304与321与316不锈钢管的区别和联系要点.docx

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304与321与316不锈钢管的区别和联系要点

304与321与316不锈钢管的区别和联系

304不锈钢管是按照美国ASTM标准生产出来的不锈钢的一个牌号。

304不锈钢管相当于我国的0Cr19Ni9（0Cr18Ni9）不锈钢管。

304含铬19%，含镍9%。

　　304不锈钢管作为不锈耐热钢使用最广泛，食品用设备，一般化工设备，原子能工业用设备。

　　304不锈钢管是一种通用性的不锈钢管，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。

　　304不锈钢管是得到最广泛应用的不锈钢、耐热钢。

用于食品生产设备、普通化工设备、核能等.

　　304不锈钢管化学成份规格CSiMnPSCrNi（镍）Mo

　　SUS304≤0.08≤1.00≤2.00≤0.05≤0.0318.00-20.008.25~10.50-

　　在空气中或化学腐蚀介质中能够抵抗腐蚀的一种高合金钢，不锈钢是具有美观的表面和耐腐蚀性能好，不必经过镀色等表面处理，而发挥不锈钢所固有的表面性能,使用于多方面的钢铁的一种，通常称为不锈钢。

代表性能的有13铬钢，18-8铬镍钢等高合金钢。

　　从金相学角度分析，因为不锈钢含有铬而使表面形成很薄的铬膜，这个膜隔离开与钢内侵入的氧气起耐腐蚀的作用。

为了保持不锈钢所固有的耐腐蚀性，钢必须含有12%以上的铬。

321不锈钢管用无缝钢管（GB3087-1999）是用于制造各种结构低中压锅炉过热蒸汽管、沸水管及机车锅炉用过热蒸汽管、大烟管、小烟管和拱砖管用的优质碳素结构钢热轧和冷拔（轧）无缝钢管。

　　321不锈钢管：

主要用来制造高压及其以上压力的蒸汽锅炉管道等用的优质碳素结构钢、合金结构钢和不锈耐热钢无缝钢管、这些锅炉管经党处于高温和高压下工作、管子在高温烟气和水蒸汽的作用下还会发生氧化和腐蚀，因此要求钢管有高的持久强度、高的抗氧化性能，并具有良好的组织稳定性，液压支柱管。

　　321不锈钢管采用钢号有：

　　优质碳素结构钢钢号有20G、20MnG、25MnG；304不锈钢管。

　　合金结构钢钢号15MoG、20MoG、12CrMoG、15CrMoG、12Cr2MoG、12CrMoVG、12Cr3MoVSiTiB等；有锈耐热钢常用1Cr18Ni9、1Cr18Ni11Nb高压锅炉管除保证化学成分和机械性能外，要逐根做水压试验，要作扩口、压扁试验。

　　321不锈钢管以热处理状态交货。

此外，对成品钢管显微组织、晶粒度、脱碳层也有一定要求。

地质钻探及石油钻控用无缝钢管；为探明地下岩层结构、地下水、石油、天然气及矿产资源情况，利用钻机打井。

　　石油、天然气开采更离不开打井，地质钻控用石油钻探用无缝钢管是钻井的主要器材，主要包括岩芯外管、岩芯内管、套管、钻杆等。

由于钻探用管要深入到几千米地层深度工作，1cr5mo合金管。

　　工作条件极为复杂，钻杆承受拉、压、弯曲、扭转和不均衡冲击载荷等应力作用，还要受到泥浆、岩石磨损，因此，要求管材必须具有足够的强度、硬度、耐磨性和冲击韧性，钢管用钢用“DZ”（地质的汉语拼音字头）加数字一代表钢屈服点表示，常用的钢号有DZ45的45MnB、50Mn；DZ50的40Mn2、40Mn2Si；DZ55的40Mn2Mo、40MnVB；DZ60的40MnMoB、DZ65的27MnMoVB。

钢管都以热处理状态交货。

　　石油裂化管：

用于石油炼厂的炉管、热交换器管和管道用无缝管。

常用优质碳素钢（10、20）、合金钢（12CrMo、15CrMo）、耐热钢（12Cr2Mo、15Cr5Mo）、不锈钢（1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti）制造。

钢管除得证化学成分和各种机械性能外，还要保证水压、压扁、扩口等试验，及表面质量和无损检验。

钢管在热处理状态下交货。

　　不锈钢管：

用各种不锈钢热轧，冷轧的不锈钢管，广泛应用于石油、化工设备管道和各种用途的不锈钢结构零件，除应保证化学成分和机械性能，凡用作承受流体压力的钢管要保证水压试验合格。

各种专用钢管要按规定保证条件。

　　焊接钢管：

也叫焊管，是用钢板或钢带经过弯曲成型，然后经焊接制成。

按焊缝形式分为直缝焊管和螺旋焊管。

　　按用途又分为一般焊管、镀锌焊管、吹氧焊管、电线套管、公制焊管、托辊管、深井泵管、321不锈钢管、汽车用管、变压器管、电焊薄壁管、电焊异型管和螺旋焊管。

316和317不锈钢（317不锈钢的性能见后）是含钼不锈钢种。

　　317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15％和高于85％时，316不锈钢具有广泛的用途。

　　316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。

　　耐腐蚀不锈钢管厂

　　耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。

　　而且316不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。

耐热性在1600度以下的间断使用和在1700度以下的连续使用中，316不锈钢具有好的耐氧化性能。

　　在800-1575度的范围内，最好不要连续作用316不锈钢，但在该温度范围以外连续使用316不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。

　　316不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好，可用上述温度范围。

　　热处理

　　在1850-2050度的温度范围内进行退火，然后迅速退火，然后迅速冷却。

　　316不锈钢不能过热处理进行硬化。

　焊接

　　316不锈钢具有良好的焊接性能。

可采用所有标准的焊接方法进行焊接。

焊接时可根据用途，分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。

为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。

如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。

典型用途纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料

　1．钢的编号和表示方法　

不锈钢的标识方法

　　①用国际化学元素符号和本国的符号来表示化学成份，用阿拉伯字母来表示成份含量：

　　如：

中国、俄国12CrNi3A

　　②用固定位数数字来表示钢类系列或数字；如：

美国、日本、300系、400系、200系；

　　③用拉丁字母和顺序组成序号，只表示用途。

　　2．我国的编号规则

　　①采用元素符号

　　②用途、汉语拼音，平炉钢：

P、沸腾钢：

F、镇静钢：

B、甲类钢：

A、T8：

特8、

　　GCr15：

滚珠

　　◆合结钢、弹簧钢，如：

20CrMnTi60SiMn、（用万分之几表示C含量） 

　　◆不锈钢、合金工具钢（用千分之几表示C含量），如：

1Cr18Ni9千分之一（即

　　0.1%C）,不锈C≤0.08%如0Cr18Ni9,超低碳C≤0.03%如0Cr17Ni13Mo

　　3．国际不锈钢标示方法

　　美国钢铁学会是用三位数字来标示各种标准级的可锻不锈钢的。

其中：

　　①奥氏体型不锈钢用200和300系列的数字标示，

　　②铁素体和马氏体型不锈钢用400系列的数字表示。

例如，某些较普通的奥氏体不锈钢

　　是以201、304、316以及310为标记，

　　③铁素体不锈钢是以430和446为标记，马氏体不锈钢是以410、420以及440C为标

　　记，双相（奥氏体－铁素体），

④不锈钢、沉淀硬化不锈钢以及含铁量低于50%的高合金通常是采用专利名称或商标命

不锈钢板304与304L使用性能区别

304L更耐腐蚀，304L含碳少，

304是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。

304L是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。

较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所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）。

304用途广泛，具有良好的耐腐蚀性，耐热性，低温强度和机械特性；冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196°C~800°C）

304L焊接后或消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐腐蚀性，使用温度-196°C-800°C

[分享]202不锈钢板会生锈么，和304的有什么区别（图）

在奥氏体不锈钢中氮和碳有许多共同特性，如增加奥氏体稳定性，能有效提高钢的冷加工强度等。

提高碳含

量会降低不锈钢的抗晶间腐蚀性能，氮与铬的亲和力要比碳与铬的亲和力小，奥氏体钢很少见到Cr2N的析

出。

因此，加适量的氮能在提高钢的强度和抗氧化性能的同时，不降低不锈钢的抗晶间腐蚀性能。

以氮代

碳，开发含氮不锈钢已成为热门话题。

氮在钢中的溶解度有限（<0.15%），加入铬和锰能提高其溶解度，加入镍和碳能减少其溶解度。

在大气冶

炼条件下，氮通常以Cr-N或Mn-N合金形式加入钢中，但回收率很难准确控制，一般认为氮含量超过0.2%对

冶炼操作极为不利。

氩-氧精炼，加压电渣熔炼，平衡压力浇铸等技术的发展和应用，使准确控制钢中氮含   

量，用氮来控制钢中的组织成为现实。

近期研究成果表明，适当调整不锈钢成分，特别是铬与锰的配比，能

将钢中的氮含量稳定在0.4%左右，近年来，美国和日本标准（ASTM   A580和JIS   G4309）先后增加了304N

（0Cr19Ni9N）、316N（0Cr17Ni12Mo2N）、XM-19（0Cr22Ni12Mn5Mo2N）、XM-   31（1Cr18Mn15

N）、XM-10（0Cr20Ni7Mn9N）、XM-11（00Cr20Ni7Mn9N）   XM-28（1Cr18Ni2Mn12N）、XM-29（0Cr18

Ni3Mn13N）和S28200   （1Cr18Mn18MoCuN）共9个含氮牌号。

3   开发和推广200系列不锈钢   

二战期间镍供应严重不足，德国人首先研制出以锰一氮代替部分镍的不锈钢。

20世纪50年代美国人因为同

样理由，经深入研究，将锰一氮代镍钢定型，开发了高锰系列奥氏体不锈钢，即200系列不锈钢。

我国镍资源匮乏，铬资源也不丰富，以锰-氮代镍，开发和推广200系列不锈钢不仅可以降低不锈钢成本，

还有深远的战略意义。

印度在200系列不锈钢推广应用方面走在世界的前列，目前全世界200系列钢70%以

上是印度生产的，值得我们借鉴。

200   （Cr-Mn-Ni）系列不锈钢常见牌号的化学成分如表1   。

200系列钢以锰-氮代镍，材料成本显著降低。

但降低镍后，为保持奥氏体组织必须有足够高的锰、碳和氮来增加镍当量，因此造成200系列钢具有以下特性：

①固溶处理后的抗拉强度偏高，一般为800～1100Mpa，而且无法将抗拉强度降下来。

   ②冷加工硬化率

急剧上升，冷加工强化系数K>15，加工难度大，过程成本增加。

③200系列钢具有优良的耐磨性能。

④200

系列钢弯曲成形、冷镦和冲压性能较差。

⑤传统的200系列钢，对晶间腐蚀很敏感，而且加稳定化元素也无

法改变其敏感性。

⑥部分钢（如205、2Cr15Mn15Ni2N等）由于其稳定奥氏体元素含量相对比304高，抗磁

性能优于304。

鉴于上述特性，201、202和205等钢丝主要用于制作弹簧、筛网和精密轴等。

为提高200系列钢在各种介质中的耐蚀性能，改善钢的冷加工和冷顶锻性能，达到用200系列钢代替304的目标，近年来主要从以下几方面着手开发新牌号。

①以氮代替碳，稳定奥氏体、在提高强度同时提高耐蚀性能，如204、211、216。

②   适量添加Mo、Nb等元素，改善钢的抗点蚀、晶间腐蚀和抗应力腐蚀性能，如   21

6、223。

③加铜降低钢的冷加工硬化率，改善冷顶锻和冷成形性能，如204Cu、211、223。

美国冶金学家、ASTM会员约翰o迈杰，用204Cu代替   304的研究成果尤其令人鼓舞。

迈杰在改型201（C=0.03%、Mo=0.2%）钢基础上分别添加1%、2%和3%的铜，发现随Cu含量增加钢的屈服强度和抗拉强度稳步下降，如表2   。

表2   铜对改型201力学性能的影响   

204Cu由于含3%Cu，软化处理后的抗拉强度已与304接近，但其冷加工硬化率显著降低。

从图2可以看出，

冷拉减面率≤45%时，204Cu   的冷加工硬化趋势基本与304和304FQ（304M）相近，减面率>45%时，204

Cu的冷加工硬化率明显低于304。

取304、204Cu和改型201钢丝（ф3.5mm）在同样条件下进行冷顶锻试

验试   

图2   204Cu与304冷加工硬化趋势对比   验结果如表3   。

（作者注：

1Ksi=0.0069Mpa）   

表表3   冷顶锻试验结果   

注：

Φ3.5mm钢丝经多道次模具冲顶成形，螺栓头部直径为钢丝的3.5倍。

每个牌号取数百个螺栓，   肉眼检

查头部裂纹状况。

/p>   

从表3   可以看出，改型201加3%Cu后，耐盐雾腐蚀和冷成形能力有了根本性的改善。

204Cu冷顶锻成形性

能优于304，耐盐雾腐蚀能力与304相当。

进一步试验已证明，在5种常见酸性介质中，204Cu的耐腐蚀性能优于304，如表4   。

表4   204Cu与304耐蚀性能比较   

注：

试验温度从0℃，每次升5℃，逐步上升到全部试样出现浸蚀裂纹的温度-25℃为止。

*不产生浸蚀裂纹

的最高温度。

综上所述，204Cu与304相比，抗拉强度和屈服强度高，冷加工硬化率低，冷成形性能好；在各种腐蚀环境

中的耐蚀性能优于，至少是相当于304；再加上200系列钢固有的耐磨损、材料成本低等优势，204Cu完全   

有可能取代304成为通用不锈钢。

美国近年来在电子、通讯、安全防护、食品加工、能源和烟草加工行业，

大力推广204Cu，成效显著。

4   超级铁素体不锈钢   

铁素体不锈钢具有良好的耐蚀性能和抗氧化性能，其抗应力腐蚀性能优于奥氏体不锈钢，价格比奥氏体不锈   

钢便宜，但存在可焊性差、脆性倾向比较大的缺点，生产和使用受到限制。

二十世纪60年代初期的研究已

经证明，铁素体钢的高温脆性、冲击韧性、可焊性都与钢中的间隙元素含量有关，通过降低钢中的碳和氮的

含量，添加钛、铌、锆、钽等稳定化元素，添加铜、铝、钒等焊缝金属韧化元素3种途径，可以改善铁素体

钢的可焊性和脆性。

铁素体按C+N含量可以分为不同级别：

C+N＞0.03%   为常规铁素体不锈钢，表示为   0Cr；   

C+N≤0.03%   为超低碳铁素体不锈钢，表示为00Cr；   

C+N≤   0.02%   为高纯铁素体不锈钢，表示为000Cr；   

C+N≤0.01%   为超纯铁素体不锈钢，表示为0000Cr   

国外一些企业已经用AOD熔炼或真空熔炼加电子束精炼的方法生产出含氮低于90ppm，碳和氮总量在110～

120ppm范围内的高纯铁素体钢。

我国已研制出000Cr18Mo2Ti和000Cr30Mo2高纯铁素体钢.   国内外近期研

制成功的超级铁素体钢化学成分如表5。

表表   5   超级铁素体钢的化学成分（wt%）   

美国标准   ASTMA493-88已经纳入XM-27（000Cr26Mo）、S44700（000Cr29Mo3）和S44800   （000Cr29Ni

2Mo3）3个超纯铁素体牌号，其化学成分如表6。

表6   ASTMA493中超纯铁素体钢化学成分wt%   

5   超级奥氏体钢   

超级奥氏体钢指Cr、Mo、N含量显著高于常规不锈钢的奥氏体钢，其中比较著名的是含6%Mo的钢（254SM

o），这类钢具有非常好的耐局部腐蚀性能，在海水、充气、存在缝隙、低速冲刷条件下，有良好的抗点蚀   

性能（PI≥40）和较好的抗应力腐蚀性能，是Ni基合金和钛合金的代用材料。

超级奥氏体钢的化学成分如表

7。

表7   超级奥氏体钢的化学成分   

注：

①点蚀指数PI   =Cr%+3.3Mo%+30N%。

   ②临界缝隙腐蚀温度CCT   =   -（45±5）+11Mo%。

超级奥氏体不锈钢热加工难度较大，一般认为杂质和低熔点金属在晶界富集、沉淀是造成奥氏体钢热脆性的   

主要原因，控制Mn≈0.5%、Cu≤0.7%、Si≤0.30%、S≤0.005%、Bi≤5×   10-6、Pb≤15×10-6有利于热加

工。

超级奥氏体钢的冷加工性能良好，其抗拉强度偏高，与一般奥氏体钢相比，要达到相同的软化效果，固

溶温度应提到1150～1200℃。

6   超马氏体不锈钢   

传统的马氏体不锈钢2～4Cr13和1Cr17Ni2缺乏足够的延展性，在冷顶锻变形过程中对应力十分敏感，冷加

工成型比较困难。

加之钢的可焊性比较差，使用范围受到了限制。

为克服马氏体钢的上述不足，近年人们已

找到一种有效途径：

通过降低钢的含碳量，增加镍含量，开发了一个新系列合金钢--超马氏体钢。

这类钢抗

拉强度高，延展性好，焊接性能也得到改善，因此超马氏体钢又称为软马氏体钢或可焊接马氏体钢。

超马氏体钢的典型显微组织为低碳回火马氏体组织，这种组织具有很高的强度和良好的韧性。

随镍含量和热

处理工艺的变化，某些牌号的超马氏体钢显微组织中可能有10～40%的细小弥散状残余奥氏体，含铬16%

的超马氏体钢中可能出现少量的δ铁素体。

进一步改善超马氏体钢性能的途径是获得晶粒更细的回火马氏体

组织。

近年来，各国不锈钢生产企业在开发低碳、低氮超马氏体钢方面做了很大努力，生产出一批适用于不同用途

的超马氏体不锈钢，几种典型的超马氏体钢化学成分如表8。

表8   典型超马氏体钢化学成分   （wt%）   

超马氏体钢的成分特点是在13%或17%Cr基础上降低C含量。

（＜0.03%或＜0.025%）和S含量（＜0.0

1%或＜0.005%），增加Ni   （4～6.5%）和Mo（最高2.5%）改善钢的焊接性能、韧性、耐蚀性能。

为获得   

好的低温性能，减少甚至完全消除显微组织中的铁素体是极为重要的，随着对低温冲击性能要求加严（从－

20℃降到－40℃）应选用Ni含量更高的牌号，同时在热加工过程应控制加热温度（＜1250℃）和加热时

间，防止产生高温δ铁素体相。

一般说来超马氏体钢锻造性能优于同类马氏体钢，即使锻造温度偏低，也可

以生产出无裂纹钢坯。

br>   与马氏体钢相比，超马氏体钢盘条的强度、硬度和塑性均高出很多，并且无论是

用完全退火还是球化退火的方法，都无法将盘条的强度（硬度）降到马氏体钢的水平。

超马氏体推荐采用6

50℃左右，长时间保温，然后空冷的退火工艺来实现软化，盘条退火后虽然强度（硬度）高，但拉拔塑性

很好（断面收缩率＞40%），可以按常规工艺拉拔。

一般经过两个循环的退火拉拔，钢丝的抗拉强度可以

降到950MPa以下。

阿维斯塔·谢菲尔德公司生产的248SV   （00Cr16Ni5Mo）钢淬回火成品的物理性能见表

9。

表表   9   248SV（00Cr16Ni5Mo）的物理性能   

超马氏体钢含碳量低，加入一定量的Mo相当于提高了铬的当量，再加上Ni的配合，耐蚀性能，特别是在含

二氧化碳和硫化氢介质中的耐蚀性能有很大的提高，现已在石油和天燃气开采、储运设备上得到广泛适用，

在水力发电，采矿、化工及高温纸浆生产设备上也极具应用前景。

br>   超马氏体钢丝主要用于制作压缩机和   

阀门的连杆及焊丝。

人们越来越多的用超马氏体钢取代双相不锈钢，原因在于作为结构体用钢，超马氏体钢

具备良好的耐蚀性能和低温冲击性，但其强度比双相钢高的多，制作零件可以减小壁厚，减轻重量，节约成   

本。

作为焊丝用钢，目前多用双相不锈钢焊丝，焊后因焊缝成分与基体成分差别较大，极易出现不均匀腐蚀

现象。

使用超马氏体钢焊丝，焊缝同样不需经热处理直接使用，可以选配与基体更接近的成分，减轻不均匀   

腐蚀。

更重要的是使用超马氏体钢代替双相钢材料成本可降低30%左右。

7   抗菌不锈钢   

随着经济的发展，不锈钢在食品工业、餐饮服务业和家庭生活中的应用越来越广泛，人们希望不锈钢器皿和

餐具除具有不锈、光洁如新的特点外，最好还具有防霉变、抗菌、杀菌功能，日本日新制钢为适应市场需

求，已研制开发了一系列抗菌不锈钢。

众所周知，有些金属，如银、铜、铋等具有抗菌、杀菌效果，所谓抗菌不锈钢，就是在不锈钢中加入适量的

具有抗菌效果的元素（如铜、银），生产出的钢材经抗菌性热处理后，具有稳定的加工性能和良好的抗菌性

能。

铜是抗菌的关键元素，加多少既要考虑抗菌性，又要保证钢具有良好稳定的加工性能。

铜的最佳加入量因钢

种而异，日新制钢开发的抗菌不锈钢化学成分如表10，铁素体钢中加铜1.5%，马氏体钢中加铜3%，奥氏   

体钢中加铜3.8%。

表10   各类抗菌不锈钢的化学成分   

研究表明：

铜与细菌直接接触是抗菌杀菌的先决条件，为此抗菌不锈钢首先要进行热处理，使高浓度的铜从

基体中析出，以ε-Cu相均匀弥散分布。

再经表面抛光处理，使ε-Cu暴露在金属表面，从而起抗菌作用。

试验   

结果证明，铁素体和马