室溫下的機械性能
已退火的304和304L奧氏體不銹鋼板,ASTM標(biāo)準(zhǔn)A240, ASME標(biāo)準(zhǔn)SA-240,要求的最低機械性能如下表所示:
性能 |
ASTM A240和 ASME SA-240
要求的最低機械性能
|
304 |
304L |
304H |
0.2% 抵消
屈服強度,
psi
MPa |
30,000
205 |
25,000
170 |
30,000
205 |
極限抗張強度,
psi
MPa |
75,000
515 |
70,000
485 |
75,000
515 |
延伸百分比(2英寸或51mm) |
40.0 |
40.0 |
40.0 |
硬度,
最大.,
(布氏硬度)
RB |
201
92 |
201
92 |
201
92 |
低溫和升溫情況下的性能
低溫和升溫情況下的短期抗拉性能如下表所示。溫度達到1000°F (538°C)或以上,要考慮應(yīng)力破裂,應(yīng)力破裂數(shù)據(jù)也在下表顯示。
測試溫度 |
0.2% 屈服強度
|
°F |
°C |
psi |
(MPa) |
-423 |
-253 |
100,000 |
690 |
-320 |
-196 |
70,000 |
485 |
-100 |
-79 |
50,000 |
354 |
70 |
21 |
35,000 |
240 |
400 |
205 |
23,000 |
160 |
800 |
427 |
19,000 |
130 |
1200 |
650 |
15,500 |
105 |
1500 |
815 |
13,000 |
90 |
抗拉強度 |
延伸 |
psi |
(MPa) |
百分比 |
250,000 |
1725 |
25 |
230,000 |
1585 |
35 |
150,000 |
1035 |
50 |
90,000 |
620 |
60 |
70,000 |
485 |
50 |
66,000 |
455 |
43 |
48,000 |
330 |
34 |
23,000 |
160 |
46 |
沖擊阻力
已退火的奧氏體不銹鋼即使在低溫條件下,仍然能保持較高的沖擊阻力,再加上低溫硬度和加工性等性能,因此被用于處理液化天然氣和其他低溫環(huán)境下的作業(yè)。夏氏V形沖擊實驗的數(shù)據(jù)如下表所示
溫度 |
夏氏V形沖擊實驗?zāi)芰课?/b> |
°F |
°C |
英尺 ? 磅 |
焦耳 |
75 |
23 |
150 |
200 |
-320 |
-196 |
85 |
115 |
-425 |
-254 |
85 |
115 |
疲勞強度
金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱為疲勞強度或疲勞極限。奧氏體不銹鋼的疲勞強度一般來說是抗拉強度的35%,在實際作業(yè)中,疲勞強度也會受其他因素影響,如:增加表面的平滑程度,可以增加疲勞強度,作業(yè)環(huán)境腐蝕性增加,則降低疲勞強度。
奧氏體不銹鋼被認為是最容易焊接的合金鋼,可以用所有的融合物焊接,也進行電阻焊接。304,304L是典型的奧氏體不銹鋼。
生產(chǎn)奧氏體不銹鋼的焊接接點時要考慮兩個因素:1)保持其耐腐蝕性,2)避免開裂。
材料被焊接過程中會形成溫度階梯,從熔池的熔化溫度到離焊接點稍遠的周圍溫度。被焊接材料的碳含量越高,焊接熱循環(huán)就更容易導(dǎo)致碳化鉻沉淀,對材料的耐腐蝕性有影響。為了保持材料的耐腐蝕性處于最好的水平,因此在已焊接狀態(tài)下作業(yè),應(yīng)該選擇低碳材料(304L)。另一種做法是,采用完全退火溶解碳化鉻,使標(biāo)準(zhǔn)碳含量的材料恢復(fù)高水平的耐腐蝕性。
焊接完全奧氏體結(jié)構(gòu)的金屬,在焊接操作中更容易形成裂紋。因此,304和304L合金中添加了少量的鐵素體,降低材料的裂紋敏感性,達到重新固化的作用。
把18-8奧氏體合金焊接到碳鋼時,通常用309合金(23%鉻-13.5%鎳)或鎳基焊料。
奧氏體不銹鋼通過熱處理可以清除冷成形產(chǎn)生的副作用和溶解沉淀的碳化鉻。達到這兩個要求的最好的熱處理方法是在1850°F 至 2050°F (1010°C 至 1121°C)的溫度范圍內(nèi)進行固熔退火。從退火溫度冷卻下來1500-800°F (816°C - 427°C),應(yīng)該足以避免碳化鉻再沉淀。
這些材料不能通過熱處理達到硬化。
不管腐蝕性怎么樣,不銹鋼在加工和使用過程中,都要保持其表面清潔。
在焊接時采用惰性氣體加工,焊接過程中形成的銹皮和熔渣通過不銹鋼刷清除。普通碳鋼刷會在不銹鋼的表面留下碳鋼粒子,這些粒子最終會導(dǎo)致表面生銹。在要求嚴(yán)格的情況下,焊接區(qū)域要經(jīng)過除銹溶液處理(如硝酸和氫氟酸混合溶液),可以洗掉焊接過程中形成的銹皮和熔渣。
內(nèi)陸,輕工業(yè)用的材料,所需要的維護比較少,只有遮蔽區(qū)域有時需要用加壓水清洗。重工業(yè)則建議經(jīng)常清洗,去除積聚的灰塵,這些灰塵最終有可能引起腐蝕和損壞不銹鋼的表面外觀。
頑固的污漬和沉淀物可以用擦洗劑和纖維刷,海綿,不銹鋼絨擦洗。不銹鋼絨會在平滑的不銹鋼表面留下永久的擦痕。
很多不銹鋼都要定期清洗和消毒。設(shè)備通常用特制的苛性鈉,有機溶劑,酸性溶液(入磷酸或硫酸)清洗。強還原酸(如氫氟酸或鹽酸)可能對不銹鋼造成損壞。
溶液清洗后,用清水徹底沖洗不銹鋼。
適當(dāng)?shù)脑O(shè)計有助于清洗。帶圓抹角,內(nèi)圓角,無縫隙的設(shè)備,有利于清洗和表面拋光。