304H與304、304L不銹鋼的耐腐蝕性比較
304H與304、304L不銹鋼的耐腐蝕性比較
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境下,具有相當的耐腐蝕性。這些合金被廣泛用于加工和處理食物飲料,奶制品設備和器具。熱交換器,管道,油罐,和其他與淡水接觸的加工設備都可以采用這些合金。
這些合金的鉻含量是18-19%,在氧化環境下具有抗氧化性。下表是304合金在稀硝酸環境下的氧化率
% 硝酸 |
溫度 |
腐蝕率 |
10 |
300 (149) |
5.0 (0.13) |
20 |
300 (149) |
10.1 (0.25) |
30 |
300 (149) |
17.0 (0.43) |
304,304L,304H對中度有機酸(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%,能抵抗中度還原環境。更高還原性的還原環境(如沸騰的稀鹽酸和硫酸),304H與304、304L不銹鋼的耐腐蝕性比較對于這些材料來說,攻擊性就太強了。即使是半沸騰的,腐蝕性也太強。
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,氫氧化鈉得到的數據印證了這一點。除此以外,304,304L,304H在大多數腐蝕環境下的性能都是相同的。一個值得注意的特例是:304H與304、304L不銹鋼的耐腐蝕性比較在足以引起焊接和熱影響區粒間腐蝕的環境中,更傾向使用304L合金,因為它的低碳含量有助于抵抗粒間腐蝕。
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境下,容易形成粒間腐蝕。304合金中的碳成分導致其在氣焊和熱影響區焊接過程中的熱狀態下304H與304、304L不銹鋼的耐腐蝕性比較,產生敏化。因此,材料在焊后狀態使用的情況下,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間,但是材料長期處于沉淀溫度范圍內,并不能完全消除這種沉淀。
粒間腐蝕測試 |
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ASTM A262 |
腐蝕率, Mils/Yr (mm/a) |
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304 |
304L |
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Practice E 焊接后 |
彎曲無龜裂
焊接有一些龜裂 |
無龜裂 無龜裂 |
Practice A 焊接后 |
S級別結構 起溝 |
級別結構 級別結構 |
應力腐蝕龜裂
304,304L,304H合金是奧氏體不銹鋼中*容易發生應力腐蝕龜裂的(SSC),因為他們的鎳含量相對低。引起應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生應力。退火,冷變形后的消除應力熱處理都可減少應力,304H與304、304L不銹鋼的耐腐蝕性比較因而降低了鹵化物應力腐蝕龜裂可能性。在可能引起粒間腐蝕的環境中,低溫退火狀態下作業,*好選擇低碳的304L合金材料。
鹵化物 (氯化物應力腐蝕測試) |
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測試 |
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 |
基焊金屬 |
斷裂,14-96小時 |
26% 氯化鈉, 沸騰 |
基焊金屬 |
斷裂,142-1004小時 斷裂,300-500小時 |
40% 氯化鈣, 沸騰 |
基焊金屬 |
斷裂,144小時 |
周圍環境 暴露在海邊環境 |
基焊金屬 |
無斷裂 |
點腐蝕/隙腐蝕
18-8合金被非常成功地應用在氯離子含量低的淡水中。一般來說,尤其是有縫隙出現的情況下,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腐蝕。在更嚴厲的條件下,如:低PH值,或者高溫,則會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境。