四川316L不銹鋼管:不銹鋼管有哪些性能有點(diǎn)讓它成為是耐熱鋼管材料
發(fā)布時間:2020-07-30 瀏覽次數(shù):613 來自: 成都正上不銹鋼有限公司
不銹鋼管高溫蠕變斷裂強(qiáng)度高,壽命久,蠕變最終斷裂強(qiáng)度需同時以溫度和久時間為衡量指標(biāo)。值得主要的是:溫度提高時,蠕變斷裂強(qiáng)度總是降低的。不銹鋼管連續(xù)工作時間斷裂強(qiáng)度隨溫度而改變的狀況,可見不同的鋼種的下降斜率各不相同:304不銹鋼管在575℃以下優(yōu)于316L不銹鋼管,但在575℃以上則不及321;304不銹鋼管在600℃以下均優(yōu)于321不銹鋼管及316L不銹鋼管。
若以100 MPa斷裂強(qiáng)度和105小時壽命作為設(shè)計使用溫度上限,不同不銹鋼管的最高服役溫度如圖所示。105小時或更久的蠕變斷裂強(qiáng)度難以完全依靠試驗(yàn)來測定,只能以若干個較短時期的蠕變斷裂試驗(yàn)為基礎(chǔ)做外推預(yù)測。
圖表明不銹鋼以103小時以下試驗(yàn)數(shù)據(jù)外推時,600℃溫度時預(yù)測105小時斷裂強(qiáng)度可以達(dá)到100 MPa,但若以3×104小時試驗(yàn)數(shù)據(jù)外推600℃溫度時,預(yù)測105 小時斷裂強(qiáng)度僅為70 MPa。現(xiàn)有文獻(xiàn)中普遍認(rèn)為以預(yù)測壽命1/3的蠕變試驗(yàn)數(shù)據(jù)作外推評估是十分重要的前提。
同一鋼種的不銹鋼管可因爐號不同引起的化學(xué)成分波動及加工處理過程差異造成蠕變斷裂強(qiáng)度或斷裂壽命較大的分散性。例如圖為Ni含量對不銹鋼600℃蠕變斷裂強(qiáng)度影響的一組試驗(yàn)結(jié)果,可見降低Ni含量對提高蠕變強(qiáng)度和壽命是有益的。表中不銹鋼管的Ni含量下限為0.40%,實(shí)際上往往都低于0.30%,ASME早已提出0.20%的修正案,但目前對此也尚有爭議。
某一鋼種的蠕變斷裂強(qiáng)度是溫度、壽命及成分加工參數(shù)的多元函數(shù),為簡化評估,文獻(xiàn)中經(jīng)常采用包含溫度和壽命的綜合描述的方法。采用這一方法的優(yōu)點(diǎn)是:把溫度和使用壽命歸并為一個參數(shù),只需一條回歸曲線就可把不同使用溫度下的蠕變強(qiáng)度特征表述清楚。另外,坐標(biāo)刻度也轉(zhuǎn)換成了代數(shù)值。但對于不同使用溫度條件,后者的表達(dá)更為直觀。不銹鋼熱物理性能參數(shù)對比見表,由表可看出,不銹鋼的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)優(yōu)于316等奧氏體不銹鋼,而線膨脹系數(shù)卻遠(yuǎn)低于316鋼。這兩個參數(shù)決定了鍋爐等熱交換類應(yīng)用中能否提高系統(tǒng)工作效率,降低啟動和關(guān)機(jī)過程中的熱應(yīng)力和熱疲勞,對提高其使用壽命也非常重要。
不銹鋼管優(yōu)良的高溫抗蒸汽氧化性及耐腐蝕性,高溫蒸汽中316L不銹鋼管抗氧化性數(shù)據(jù)及對比見表。由表可看出,316L不銹鋼管的抗高溫蒸汽氧化性及耐腐蝕性與Cr含量成正比。310S不銹鋼管的抗高溫氧化性優(yōu)于或等同于鐵素體不銹鋼及普通奧氏體不銹鋼(300系列),但略差于Ni基合金、優(yōu)奧氏體不銹鋼TP304(FG)、TP800合金等??諝庵懈邷匮趸俣冗h(yuǎn)低于高溫蒸汽,一般采用5%Cr的Cr-Mo鋼即可。另外,有試驗(yàn)資料表明,T24鋼在550℃外推的105小時抗氧化性優(yōu)于304H鋼在600℃時的氧化性。這可能是不銹鋼管目前廣泛應(yīng)用于超臨界鍋爐縱向焊接水冷壁翅片管的重要原因。