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　　摘要：通过对304和316不锈钢化学成分、力学性能以及耐腐蚀性能的比较分析，以便指导其在工业上的应用。

　　1.前言

　　304和316以及其低碳型不锈钢作为市场上常见的奥氏体不锈钢，由于具有良好的综合性能（耐腐蚀和机械加工性），被广泛应用于阀门领域，包括火电，核电，石化，冶金等领域。

　　2.化学成分

　　304及其低碳型不锈钢与316及其低碳型不锈钢比较，304的铬含量较高，镍含量较低，

　　铬在钢中的作用：[1]

　　（1）铬可提高钢的强度和硬度。

　　（2）铬可提高钢的高温机械性能。

　　（3）使钢具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性。

　　（4）阻止石墨化。

　　（5）提高淬透性。

　　缺点：①铬是显著提高钢的脆性转变温度；②铬能促进钢的回火脆性。

　　镍在钢中的作用：

　　（1）可提高钢的强度而不显著降低其韧性。

　　（2）镍可降低钢的脆性转变温度，即可提高钢的低温韧行。

　　（3）改善钢的加工性和可焊性。

　　（4）镍可以提高钢的抗腐蚀能力，不仅能耐酸，而且能抗碱和大气的腐蚀。

　　钼在钢中的作用：

　　（1）钼对铁素体有固溶强化作用。

　　（2）提高钢热强性。

　　（3）抗氢侵蚀的作用。

　　（4）提高钢的淬透性。

　　缺点：钼的主要不良作用是它能使低合金钼钢发生石墨化的倾向。

　　3.热处理制度

　　5.性能比较

　　304和316型不锈钢均是按照美国ASTM标准生产的不锈钢的牌号，是通用性的不锈钢材料，均为奥氏体不锈钢。[3]

　　304（18Cr-8Ni）近似于我国的0Cr18Ni10，是最普通实用的钢种。耐腐蚀、耐热性、低温强度、机械性能良好。常温加工性能良好，热处理后不产生硬化。

　　304L（1Cr18-8Ni-LowC）为低碳304钢的变种，近似于我国的00Cr19Ni10。耐腐蚀性在普通状态下与304相似，但较低的碳含量使其具有良好的抗晶间腐蚀性。

　　316（18Cr-12Ni-2.5Mo）近似于我国的0Cr17Ni12Mo2，因添加了元素Mo比304更具耐蚀性，它的耐蚀孔、耐高温强度优良，加工硬化性好，常使用在恶劣环境中。

　　316L（18Cr-12Ni-2.5Mo-LowC）近似于我国的00Cr17Ni12Mo2，是低碳316钢，不仅保留316钢的特点，而且耐晶间腐蚀能力良好。

　　5.1耐腐蚀性

　　304具有良好的耐腐蚀性，在一般的酸碱腐蚀环境中都可使用。[2]由于价格比316低，所以应用十分广泛。而通常情况下316的耐腐蚀性（主要是在高温环境下）比304更好。316可用于高温条件下（浓度介于15%～85%）的硫酸环境。316因含有钼，还具有良好的抗氯化物侵蚀的性能。此外，当316L在用于尿素生产装置中时，由于尿素及其中间产物（氨基甲酸铵）在高温（100～200℃）及高压（10～11MPa）下腐蚀性非常强烈，因而要提出更加严格的附加要求。

　　由于304L与316L含碳量较低，因此具有较好的抗晶间腐蚀性。

　　5.2耐低温性

　　304、304L从-20℃左右开始，一直到-253℃接近绝对零度的温度范围内均可使用。在-100℃以上的低温范围使用时，往往主要利用它优良的低温性能。其不足之处室温强度较低，而且在超低温下使用时，还要特别注意奥氏体组织的稳定性和由于敏化所产生的脆性。304在-196℃以下使用时，有降低韧性的危险。需要热加工和焊接的构件，如随后不能进行热处理的话，则会使材料受到敏化，低温韧性降低更大。因此，使用条件若为-196℃以下的超低温，则以304L更为合适。

　　316、316L由于含镍量高，其奥氏体稳定性较高，所以可在超低温领域作为超导和磁性熔化装置结构零件的重要材料。

　　5.3耐热性

　　四种材料在高温中均具有较好的耐氧化性能。但随着温度升高至450℃时，304L与316L的强度急剧下降，因此GB150不推荐304L与316L使用在425℃及450℃以上。同时，GB150还规定奥氏体不锈钢的使用温度高于525℃时，钢中含碳量应不小于0.04%。

　　5.4焊接性及机加工性

　　四种材料均具有良好的焊接工艺性能和良好的塑性、韧性、冷变形性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。也具有较好的机加工性。

　　6.结论

　　304在工业中广泛用于腐蚀的部位，阀门、锅炉、换热器、过热器等。304L用于抗晶间腐蚀性要求高的石油、火电行业的耐热零件以及热处理有困难的零件。316总的性能优于304不锈钢，适用于防氯离子腐蚀的环境中，用作耐点蚀材料。因添加Mo其耐大气腐蚀性的高温强度较好，常用于化工、容器、管线设备及零件。316L高温性能稍差，但耐蚀性好于316，由于含碳量低且含Mo，提高了还原性盐和各种无机酸、碱、盐类的耐腐蚀性能，同时高温性强度和高温抗氧化性也很好。可用于焊接后不能进行退火和用于对晶间腐蚀性有特别要求的产品。在实际工业设计中，根据具体的环境和使用范围，选择最合适的材料加以应用。

　　参考文献

　　[1]陈伟勇.煤化工装置304不锈钢管道腐蚀失效的分析及对策.煤矿机械，2008：29（4）100～102

　　[2]杨钢，赵兴东，史凤岭，黄爱华，马凤春，李昌永.合金元素对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响——铬（2）.特钢技术，2010：4Vol.16（65）

　　[3]梁潞华.304、304L、316、316L在化工容器上的应用.化学工程与装备，2009：254～62