不銹鋼一般屬性

316L與316不銹鋼是奧氏體不銹鋼，它們以鉬元素為形成基礎(chǔ)，它們與304不銹鋼相比，抗一般腐蝕及點腐蝕、裂隙腐蝕性更好、延展性更高、抗應(yīng)力腐蝕性能更強(qiáng)、耐壓強(qiáng)度及耐高溫性能更好。在要求更佳抗一般腐蝕和點腐蝕性能的領(lǐng)域，317L比316或316L更棒，因為317L含鉬量達(dá)3-4％，316和316L的含鉬量只有2-3％。

316 不銹鋼和316L 和317L銅-鎳-鉬不銹鋼還有非常好的加工性及成形性。

不銹鋼化學(xué)成分

化學(xué)成分ASTM A240， ASME SA-240如下表所示

不銹鋼成分

不銹鋼耐腐蝕性

一般腐蝕

316不銹鋼、316L不銹鋼和317L不銹鋼在普通環(huán)境下的耐腐蝕性比304不銹鋼更好。不腐蝕18-8不銹鋼的媒介，同樣不會腐蝕含鉬的不銹鋼。但含鉬的不銹鋼對硝酸之類的高氧化性酸耐腐蝕性不強(qiáng)。

在硫酸溶液中，316和317L比別的鉻-鎳類型不銹鋼等級耐腐蝕性更強(qiáng)。在溫度高達(dá)120°F（38°C） 的條件下，這兩個等級不銹鋼對高濃度溶液都有很好的耐腐蝕性。但是，在實際的使用中，酸濃度對腐蝕速率的影響相當(dāng)大，需要注意。

含鉬不銹鋼316和317L，對別的各種環(huán)境都有一定的耐腐蝕性。以下的腐蝕數(shù)據(jù)表明，這些不銹鋼在沸騰的20%磷酸溶液中，表現(xiàn)出優(yōu)越的耐腐蝕性。它們也被廣泛應(yīng)用于處理熱有機(jī)酸和脂肪酸。食物，醫(yī)藥產(chǎn)品的制作和處理，一般用到含鉬的不銹鋼，因為這樣可以盡量削減金屬污染。

一般來說，在相同的環(huán)境條件下，316，316L可以看成和317L的性能相當(dāng)。但是在可以引起焊接，熱影響區(qū)晶間腐蝕的環(huán)境下例外。在這樣的媒介，316L和317L更常被選用，由于含碳量低，能夠提高耐晶間腐蝕性。

不銹鋼一般腐蝕

點腐蝕/隙腐蝕

鉻，鉬，氮含量增加，可以提高奧氏體不銹鋼在氯化物或其他鹵素離子環(huán)境下的耐點腐蝕/隙腐蝕性。點腐蝕通過PREN（點蝕當(dāng)量）來計算，PRE = Cr+3.3Mo+16N。316，316L的PREN=24.2， 304的PREN=19.0， 這就反映了316（或316L）耐點腐蝕性比304好。317L，鉬含量達(dá)31%，PREN=29.7，說明比316耐點腐蝕性更好。

304不銹鋼在含100ppm 氯化物的水環(huán)境下，具有耐點腐蝕和耐隙腐蝕性。含鉬的316和317L，分別在含2000ppm和5000ppm氯化物的水環(huán)境下，具有耐點腐蝕和耐隙腐蝕性。盡管這兩種不銹鋼在海水環(huán)境下（氯化物含量19000ppm）使用取得一定成效，但是不建議這樣使用。2507不銹鋼，鉬含量4%，鉻含量25%，鎳含量7%是專門用于咸水環(huán)境的。316，317L只適用某些海洋環(huán)境的應(yīng)用，如船只導(dǎo)軌，海洋附近建筑物外墻等。316，317L不銹鋼在100小時5%鹽霧測試中，都沒有出現(xiàn)腐蝕。

粒間腐蝕

316，317L不銹鋼處于800°F至 1500°F (427°C至 816°C)溫度下，可能引起碳化鉻在晶界沉淀。這類不銹鋼暴露在苛刻環(huán)境下，容易形成粒間腐蝕。但是短暫暴露的時候，如焊接時， 317L由于較高的鉻，鉬含量，比316更能抵御粒間腐蝕。當(dāng)焊接厚度超過11.1mm時，即使是317L不銹鋼，也需要做退火處理才行。

如果焊接后不能做退火處理或需要做低溫應(yīng)力消除處理時，采用316L和317L可以有效避免粒間腐蝕。在焊態(tài)和暴露在800 to 1500°F (427 to 826°C)溫度范圍內(nèi)，這兩種不銹鋼有耐腐蝕性。需要做應(yīng)力消除處理的容器，在此溫度范圍內(nèi)做短時間處理，不會影響金屬正常的耐腐蝕性能。L等級的大型鋼材經(jīng)過退火后，無需做高溫加速冷卻處理。

316L，317L和對應(yīng)的高碳含量不銹鋼相比，具有同等的耐腐蝕性和機(jī)械性能，在容易產(chǎn)生粒間腐蝕的應(yīng)用中，這兩種不銹鋼更是具有額外的優(yōu)勢。在焊接和應(yīng)力消除遇到的短暫熱力，盡管不足以引起粒間腐蝕，但是值得注意的是，連續(xù)或者長期暴露在800到 1500°F (427 到826°C)的溫度范圍內(nèi)，對這兩種不銹鋼來說都是有害的。在1100到1500°F (593 到 816°C)溫度范圍下做應(yīng)力消除處理，可能對這類不銹鋼引起輕微脆裂。

不銹鋼粒間腐蝕

應(yīng)力腐蝕龜裂

在鹵化環(huán)境下，奧氏體不銹鋼容易受應(yīng)力腐蝕龜裂的影響。盡管316，317L由于含有鉬，比18Cr-8Ni不銹鋼一定程度上具有較好的耐應(yīng)力腐蝕龜裂性，但是它們?nèi)匀皇潜容^容易受影響的。產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕龜裂的條件包括：（1）鹵化物的存在（一般來說是氯化物）；（2）殘余張應(yīng)力；（3）溫度超過120°F (49°C)。

焊接過程中，冷變形或熱循環(huán)可以產(chǎn)生應(yīng)力。退火，應(yīng)力消除熱處理可以有效減少應(yīng)力，因此，減低了材料對鹵化物應(yīng)力腐蝕龜裂的敏感性。低碳的L等級，在耐應(yīng)力腐蝕龜裂方面沒有特殊優(yōu)勢，但是在應(yīng)力消除狀態(tài)下作業(yè)時，L等級是仍然是首選，因為這樣的環(huán)境下可能引起粒間腐蝕。

不銹鋼鹵化物腐蝕

抗氧化性

316，317L具有可觀的抗氧化性，在大氣環(huán)境下，溫度即使到達(dá)1600 至1650°F (871 至 899°C)，銹皮產(chǎn)生率也比較低。一般來說，316的性能稍次于304不銹鋼，因為304的鉻含量稍高（18%，316鉻含量16%）。氧化率通常受大氣和作業(yè)環(huán)境所影響，因此無法提供確切的氧化率供參考。

不銹鋼物理性能

結(jié)構(gòu)

適當(dāng)退火后，317，316不銹鋼主要是奧氏體。少量鐵素體或許會出現(xiàn)。當(dāng)從800 至 1500°F (427 至 816°C)，慢慢冷卻，會產(chǎn)生碳化物沉淀，這時結(jié)構(gòu)由奧氏體和碳化物構(gòu)成。

熔化范圍: 2450 to 2630°F (1390 to 1440°C)

密度: 0.29 lb/in3 (8.027 g/cm3)

抗拉彈性模數(shù):29 x 106 psi (200 Gpa)

剪切模量:11.9 x 106 psi (82 Gpa)

線性熱膨脹系數(shù)：

不銹鋼線性熱膨脹系數(shù)

熱傳導(dǎo)

金屬的總傳導(dǎo)系數(shù)除了由金屬的熱傳導(dǎo)性決定以外，還取決于其他因素。18-8不銹鋼不銹鋼具有保持表面清潔的性能，和其他熱傳導(dǎo)系數(shù)高的金屬相比，18-8不銹鋼的熱傳導(dǎo)性能往往更好。

比熱

不銹鋼熱傳導(dǎo)

電阻率

不銹鋼電阻率

磁導(dǎo)率

奧氏體不銹鋼在退火狀態(tài)和完全奧氏體狀態(tài)下是無磁性的。316，317L在退火狀態(tài)下，在200H情況下，磁導(dǎo)率一般低于1.02。冷變形材料的磁導(dǎo)率因金屬成分的不同和冷變形程度的不同而有所不同，但是通常來說，都比退火材料的磁導(dǎo)率高。

不銹鋼機(jī)械性能

室溫下的機(jī)械性能
已退火的316，316L，317L奧氏體不銹鋼板，ASTM標(biāo)準(zhǔn)A240， ASME標(biāo)準(zhǔn)SA-240，要求的最低機(jī)械性能如下表所示：

不銹鋼機(jī)械性能

冷作的作用
奧氏體不銹鋼在室溫或者微升溫環(huán)境下冷變形，可增加強(qiáng)度，但是同時也降低了延伸率。316，316L，317L的平軋產(chǎn)品通常是退火狀態(tài)下的。

成分分析

不銹鋼成分

316（樣本抗拉測試程序）

316不銹鋼抗拉樣本測試1

316不銹鋼抗拉樣本測試2

應(yīng)力破壞和蠕變特性

溫度在1000°F (538°C)以上，奧氏體不銹鋼應(yīng)注意蠕變和應(yīng)力破壞，蠕變強(qiáng)度和應(yīng)力破壞強(qiáng)度在不同研究者的報告中有不同的數(shù)值。

沖擊阻力

已退火的奧氏體不銹鋼即使在低溫條件下，仍然能保持較高的沖擊阻力，再加上低溫硬度和加工性等特性，因此被廣泛應(yīng)用于低溫環(huán)境下作業(yè)。夏氏V形沖擊試驗的數(shù)據(jù)如下表所示：

不銹鋼沖擊試驗

疲勞強(qiáng)度
金屬材料在無限多次交變載荷作用下而不破壞的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度或疲勞極限。奧氏體不銹鋼的疲勞強(qiáng)度一般來說是抗拉強(qiáng)度的35%。在實際作業(yè)中，疲勞強(qiáng)度也會受其他因素影響，如：腐蝕情況，應(yīng)力形式，表面平滑度等。因此，無法給出疲勞極限的確切數(shù)值。

熱處理

退火

退火狀態(tài)下的奧氏體不銹鋼可以直接使用。在加工中或加工后，可能需要做熱處理，用于去除冷成型產(chǎn)生的副作用和溶解沉淀的碳化鉻。316，317L固溶退火在1900 至 2150°F (1040 至 1175°C)溫度范圍內(nèi)完成，然后根據(jù)材料的厚度，決定進(jìn)行空氣冷卻還是水淬。材料要迅速從1500 至 800°F (816 至 427°C)冷卻下來，避免碳化鉻再沉淀以及提供最佳的耐腐蝕性。材料從退火溫度冷卻到暗熱的時間應(yīng)少于3分鐘。

316，317L不能通過熱處理硬化。

鍛造

不銹鋼鍛造

不銹鋼加工

奧氏體不銹鋼，包括316，317L，通常被加工成各種各樣的部件。加工方法有穿孔，成形等，所用設(shè)備和加工碳鋼的設(shè)備基本上一樣。奧氏體不銹鋼的可觀延展性，通過彎曲，拉伸，深拉等方法，很容易達(dá)到成形。然而，奧氏體不銹鋼本身強(qiáng)度和硬化性能較大，因此加工奧氏體不銹鋼的功率要求比碳鋼大得多。

焊接

奧氏體不銹鋼被認(rèn)為是最容易焊接的不銹鋼，可以用所有的融合物焊接，也可以進(jìn)行電阻焊接。焊接點要考慮兩個重要因素1）避免硬化裂紋；2）保持焊口和熱影響區(qū)的耐腐蝕性。

焊接完全奧氏體結(jié)構(gòu)的金屬，在焊接操作中更容易形成裂紋。因此，316，316L，317L不銹鋼中添加了少量的鐵素體，降低材料的裂紋敏感性。

在腐蝕環(huán)境下使用的焊接件，建議使用低碳的316L和317L焊基金屬和焊料。焊接金屬含碳量越高，越容易產(chǎn)生碳化物沉淀（敏化作用），這可能導(dǎo)致粒間腐蝕。低碳的L等級，可以有效降低和避免敏化作用。

高鉬含量的焊堆在苛刻的環(huán)境下，由于鉬的微偏析，可能導(dǎo)致耐腐蝕性下降。要克服這種副作用，應(yīng)該提高焊料的鉬含量。317L在某些苛刻的應(yīng)用中，焊堆的鉬含量要達(dá)到4%或者更高。904L不銹鋼（AWS ER 385， 4.5% Mo）或625不銹鋼（AWS ERNiCrMo-3， 9% Mo）常被用做這種焊料。

在焊接區(qū)域應(yīng)該避免銅和鋅的污染，因此這兩種成分會形成低熔點的化合物，導(dǎo)致焊接裂紋。