抗晶界腐蚀(304、304L、316的区别，不明白看这里)

Posted 2023-05-27

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抗晶界腐蚀(304、304L、316的区别，不明白看这里)

01、不锈钢的常见分类

不锈钢一般是指能耐大气、蒸汽或水等介质腐蚀的钢，具有以下3个特征：

含Cr＞10.5%；
在钢的表面有一层极薄的“皮膜”，即厚度只有数纳米的氧化膜；
不容易生锈；

常用不锈钢按组织结构来划分，可分为马氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、奥氏体型不锈钢和过渡型不锈钢（半奥氏体型不锈钢，即兼有奥氏体和马氏体不锈钢的优点）。他们的成分和特点如下：

马氏体型不锈钢

钢中含Cr量为12％~19％，含C量为0.10％～0.45％，个别含C量达1.00％。如：2Cr13、3Cr13、4Cr13、9Cr18等。

其主要特点是除含较高的Cr外，与铁素体型不锈钢相比，还含有较高的C，所以具有较高的强度、硬度和耐磨性。主要用来制作力学性能要求较高、抗腐蚀性能要求一般的工件。

铁素体型不锈钢

钢中含Cr量为12％～30％和小于0.20％的C。如：1Cr17、1Cr25、1Cr28、0Cr17Ti、1Cr25Ti等。

其特点是含Cr量高，而含C量低，能抗大气、抗硝盐及盐水腐蚀，高温（低于700℃）抗氧化能力强，塑性和热加工工艺性均好，并具有较好的切削加工性能。对热疲劳不敏感，可制作高温下工作的工件。

奥氏体型不锈钢

钢中含Cr量为12％～25％，含Ni量为1％～29％，有的还含有Mn和N（用来代替Ni），如1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等。钢中含Cr量为18％、含Ni量为8％左右的奥氏体不锈钢通常称为“18—8”型不锈钢。

这类钢具有良好的韧性、塑性、焊接性及抗腐蚀性能。广泛应用于各种要求不锈、耐酸的设备中。它的缺点是含贵重元素Ni较多，同时在含S的气氛中容易损坏，切削性能较差。

过渡型不锈钢

过渡型不锈钢又叫半奥氏体型不锈钢或沉淀硬化不锈钢。这类钢兼有奥氏体和马氏体不锈钢的优点，即有较高的强度和良好的工艺性，又具有良好的耐腐蚀性能，工业常用的过渡型不锈钢有17-7PH（0Cr17Ni7AI）等。

这类钢由于含镍量较低，经热处理可形成不稳定的奥氏体甚至马氏体，再经过时效处理，便可沉淀析出金属间化合物使金属强化。这类钢主要用作高强度、高硬度而又耐蚀的化工机械设备及零件。

不锈钢的性能

02、常见的304、316等钢号含义

这是采用的美国AISI标准的钢号表示法，对于锻造钢和铸钢，钢号均由三位数字组成；第一位数字表示钢的类型，其他二位数字只表示顺序号。具体编号系列为：

2×× ——铬锰镍氮奥氏体钢，××为顺序号数字（下同）。例如“202”为含C≤0.15%、Mn≤10.0%、Si≤1.0%、Cr17%～19%、Ni4%～6%、N≤0.25%奥氏体不锈耐热钢。

3××——镍铬奥氏体钢。例如“302”为相当于我国YB标准的1Cr18Ni9奥氏体不锈钢。

4××——高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢。例如“403”大致相当于我国YB标准的1Cr13钢。“430”大致相当于我国YB标准的Cr17钢。

5××——低铬马氏体钢。例如“501”大致相当于我国YB的Cr5Mo耐热钢。

不同国家部分常用钢号对照表

03、不同型号的不锈钢对比

304和316（316L）不锈钢对比

316和304不锈钢同为奥氏体型不锈钢，均有良好的耐锈、耐蚀性能。但是，304不锈钢和316不锈钢在高温力学性能、特殊介质耐蚀性能方面有差别，在技术文件要求使用316L不锈钢时，不应使用304不锈钢代替。

304不锈钢是使用非常广泛的不锈钢型号，其耐高温800摄氏度，具有耐腐蚀、易加工、韧性高等特点，用于工业制造、建筑装饰、食品医疗等行业。304不锈钢是通用型不锈钢，广泛用于制作要求良好综合性能(耐腐蚀、成型性)的设备和机件。

316L不锈钢是美国标准不锈钢牌号。316L中的“L”，即英文Low之意，表示316L是同系中含碳量更低的材料。与316L不锈钢材质类似的我国家标准不锈钢牌号(型号）是O22Cr17Ni12Mo2，其对应的数字代号（按美国UNS制度编码）为S31603。

与304相比，316L不锈钢大大提高了抗化学腐蚀的性能，且比其他钢种具有更高的抗高温蠕变、应力断裂和抗拉强度。

316L不锈钢比304更耐大气和类似的轻度腐蚀。316L不锈钢在硫酸溶液中的耐蚀性能比其他Cr-Ni型不锈钢（比如304、321等）高得多。在温度为49℃时，316L不锈钢可耐浓度高达5%的这种酸溶液。在温度为38C时，316L不锈钢对浓度更高的溶液有极好的耐蚀性。(注意:在含硫气体发生冷凝的地方，316L不锈钢比其他类型更耐腐蚀，然而，这种情况下，酸的浓度对侵蚀速率有明显影响，需谨慎决定)

那么问题来了，304不锈钢和316不锈钢那个好？该怎么选？

情况1：当对耐腐蚀性能要求不高时，304不锈钢更好，因为相比316不锈钢，304不锈钢单价更低。

情况2：当使用场景对耐氯离子腐蚀、耐热性能有较高要求时，316不锈钢更好。因为316L不锈钢含钼(Mo）元素，其所形成的碳化物极为稳定，能阻止奥氏体加热时的晶粒长大，减小钢的过热敏感性。另外，钼元素能使钝化膜更致密牢固，从而有效提高不锈钢的耐氯离子(Cl-）腐蚀性。

总之，316不锈钢和304哪个好，需要综合考虑实际使用场景的各项需求，以求可靠耐用、成本经济。

304和304L不锈钢对比

1、不锈钢304和304L的化学元素含量有差异，后者碳含量更低；

2、不锈钢304和304L在特定使用场景（尤其焊接状态)下的性能有差异，前者具有更好的耐晶间腐蚀性。

304L即低碳的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304钢相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196℃～800℃。

在高合金钢中，奥氏体不锈钢被认为可焊性最好，304和304L不锈钢都是典型的奥氏体不锈钢。

在焊制状态下，较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀)。

因此，在可能会引起晶间腐蚀的侵蚀性环境中采用去除应力的低碳材料，304L是一种较好的选择。可以这么说，304L是碳含量较低的304不锈钢的变种，更适用于需要焊接的场合。

其他不锈钢的特性

最后想说，所谓的不锈钢并不是真的就完全不会生锈了，在大部分常规条件下，不锈钢具有抗腐蚀性能，但并不是在所有环境下都不生锈。例如在高温下，含50％的硫酸和盐酸环境中，将会发生严重的腐蚀，致使金属表面的保护膜破裂。

当然，我们也可以通过添加其他合金元，来提高抗腐蚀能力。比如，钼和铬增加了抗氯化物渗透的能力，镍可改善某些酸性环境下的抗腐蚀能力。

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