室温下的机械性能
已退火的304和304L奥氏体不锈钢板,ASTM标准A240, ASME标准SA-240,要求的最低机械性能如下表所示:
性能 |
ASTM A240和 ASME SA-240
要求的最低机械性能
|
304 |
304L |
304H |
0.2% 抵消
屈服强度,
psi
MPa |
30,000
205 |
25,000
170 |
30,000
205 |
极限抗张强度,
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 |
低温和升温情况下的性能
低温和升温情况下的短期抗拉性能如下表所示。温度达到1000°F (538°C)或以上,要考虑应力破裂,应力破裂数据也在下表显示。
测试温度 |
0.2% 屈服强度
|
°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 |
抗拉强度 |
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 |
冲击阻力
已退火的奥氏体不锈钢即使在低温条件下,仍然能保持较高的冲击阻力,再加上低温硬度和加工性等性能,因此被用于处理液化天然气和其他低温环境下的作业。夏氏V形冲击实验的数据如下表所示
温度 |
夏氏V形冲击实验能量吸收 |
°F |
°C |
英尺 ? 磅 |
焦耳 |
75 |
23 |
150 |
200 |
-320 |
-196 |
85 |
115 |
-425 |
-254 |
85 |
115 |
疲劳强度
金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。奥氏体不锈钢的疲劳强度一般来说是抗拉强度的35%,在实际作业中,疲劳强度也会受其他因素影响,如:增加表面的平滑程度,可以增加疲劳强度,作业环境腐蚀性增加,则降低疲劳强度。
奥氏体不锈钢被认为是最容易焊接的合金钢,可以用所有的融合物焊接,也进行电阻焊接。304,304L是典型的奥氏体不锈钢。
生产奥氏体不锈钢的焊接接点时要考虑两个因素:1)保持其耐腐蚀性,2)避免开裂。
材料被焊接过程中会形成温度阶梯,从熔池的熔化温度到离焊接点稍远的周围温度。被焊接材料的碳含量越高,焊接热循环就更容易导致碳化铬沉淀,对材料的耐腐蚀性有影响。为了保持材料的耐腐蚀性处于最好的水平,因此在已焊接状态下作业,应该选择低碳材料(304L)。另一种做法是,采用完全退火溶解碳化铬,使标准碳含量的材料恢复高水平的耐腐蚀性。
焊接完全奥氏体结构的金属,在焊接操作中更容易形成裂纹。因此,304和304L合金中添加了少量的铁素体,降低材料的裂纹敏感性,达到重新固化的作用。
把18-8奥氏体合金焊接到碳钢时,通常用309合金(23%铬-13.5%镍)或镍基焊料。
奥氏体不锈钢通过热处理可以清除冷成形产生的副作用和溶解沉淀的碳化铬。达到这两个要求的最好的热处理方法是在1850°F 至 2050°F (1010°C 至 1121°C)的温度范围内进行固熔退火。从退火温度冷却下来1500-800°F (816°C - 427°C),应该足以避免碳化铬再沉淀。
这些材料不能通过热处理达到硬化。
不管腐蚀性怎么样,不锈钢在加工和使用过程中,都要保持其表面清洁。
在焊接时采用惰性气体加工,焊接过程中形成的锈皮和熔渣通过不锈钢刷清除。普通碳钢刷会在不锈钢的表面留下碳钢粒子,这些粒子最终会导致表面生锈。在要求严格的情况下,焊接区域要经过除锈溶液处理(如硝酸和氢氟酸混合溶液),可以洗掉焊接过程中形成的锈皮和熔渣。
内陆,轻工业用的材料,所需要的维护比较少,只有遮蔽区域有时需要用加压水清洗。重工业则建议经常清洗,去除积聚的灰尘,这些灰尘最终有可能引起腐蚀和损坏不锈钢的表面外观。
顽固的污渍和沉淀物可以用擦洗剂和纤维刷,海绵,不锈钢绒擦洗。不锈钢绒会在平滑的不锈钢表面留下永久的擦痕。
很多不锈钢都要定期清洗和消毒。设备通常用特制的苛性钠,有机溶剂,酸性溶液(入磷酸或硫酸)清洗。强还原酸(如氢氟酸或盐酸)可能对不锈钢造成损坏。
溶液清洗后,用清水彻底冲洗不锈钢。
适当的设计有助于清洗。带圆抹角,内圆角,无缝隙的设备,有利于清洗和表面抛光。