耐腐蝕
均勻腐蝕
奧氏體不銹鋼304,304L,304H,在適度的氧化和還原環(huán)境下,具有相當(dāng)?shù)哪透g性。這些合金被廣泛用于加工和處理食物飲料,奶制品設(shè)備和器具。熱交換器,管道,油罐,和其他與淡水接觸的加工設(shè)備都可以采用這些合金。
這些合金的鉻含量是18-19%,在氧化環(huán)境下具有抗氧化性。下表是304合金在稀硝酸環(huán)境下的氧化率
%硝酸
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溫度
°F (°C)
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腐蝕率
Mils/Yr (mm/a)
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10
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300 (149)
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5.0 (0.13)
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20
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300 (149)
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10.1 (0.25)
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30
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300 (149)
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17.0 (0.43)
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304,304L,304H對(duì)中度有機(jī)酸(如醋酸)和還原酸(如磷酸)也具有抵抗性。18-8合金鎳含量9-11%,能抵抗中度還原環(huán)境。更高還原性的還原環(huán)境(如沸騰的稀鹽酸和硫酸),對(duì)于這些材料來說,攻擊性就太強(qiáng)了。即使是半沸騰的,腐蝕性也太強(qiáng)。
某些情況下,低碳含量的304L合金比高碳含量的304合金的腐蝕率低。從甲酸,氨基磺酸,氫氧化鈉得到的數(shù)據(jù)印證了這一點(diǎn)。除此以外,304,304L,304H在大多數(shù)腐蝕環(huán)境下的性能都是相同的。一個(gè)值得注意的特例是:在足以引起焊接和熱影響區(qū)粒間腐蝕的環(huán)境中,更傾向使用304L合金,因?yàn)樗牡吞己坑兄诘挚沽ig腐蝕。
粒間腐蝕
18-8奧氏體不銹鋼暴露在800°F至1500°F (427°C至816°C)溫度下,可能引起碳化鉻在晶界沉淀。這類不銹鋼暴露在苛刻環(huán)境下,容易形成粒間腐蝕。304合金中的碳成分導(dǎo)致其在氣焊和熱影響區(qū)焊接過程中的熱狀態(tài)下,產(chǎn)生敏化。因此,材料在焊后狀態(tài)使用的情況下,通常選用碳含量較低的304L合金。低碳含量延長了碳化鉻沉淀到危害水平的時(shí)間,但是材料長期處于沉淀溫度范圍內(nèi),并不能完全消除這種沉淀。
粒間腐蝕測(cè)試
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ASTM A262
評(píng)估測(cè)試
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腐蝕率, Mils/Yr (mm/a)
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304
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304L
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Practice E
基焊金屬
焊接后
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彎曲無龜裂
焊接有一些龜裂
(不接受)
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無龜裂
無龜裂
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Practice A
基焊金屬
焊接后
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S級(jí)別結(jié)構(gòu) 起溝
(不接受)
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級(jí)別結(jié)構(gòu)
級(jí)別結(jié)構(gòu)
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應(yīng)力腐蝕龜裂
304,304L,304H合金是奧氏體不銹鋼中*容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕龜裂的(SSC),因?yàn)樗麄兊逆嚭肯鄬?duì)低。引起應(yīng)力腐蝕龜裂的條件有:(1)鹵化物離子的存在(通常是氯化物),(2)殘余的張力,(3)溫度超過120°F (49°C)。合金成形過程中的冷變形,拉幅成管板,焊接操作等都可以產(chǎn)生應(yīng)力。退火,冷變形后的消除應(yīng)力熱處理都可減少應(yīng)力,因而降低了鹵化物應(yīng)力腐蝕龜裂可能性。在可能引起粒間腐蝕的環(huán)境中,低溫退火狀態(tài)下作業(yè),*好選擇低碳的304L合金材料。
鹵化物(氯化物應(yīng)力腐蝕測(cè)試)
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測(cè)試
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U型彎曲(高度受壓)樣品
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304
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33%氯化鋰,
沸騰
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基焊金屬
焊接后
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斷裂,14-96小時(shí)
斷裂,18-90小時(shí)
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26%氯化鈉,
沸騰
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基焊金屬
焊接后
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斷裂,142-1004小時(shí)
斷裂,300-500小時(shí)
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40%氯化鈣,
沸騰
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基焊金屬
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斷裂,144小時(shí)
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周圍環(huán)境
暴露在海邊環(huán)境
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基焊金屬
焊接后
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無斷裂
無斷裂
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點(diǎn)腐蝕/隙腐蝕
18-8合金被非常成功地應(yīng)用在氯離子含量低的淡水中。一般來說,尤其是有縫隙出現(xiàn)的情況下,18-8合金的極限是100ppm的氯化物。高含量的氯化物可能引起隙腐蝕和點(diǎn)腐蝕。在更嚴(yán)厲的條件下,如:低PH值,或者高溫,則會(huì)考慮使用鉬含量較高的合金,如316。18-8合金也不建議用于海洋環(huán)境。