一、概述
不锈钢 (stainless steel):以不锈、耐蚀性为主要特性,且铬含量至少为10.5%,碳含量最大不超过1.2%的钢。
不锈钢是一种广泛应用于各个行业的材料,以其耐腐蚀性和多功能性而著称。在众多不锈钢牌号中,304、304H、304L和316是最常见的几种牌号,源自美标ASTM A240/A240M《压力容器和一般用途的铬和铬镍不锈钢板、薄板和钢带的标准规范》。
以上四个牌号属于同一类钢种,按组织可以归到奥氏体不锈钢大类,按成分可以归到3系铬镍不锈钢大类。它们的主要区别在于化学成分、耐腐蚀性、耐热性以及应用领域。
#1:奥氏体型不锈钢 (austenitic grade stainless steel):基本以面心立方晶体结构的奥氏体组织(γ相)为主,无磁性,主要通过冷加工使其强化(并可能导致一定的磁性)的不锈钢。(GB/T 20878)
二、化学成分与性能比较(基于美标)
304不锈钢:
主要成分:含有约17.5~19.5%铬和8~10.5%镍,以及少量的碳(0.07%以下)。
力学性能:具有良好的抗拉强度(515 MPa)和延伸率(大约在40%以上)。
#2 国标近似牌号06Cr19Ni10,国标老牌号0Cr18Ni9。另外国标的铬、镍、碳含量数值略高于美标。
304L不锈钢:
主要成分:与304相似,但碳含量降低到0.03%以下。
力学性能:因为降碳,抗拉强度略低于304(485 MPa),延伸率相同,但由于低碳含量,其焊接性能更佳。
304H不锈钢:
主要成分:碳含量通常在0.04%至0.1%之间,降锰(降到0.8%),加硅(提到1.0~2.0%),铬和镍含量与304相似。力学性能:抗拉强度(515 MPa),延伸率和304相同,在高温下具有良好的强度和韧性,适用于高温环境。
316不锈钢:
主要成分:含有16-18%铬、10-14%镍和2-3%钼,碳含量在0.08%以下。力学性能:抗拉强度515 MPa,延伸率大于40%,具有更好的耐腐蚀性能。
#3 从以上对比可以看出,四个牌号力学性能非常接近,区别在于成分不同导致耐腐蚀性与耐热性不同。
三、耐腐蚀性与耐热性比较
耐腐蚀性:
316不锈钢由于含有钼,其耐腐蚀性优于304系列,特别是在抗氯化物腐蚀方面。而304L不锈钢由于低碳含量,也具有良好的耐腐蚀性,适用于腐蚀性环境。304L的耐蚀性略逊于316,但成本占优。
耐热性:
316不锈钢高铬镍钼成分体系,耐热性优于304不锈钢,特别是含有的钼元素可以提高其抗氧化能力。304H不锈钢则因其高碳低锰高硅的成分体系,在高温下也表现出良好的耐热性。
四、应用领域
304不锈钢:便宜通用的基础型号,广泛应用于建筑、制造、食品加工等领域。
304L不锈钢:304的降碳版本,适用于化工、海洋工程等加工方式和304类似,对耐腐蚀性要求更高但对成本敏感的环境。
304H不锈钢:大型锅炉的过热器和再热器、蒸汽管道、石油化工行业中的热交换器等,这些应用领域要求材料具备良好的耐腐蚀性和耐高温性。
316不锈钢:常用于纸浆和造纸厂、重工业、化工处理和储存设备、炼油厂设备、医疗和制药设备、海上油气、海洋环境等,大量高端厨具也使用316不锈钢制造。
后记:
304、304H、304L和316这四种不锈钢牌号各有特点,选材时应详细了解具体的应用需求和环境条件,同时了解每种牌号的化学成分和力学性能。
钢铁行业和IT行业一样,做好需求分析和技术积累是至关重要的。