锈钢(<130C)0Cr20Ni24Mo3Si3Cu2(<65C)VI一般不选用不锈钢，但浓度)90%,温度＜130C,可选用含Mo,Cu的高Si(~6%)不锈钢。

例如，国内专利牌号SS920W一般不选用不锈钢，但浓度)90%,温度＜130C,可选用含Mo,Cu的高Si(~6%)不锈钢例如，国内专利牌号SS920皿碳素钢1Cr18Ni9Ti0Cr20Ni29Cu4Mo30Cr20Ni24Mo3Si3Cu2IX1Cr18Ni9Ti0Cr20Ni29Cu4Mo30Cr20Ni24Mo3Si3Cu2X不选用不锈钢6.2.5 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，但含铝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、C-、SQ2-、帚+、Al3+、Mg3+等，其中除常+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,0Cr19Ni13Mo3,00Cr17Ni14Mo300Cr18Ni16Mo500Cr18Ni16Mo5(N)00Cr18Ni14Mo2Cu200Cr18Ni18Mo2Cu2Ti0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti00Cr20Ni25Mo4.5Cun1Cr18Ni9Ti1Cr18Ni12Mo2Ti,0Cr17Ni12Mo20Cr18Ni18Mo2Cu2Ti,00Cr17Ni14Mo2Cu200Cr17Ni14Mo3,00Cr18Ni18Mo50Cr23Ni28Mo3Cu3Ti,00Cr27Ni31Mo3Cu,00Cr26Ni35Mo3CuTim1Cr131Cr17Ni21Cr18Ni9Ti1Cr18Ni12Mo2Ti00Cr17Ni14Mo200Cr18Ni1818Mo500Cr20Ni25Mo4.5Cu00Cr18Ni14Mo2Cu200Cr18Ni18Mo2Cu2Ti0Cr23Ni28Mo3Cu3Ti00Cr26Ni35Mo3CuTi,00Cr27Ni31Mo3CuIV0Cr18Ni12Mo2Ti,0。