由于不銹鋼類型多,列入標準的牌號多,同時尚有大量廣泛使用的非標準牌號,這些牌號性能各異,因此恰如其分地選擇適用的不銹鋼牌號的難度很大。它涉及到材料學、腐蝕學以及工程學等多種學科的專門知識,除此以外,工程經驗是合理選用不(bu)銹鋼不可缺少的重要條件。
1. 必備條(tiao)件(jian)
對(dui)不銹鋼部件(jian)或設備用材的合理選擇應必備下述條件(jian)和學科知(zhi)識。
①. 服役條件
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼部件或設備的(de)(de)服(fu)役條(tiao)件包括(kuo)腐蝕介質成分、溫度、壓力(li)、受(shou)力(li)狀態、預(yu)期壽命等(deng),是選(xuan)擇適用不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)先決條(tiao)件。充分了(le)解部件的(de)(de)使用條(tiao)件,是合理(li)選(xuan)擇不(bu)(bu)銹(xiu)鋼必備的(de)(de)首要條(tiao)件。
②. 深入了(le)解不(bu)銹鋼性能和相關(guan)數據(ju)
應根據部件或(huo)設備的(de)工作條(tiao)件選(xuan)擇(ze)不銹鋼材料,選(xuan)材者應對各類不銹鋼性(xing)(xing)能、限制其使(shi)用(yong)的(de)環境因素,是否(fou)易于購得(de)等知(zhi)識有較全面(mian)的(de)了解,方能有針對性(xing)(xing)地進行選(xuan)擇(ze)。
③. 工程實踐經驗(yan)
同(tong)類服役條件下,不(bu)銹鋼材料實際使用經驗是合理選材的重(zhong)要依據,應特別(bie)予(yu)以(yi)重(zhong)視。
④. 模擬試驗數據
在許(xu)多腐(fu)蝕環境下,在沒有(you)實際使用經驗的條(tiao)件下,實驗室模擬試(shi)驗數據(ju)或現場(chang)掛片數據(ju)往往是合理(li)選用不(bu)銹鋼材料(liao)的關鍵數據(ju)。
2. 合理選擇不銹(xiu)鋼的相關(guan)因素(su)
不銹鋼的(de)力學性(xing)(xing)能,耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing),物理(li)性(xing)(xing)能和工藝性(xing)(xing)能等材料(liao)因素和材料(liao)的(de)使用(yong)條件,包(bao)括溫度(du)、腐蝕(shi)介質成分、受力狀(zhuang)態、預期使用(yong)壽(shou)命(ming)等服役條件是制(zhi)約不銹鋼選用(yong)時必(bi)須認真考慮的(de)兩(liang)大(da)決定(ding)因素。
①. 與材料(liao)性能相關的材料(liao)因素
不銹鋼的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)、力學性(xing)能、物理性(xing)能、工(gong)藝性(xing)能是材料(liao)的(de)(de)(de)本質所決定的(de)(de)(de),是不銹鋼的(de)(de)(de)內在性(xing)能,它們決定了一個材料(liao)的(de)(de)(de)應用范圍。
耐蝕性: 耐蝕性包括不銹性和在酸、堿、鹽等腐蝕介質中的耐均勻(yun)腐蝕和耐局部腐蝕性能以及在高溫下耐氧化、抗硫化、氯化和氟化的性能。
作為耐蝕(shi)結構(gou)材料,耐蝕(shi)性(xing)是決定是否選用的(de)重要指標,如果鋼(gang)的(de)耐蝕(shi)性(xing)不(bu)能滿(man)足使用要求,其他(ta)性(xing)能無論如何優越,也不(bu)能予以(yi)考慮。
在僅僅是均勻(yun)腐(fu)蝕的(de)環境下,目(mu)前可(ke)以(yi)遵(zun)循的(de)是耐蝕性(xing)的(de)10級標準(zhun),見(jian)表3-1。

究竟選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)哪種耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)等級的(de)(de)(de)(de)牌號,要(yao)考慮設備(bei)的(de)(de)(de)(de)制造難易程度(du)、維修是否方便(bian)、預(yu)期使用(yong)(yong)壽命、由此(ci)設備(bei)所生產的(de)(de)(de)(de)產品質量要(yao)求(雜質、顏色、純度(du))以(yi)及(ji)價格(ge)等諸多因素。通常,對(dui)(dui)使用(yong)(yong)過(guo)程中要(yao)求與(yu)環(huan)境介質接觸的(de)(de)(de)(de)部分具(ju)有(you)(you)光潔鏡面或尺寸精(jing)密的(de)(de)(de)(de)儀表(biao)以(yi)及(ji)對(dui)(dui)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產物污染有(you)(you)嚴格(ge)限制的(de)(de)(de)(de)設備(bei)和部件(jian)(jian),可(ke)選(xuan)(xuan)擇具(ju)有(you)(you)1~3級耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)標準的(de)(de)(de)(de)牌號;對(dui)(dui)要(yao)求密切配合,長期不(bu)漏和使用(yong)(yong)壽命長的(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)條(tiao)件(jian)(jian),可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)2~5級耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性的(de)(de)(de)(de)材料;對(dui)(dui)于檢(jian)修方便(bian)易于更換的(de)(de)(de)(de)設備(bei)和部件(jian)(jian)可(ke)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)具(ju)有(you)(you)4~7級的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)材料。對(dui)(dui)于年腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)超過(guo)1mm的(de)(de)(de)(de)材料,除特(te)殊情況外,應(ying)不(bu)予(yu)以(yi)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)。必須(xu)強調的(de)(de)(de)(de)是:在(zai)實(shi)際運行(xing)中,往(wang)往(wang)不(bu)是單一的(de)(de)(de)(de)均勻腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi),可(ke)能會存在(zai)應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)疲勞等腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)形(xing)式出現,在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)介質條(tiao)件(jian)(jian)不(bu)能改變或無(wu)法加以(yi)控制的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件(jian)(jian)下,在(zai)選(xuan)(xuan)擇材料時應(ying)一并考慮。
a. 力(li)學性(xing)能
力(li)學性(xing)(xing)能(neng)包(bao)括強度(du)(du)、硬度(du)(du)、塑性(xing)(xing)、沖擊韌(ren)性(xing)(xing)、疲勞性(xing)(xing)能(neng)和斷(duan)裂力(li)學性(xing)(xing)能(neng)。這(zhe)些(xie)性(xing)(xing)能(neng)是(shi)作為結(jie)構材(cai)(cai)(cai)料選擇(ze)(ze)時必須考慮(lv)的(de)因(yin)素,也可以認為是(shi)合理(li)選擇(ze)(ze)不銹鋼(gang)(gang)的(de)基礎。不銹鋼(gang)(gang)的(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)受測(ce)定(ding)條件的(de)強烈影響(xiang),如溫度(du)(du)、介(jie)質(zhi)的(de)腐蝕程度(du)(du)、中(zhong)子輻照等都將(jiang)使(shi)在(zai)常(chang)(chang)規條件下所得到的(de)數(shu)值顯(xian)著下降,因(yin)此(ci)在(zai)使(shi)用常(chang)(chang)規數(shu)據(ju)時應考慮(lv)性(xing)(xing)能(neng)指(zhi)(zhi)標的(de)變(bian)化。在(zai)特定(ding)的(de)使(shi)用條件下,常(chang)(chang)常(chang)(chang)是(shi)某一力(li)學性(xing)(xing)能(neng)指(zhi)(zhi)標起主導作用,如量具、刀具、醫療器(qi)械等,需優先(xian)考慮(lv)鋼(gang)(gang)的(de)硬度(du)(du)。在(zai)交變(bian)載荷(he)作用下,鋼(gang)(gang)的(de)疲勞性(xing)(xing)能(neng)就(jiu)成為主要選材(cai)(cai)(cai)依據(ju),在(zai)承受沖擊載荷(he)或在(zai)低溫下使(shi)用,鋼(gang)(gang)的(de)韌(ren)性(xing)(xing)和脆性(xing)(xing)轉變(bian)溫度(du)(du)是(shi)合理(li)選擇(ze)(ze)材(cai)(cai)(cai)料的(de)最(zui)關鍵指(zhi)(zhi)標。
b. 物理性能(neng)
鋼(gang)(gang)的(de)(de)彈性(xing)(xing)模量,熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)系數(shu)、磁(ci)性(xing)(xing)、導熱(re)(re)(re)系數(shu)等物(wu)理(li)性(xing)(xing)能(neng),在某(mou)些應(ying)用(yong)場合成為(wei)不可(ke)忽(hu)視的(de)(de)選擇(ze)依(yi)據,如要(yao)求無磁(ci)性(xing)(xing),僅(jin)限于奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。對于制(zhi)造容器、塔、槽(cao)等設備(bei)襯里的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),鋼(gang)(gang)的(de)(de)熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)系數(shu)就十(shi)分重要(yao);對于制(zhi)造熱(re)(re)(re)交換器的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)系數(shu)和(he)導熱(re)(re)(re)系數(shu)成為(wei)選擇(ze)的(de)(de)重要(yao)條件,尤其是(shi)在與異(yi)種鋼(gang)(gang)焊接時(shi)其熱(re)(re)(re)膨(peng)脹(zhang)系數(shu)就更(geng)加(jia)重要(yao)。
c. 工(gong)藝性能
鋼(gang)的(de)(de)可焊性(xing)(xing),冷成形性(xing)(xing)能(neng)等(deng)(deng)是某些應(ying)用(yong)中特別重要的(de)(de)工藝性(xing)(xing)能(neng)指標(biao)。例如(ru),冷成形性(xing)(xing)能(neng)是深拉和脹形成形作(zuo)業的(de)(de)關(guan)鍵指標(biao),用(yong)此鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)n、r值、奧氏體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)延伸率將成為選擇適用(yong)不銹鋼(gang)的(de)(de)主要考慮因(yin)素(su)。深拉成形用(yong)薄板的(de)(de)生產(chan)企業,為滿(man)足這種需要,應(ying)在鋼(gang)的(de)(de)成分(fen)控制、工藝調整等(deng)(deng)方面保證最(zui)終成品(pin)的(de)(de)冷成形性(xing)(xing)能(neng)。
②. 服役條件(jian)
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)設備和(he)部(bu)件的(de)工作(zuo)條件,包括環境溫(wen)度、腐蝕(shi)介質成分(fen)、受力狀態、對磁性的(de)限制、是否(fou)遭受中子輻照等(deng)服役條件構(gou)成了(le)合理選擇不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)外(wai)在(zai)因素(su),所(suo)選用的(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)必須(xu)與外(wai)界條件相適應。

