不锈钢管国内外标准uvq.pptx

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1、国内外不锈钢管标准比较结合讲解不锈钢管制造工艺 XX不锈钢管有限公司 总工程师xx 1一中国标准体系,不锈钢钢号表示方法和比较：1中国不锈钢牌号 中国的不锈钢和耐热钢牌号采用规定的合金元素符号和阿拉伯数字表示。一般在牌号的第一位用一位阿拉伯数字表示平均含碳量，（以千分之几表示），当含碳量上限小于等于0.08%时以“0”表示含碳量，GB/T20878-2007规定按“06”表示；如0Cr18Ni9的碳含量为0.08%,一般在0.04-0.08%,中限为0.06%,新标准按“06Cr19Ni10”表示.又如1Cr18Ni11Ti的碳含量为0.04-0.10%，平均含量为0.07%，新标准为07Cr

2、19Ni11Ti。21 中国不锈钢牌号 当含碳量上限小于等于0.03%时（超低碳）以”00”表示含碳量，GB/T20878-2007规定按“022”表示，如“00Cr19Ni10”改为“022Cr19Ni10”，碳含量一般为0.015-0.030%，中限为0.022%；合金元素平均含量用数字表示，当合金元素平均含量小于1.5%时，牌号中仅表明元素符号,一般不表明含量；如GB/T14976 0Cr18Ni9的铬含量为17-19%，GB20878 06Cr19Ni10的铬含量为18-20%。3中国不锈钢牌号 美国牌号 中国牌号 中国新牌号 304 0Cr18Ni9 06Cr19Ni10 304H

3、1Cr18Ni9 07Cr19Ni10 304L 00Cr19Ni10 022Cr19Ni10 316 0Cr17Ni12Mo2 06Cr17Ni12Mo2 316L 00Cr17Ni14Mo2 022Cr17Ni12Mo2 310S 0Cr25Ni20 06Cr25Ni20 316N 0Cr17Ni12Mo2N 06Cr17Ni12Mo2N 317 0Cr19Ni13Mo3 06Cr19Ni13Mo3 317L 00Cr19Ni13Mo3 022Cr19Ni13Mo3 321 0Cr18Ni10Ti 06Cr18Ni11Ti 347 0Cr18Ni11Nb 06Cr18Ni11Nb4中国不锈

4、钢管标准 GB/T17395-1998无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T21835-2008焊接钢管尺寸及单位长度重量 GB/T14975-2002结构用不锈钢无缝钢管 GB/T14976-2002流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T13296-2007锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T9948-2006石油裂化用无缝钢管 GB/T5310-1995高压锅炉用无缝钢管 GB/T12771-2008流体输送用不锈钢焊接钢管 GB/T21833-2008奥氏体-铁素体双相不锈钢无缝钢管 GB/T21832-2008奥氏体-铁素体双相不锈钢焊接钢管 HG/T20537.4-1992化工

5、装置用奥氏体不锈钢大口径焊接钢管技术条件 YB/T2008-1980不锈钢无缝钢管管坯5中国不锈钢标准体系 国家标准（GB，GB/T）行业标准（YB/T，JB/T，CJ/T等）地方标准(DB/T)企业标准(QB/T)强制性标准 推荐性标准6 表1.不锈钢和耐热钢牌号对照统一数字代号GB/T20878-2007GB/T221-2000ASTM A959-04S3040806Cr19Ni10 0Cr18Ni9 S30400，304S30403022Cr10Ni10 00Cr19Ni10 S30403,304LS3040907Cr19Ni10 S30409,304HS3045806Cr19Ni10N

6、 0Cr19Ni10N S30451,304NS3100806Cr25Ni20 0Cr25Ni20 S31008,310SS3160806Cr17Ni12Mo2 0Cr17Ni12Mo2 S31600,316S31603022Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 S31603,315L7表2.不锈钢和耐热钢牌号对照GB/T221-2000 ASTM A959-04 JIS G4303-1998EN10088，1-19950Cr18Ni9 S30400，304 SUS304X5CrNi18-10，1.430100Cr19Ni10 S30403,304L SUS304LX2CrNi1

7、9-11,1.4306S30409,304H SUH304HX6CrNi18-10,1.49480Cr19Ni10N S30451,304N SUS304N1X5CrNiN19-9,1.43150Cr25Ni20 S31008,310S SUS310SX12CrNi23-12,1.48450Cr17Ni12Mo2 S31600,316 SUS316X5CrNiMo17-12-2,1.440100Cr17Ni14Mo2 S31603,315L SUS316LX2CrNiMo17-12-2,1.440482 美国不锈钢牌号：SAE美国汽车工程师协会和ASTM美国材料与试验协会的“金属与合金统一数字

8、代号体系”（UNS体系）与美国钢铁协会AISI体系的不锈钢牌号见表3：表39表3 美国不锈钢牌号 表示方法UNS体系SAE体系AISI体系组别举例 UNS体系 SAE体系 AISI体系S1 63 沉淀硬化不锈钢S17400 17-4PH630S2 3022铬锰镍奥氏体 不锈钢S20200 30202202S3 3033铬镍奥氏体 不锈钢S30400 30304304S4 5144高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢S40300 51403403S5 5155低铬马氏体钢S50100 5150150110二美国不锈钢管标准体系 第一层次：ASTM A999/A999M-2004 合金及不锈钢管通用要求标

9、准规范 ASTM A1016/A1016M-2004 铁素体合金钢和奥氏体合金钢管子通用要求11美国不锈钢管标准体系 第一层次：美国不锈钢无缝钢管的尺寸规格主要依据美国机械工程师协会标准ASME B36.10M-2004“焊接和无缝钢管”。该标准规定了钢管的外径系列和各外径钢管的壁厚系列，以及单位长度钢管的重量。ASTM A530/A530M-2003“专门用途碳钢和合金钢公称管通用要求标准技术条件”；ASTM A450/A450M2004“碳素钢管、铁素体合金钢管及奥氏体合金钢管一般要求规格”12美国不锈钢管标准体系 第二层次：美国不锈钢无缝钢管的化学成份和技术要求主要依据美国材料与试验协会

10、标准：ASTM A269/A269M-2004 普通无缝和焊接奥氏体不锈钢管规范；ASTM A268/A268M-2005a 普通无缝和焊接铁素体和马氏体不锈钢管规范；ASTM A789/A789M-2005b 普通无缝和焊接铁素体/奥氏体不锈钢管规范；ASTM A632-2004 普通无缝和焊接奥氏体不锈钢管（小直径）规范；13美国不锈钢管标准体系 第三层次：美国各种特殊要求不锈钢管依据以下标准：ASTM A312/A312M-2006“无缝焊接冷加工奥氏体不锈钢管规范”；ASTM A213/A213M2004“无缝铁素体和奥氏体合金钢锅炉管、过热器管和热交换器管标准规范”；ASTM A24

11、9/A249M2004“焊接的奥氏体钢锅炉、过热器、热交换器和冷凝器管规范”ASTM A250/A250M2005“锅炉和过热器用电阻焊铁素体合金钢管规格”ASTM A2702003“卫生用奥氏体不锈钢无缝和焊接钢管”ASTM A335/A335M2006“高温用无缝铁素体合金钢管规范”ASTM A358/A358M2005“高温设备与通用设备用电熔焊奥氏体铬镍不锈钢管规规范”ASTM A376/A376M2006“高温中心站用无缝奥氏体钢管规范”ASTM A409/A409M2005“腐蚀或高温下使用的大直径奥氏体焊接钢管规范”ASTM A688/A688M2004“给水加热器用奥氏体不锈钢

12、焊接管规范”ASTM A814/A814M2005“冷加工焊接奥氏体不锈钢管规范”14美国不锈钢管标准体系 美国不锈钢管标准应分为三个层次，第二层次比第一层次严，第三层次比第二层次严；据用户要求，如用户要求执行第三层次的标准，我们应按第三层次的标准组织生产，某些要求在第三层次标准中不明确的应执行相关的第一、二层次的标准，如化学成份往往在第二层次的标准中规定得较详细，而尺寸规格往往在第一层次的标准里规定得较详细。15美国标准化相关机构 AISI 美国钢铁学会 ANSI美国国家标准学会 API 美国石油学会 ASME美国机械工程师学会 ASTM美国材料与试验学会 AWS 美国焊接学会 ASM美国金

13、属学会 ACI美国铸造学会 SAE美国汽车工程师协会 ASTM（钢铁标准的分类号是“A”，试验方法分类号为“E”ASTM A213/A213M-2004锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管 ASME（钢铁标准的分类号是“SA”，试验方法分类号为“E”ASME SA213/SA213M-2004锅炉、过热器和换热器用无缝铁素体和奥氏体合金钢管 采用英制单位和SI单位（国际单位制）的双重单位标准163 日本不锈钢钢牌号 日本常用标准为JIS标准，即日本工业标准委员会标准，如：配管用不锈钢管SUS304TP牌号中S：Steel(钢)；U：Use(用途)；S：Stainless(不锈钢)；

14、T：Tube(管)；P：Pipe(管)；机械结构用不锈钢管SUS304TKA牌号中S：Steel(钢)；U：Use(用途)；S：Stainless(不锈钢)；T：Tube(管)；K：(结构)；其他不锈钢管牌号含义如下：不锈钢清洁管SUS304TBS牌号中S：Steel(钢)；U：Use(用途)；S：Stainless(不锈钢)；TB：Tube(管)；S：Sanitary(清洁)；锅炉及热交换器用不锈钢管SUS304TB牌号中S：Steel(钢)；U：Use(用途)；S：Stainless(不锈钢)；T：Tube(管)；B：Boiler(锅炉)配管用电弧焊大口径不锈钢管SUS304TPY牌号中S

15、：Steel(钢)；U：Use(用途)；S：Stainless(不锈钢)；T：Tube(管)；Y：（焊接）17日本标准化相关机构 日本工业标准 JIS 日本轻金属工业协会 LIS 日本无损检验协会 NDIS JIS 日本工业标准（目前共有18类部门）与我们钢铁有关的：JIS G（钢铁）、JIS K（化学）、JIS Z（包括试验方法、焊接等），按JIS标准内容的性质分为：产品标准、试验方法标准、基础标准。184.德国不锈钢牌号 德国DIN标准的不锈钢钢牌号表示方法：X表示为高合金钢；随后是表示钢平均含碳量为万分之几的数字和按含量多少依次排列的合金元素的化学符号；最后是标明合金元素含量的平均百分值

16、（按四舍五入化为整数）例X10CrNi188-(C)为0.10%；（Cr）为18%；（Ni）为8%的不锈钢。19德国标准化机构 DIN德国工业标准委员会 DIN与欧洲标准EN和国际标准ISO的关系 CEN欧洲标准化委员会 DIN EN代替了DIN标准 SEL联邦德国（钢铁学会）钢铁交货条件 SES德意志民主共和国钢铁标准目录 SEW联邦德国钢铁工程师协会钢铁材料篇 VDI联邦德国工程师学会20欧盟标准 美标 欧标钢名 欧标钢号 304 X5CrNi18-10 1.4301 304L X2CrNi19-11 1.4306 304H X6CrNi18-10 1.4948 304N X5CrNi19

17、-9 1.4315 316 X5CrNiMo17-12-2 1.4401 316L X2CrNiMo17-12-2 1.4404 316H X3CrNiMo17-13-3 1.4436 316LN X2CrNiMoN17-13-3 1.442921欧盟标准 美标 欧标钢名 欧标钢号 前苏联 321 X6CrNiTi18-10 1.4541 08X18H10T 321H X7CrNiTi18-10 1.4541 12X18H11T 347 X6CrNiNb18-10 1.4550 08X18H12 310 X15CrNi25-21 1.4821 20X25H20C2 310S X12CrNi23

18、-21 1.4845 10X23H18 S31803 X2CrNiMoN22-5-3 1.4462 430 X6Cr17 1.4016 12X17225 英国不锈钢牌号 第一位数字为3和4，其中 3-为奥氏体不锈钢系列。4-为马氏体和铁素体不锈钢系列。第二、三位数字表示不同组别的顺序号，并且多数常用牌号与美国钢铁协会（AISI）的数字体系一致。第四位数字“S”为该类钢广义的特征（S为“Stainless”的第一个字母）第五、六位数字表示基本成份相同的钢组中不同牌号的区分号。23表4。英国不锈钢管牌号合金系列组别类型 牌号举例301 17%Cr-7Ni%301S21-表示17%Cr-7Ni%的奥

19、氏体不锈钢302 18%Cr-9%Ni-0.15%C(最大)302S25-表示18%Cr-9%Ni,0.12%C的奥氏体不锈钢304 18%Cr-10%Ni-0.09%C(最大)304S12-表示18%Cr-10%Ni,0.03%C的奥氏体不锈钢305 18%Cr-12%Ni-0.10%C(最大)305S19-表示18%Cr-12%Ni-0.10%C奥氏体不锈钢309 23%Cr-15%Ni 309S24-表示23%Cr-15%Ni的奥氏体耐热钢310 23%Cr-20%Ni 310S24-表示23%Cr-20%Ni的奥氏体耐热钢316 17%Cr-12Ni%-2%Mo 316S16-表示17

20、%Cr-12Ni%-2%Mo-0.07%C奥氏体不锈钢317 18%Cr-12Ni%-3%Mo 317S12-表示18%Cr-12Ni%-3%Mo,0.03%C的奥氏体不锈钢321 18%Cr-9%Ni-Ti-0.12%C(最大)321S20-表示18%Cr-9%Ni-Ti-0.12%C奥氏体不锈钢347 18%Cr-9%Ni-Nb-0.09%C(最大)347S17-表示18%Cr-9%Ni-Nb-0.08%C奥氏体不锈钢349 21%Cr-4%Ni-N 349S52-表示21%Cr-4%Ni-含N奥氏体不锈钢410 12%Cr-0.15%C(最大)410S21-表示12%Cr-0.090.1

21、5%C的马氏体不锈钢420 12%Cr-0120.4%C 420S45-表示12%Cr-0.280.36%C的马氏体不锈钢430 17%Cr 430S15-表示17%Cr的铁素体不锈钢246。其他国外标准 法国标准（NF）波兰标准（PN，PKN）澳大利亚标准（SAA）瑞士标准（SNV，VSM）俄罗斯标准()257国际标准化机构 ISO 国际标准化组织 IEC 国际电工委员会标准 CEE 国际电气设备管制委员会标准 ICAO国际民用航空组织标准269.表5 各标准试验方法比较化学成份拉伸试验 洛氏硬度压扁 扩口水压ASTM A312 ASTMA213 ASTMA269 ASTMA511 ASTM

22、A789 ASTMA790 JISG3459 JISG3463 DIN EN 10297 DIN EN 10216 GB/T14975-02 GB/T14976-02 GB/T13296 279.表6 各标准试验方法比较超声检测涡流晶间腐蚀试验晶粒度 表面质量尺寸ASTM A312 ASTMA213 ASTMA269 ASTMA511 ASTMA789 ASTMA790 JISG3459 JISG3463 DIN EN 10297 DIN EN 10216 GB/T14975-02 GB/T14976-02 GB/T13296 28各标准试验方法比较 表示标准规定必需做的试验。表示双方协商或对

23、方要求时才做试验。表示水压试验可用超声波或者涡流探伤试验代替。对于304H、316H、347H必须进行晶粒度检验。外径小于101.6mm的管子仅依订货协议船用管需要进行晶间腐蚀试验。29二.ASME B36与GB/T17395比较 ASME B36.10M-2004“焊接无缝钢管”与GB/T17395-1998“无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差”相比较如下：1外径：GB/T17395外径有3个系列，ASME B36.10M的外径相当于GB/T17395的系列1。2壁厚：GB/T17395标准对每一个外径规定了多个壁厚，但多个壁厚之间缺乏内在连系；但ASME B36.10M标准对每一个外径也规

24、定了多个壁厚，但其中一个壁厚为标准壁厚STD、一个加厚壁厚（XS）、一个特厚壁厚（XXS）；并规定了Schedule40、Schedule80、Schedule120、Schedule160的多个等级壁厚，对于不同的直径的钢管，同一级别的壁厚，可以承受差不多的流体压力，以便使用者选用。30二ASME B36与GB/T17395比较 3重量 GB/T17395规定的重量计算公式：W=（3.14159/1000）（D-S）S-(3)式中：W钢管理论重量，/m；-钢的密度，/dm3；D钢管公称外径，mm；S钢管公称壁厚，mm。ASME B36.10M规定的重量计算公式：W=0.0246615（D-S

25、）S-(4)式中：W钢管理论重量，/m；D钢管公称外径，mm；S钢管公称壁厚，mm。其实二个公式是一样的,如果把碳钢的密度7.85/dm3代入:3.141597.85/1000=0.0246615-(5)4.允许偏差应执行ASTM A269、ASTM A268、ASTM A789或GB/T14976.。313重量 而对于1Cr18Ni9(302),0Cr18Ni9(304),0Cr18Ni11Ti(321),1Cr18Ni9Ti的计算公式应为:W=0.024913（D-S）S-(6)而对于0Cr25Ni20(310S),0Cr17Ni12Mo2(316),0Cr18Ni11Nb(347),00

26、Cr17Ni14Mo2(316L)的计算公式应为:W=0.02507（D-S）S-(6)32表7 各牌号不锈钢管的密度，单位/dm333重量计算 而对于1Cr18Ni9(302),0Cr18Ni9(304),0Cr18Ni11Ti(321),1Cr18Ni9Ti的计算公式应为:W=0.024913（D-S）S 而对于0Cr25Ni20(310S),0Cr17Ni12Mo2(316),0Cr18Ni11Nb(347),00Cr17Ni14Mo2(316L)的计算公式应为:W=0.02507（D-S）S34三GB/T14976和GB/T14975标准比较 GB/T14976-2002“流体输送用不

27、锈钢无缝钢管”和GB/T14975-2002“结构用不锈钢无缝钢管”的最大差别是：流体输送用不锈钢无缝钢管应逐根进行液压试验或超声速检验、涡流检验；GB/T14975-2002“结构用不锈钢无缝钢管”规定根据需方要求，并在合同中注明才做液压试验或超声速检验、涡流检验；试验方法同GB/T14976-2002“流体输送用不锈钢无缝钢管”。35不锈钢管生产工艺流程36四 无损检测 液压试验按GB/T241“金属管液压试验方法”进行，试验压力按（1）式计算，P=2SR/D-（1）式中P-试验压力，单位为兆帕（MPa），1MPa=106 Pa，1 Pa=1N/m2，1MPa=1N/mm2；S-钢管的公称

28、壁厚，单位为毫米（mm）；D-钢管的公称外径，单位为毫米（mm）；R-允许应力，规定为抗拉强度的40%，单位为兆帕（MPa）；其数值接近钢管规定非比例伸长应力p0.2/MPa，详见表3。37钢管允许使用压力的计算 如一根不锈钢管,外径为219,壁厚6mm，计算该钢管能承受多少压力的流体？P=2SR/D-（1）试验压力：无缝管 520 0.4 MPa 允许使用压力：MPa 焊管 205 0.5=5.62 MPa38钢管允许使用压力的计算 1Pa=1牛顿/平方米 1MPa=1牛顿/平方亳米 1公斤力=10牛顿 1大气压=1公斤力/平方厘米 1MPa=10大气压 1大气压=10米高水柱压力 1MPa

29、=100米高水柱压力39钢管允许使用压力的计算 P=2SR/D-（1）GB/T14976：水压试验压力=2*壁厚*520*0.4/外径 20 MPa GB/T12771、HG20537、GB13296 20Mpa ASTMA312、ASTM A530、ASTMA999 19 MPa ASTMA213、ASTMA10167MPa 水压试验压力=2*壁厚*205*0.5/外径40钢管允许使用压力的计算 BS EN10216、BS EN102177MPa、GB9948、GB531020 Mpa 水压试验压力=2*壁厚*205*0.7/外径 GB/T12771 水压试验压力=2*壁厚*205*0.5/

30、外径 10 Mpa 允许使用压力：41表8 主要钢种的抗拉强度牌号 AISI JIS b/Mpa p0.2/Mpa0Cr18Ni9 TP304 SUS304TP 520 20500Cr19Ni10 TP304L SUS304LTP 480 1750Cr17Ni12Mo2 TP316 SUS316TP 520 20500Cr17Ni14Mo2 TP316L SUS316LTP 480 17500Cr18Ni10N TP304LN SUS304LNTP 550 24500Cr17Ni13Mo2N TP316LN SUS316LNTP 550 2450Cr19Ni13Mo3 TP317 SUS317

31、TP 520 20500Cr19Ni13Mo3 TP317L SUS317LTP 480 1750Cr18Ni10Ti TP321 SUS321TP 520 20542表9.各标准规定的水压试验压力标准钢管名称RGB/T 14976流体输送用不锈钢无缝钢管R=40%RmASTM A312无缝和焊接及冷加工奥氏体不锈钢管R=50%Rp0.2ASTM A530特种碳素钢及合金钢管R=50%Rp0.2ASTM A999合金和不锈钢管R=50%Rp0.2ASTM A789铁素体和奥氏体不锈钢无缝和焊接管R=50%Rp0.2ASTM A269无缝和焊接奥氏体不锈钢管R=50%Rp0.2ASTM A213

32、无缝铁素体和奥氏体合金钢锅炉管、过热器管和热交换器管R=50%Rp0.2ASTM A1016 普通用途铁素体合金钢、奥氏体合金钢和不锈钢管R=50%Rp0.243表10 各标准规定的水压试验压力标准 钢管名称RGB 13296锅炉、换热器用不锈钢无缝钢管奥氏体型R=50%Rp0.2GB/T 12771不锈钢焊接钢管R=50%Rp0.2HG 20537化工用不锈钢焊接钢管R=50%Rp0.2GB5310高压锅炉用不锈钢无缝钢管R=70%Rp0.2GB9948石油裂化用无缝钢管R=70%Rp0.2BS EN10216承压用不锈钢无缝钢管R=70%Rp0.2BS EN10217承压用不锈钢焊接钢管R

33、=70%Rp0.244四 无损检测 在液压试验下，应保证耐压时间不少于5s，钢管不得出现漏水或渗渗漏。如果安全系数为1.5，管内流体允许使用压力P1：P1=P/1.5-（2）供方可用超声波检验或涡流检验代替液压试验。液压试验压力除以安全系数即为工程允许使用压力。GB/T14976-2002“流体输送用不锈钢无缝钢管”和GB/T14975-2002“结构用不锈钢无缝钢管”的尺寸、外形和其他技术要求都相同。45四 无损检测 超声波检验按GB/T5777-1996“无缝钢管超声波探伤检验方法”执行。定向发射的超声波束在管中传播时遇到缺陷，既产生波的反射又产生波的衰减。经过探伤仪的信号处理，如采用反射

34、法探伤可获得缺陷晶体的回波信号，如采用穿透法探伤可凭借透过波的衰减程度获得缺陷信号。二者均可由仪器给出定量的缺陷指示。46四 无损检测 超声速探头可以实现电能和声能之间的相互转换。利用压电效应或电磁效应原理可在管内激发出不同类型的超声波。探伤仪应为脉冲反射式多通道或单通道超声波探伤仪。探头的工作频率可在2.5MZ10MZ之间选择。人工缺陷晶体对比试样刻槽深度为钢管公称壁厚的12.5%，人工缺陷见图1。47四 无损检测图1超声波检验人工缺陷对比试样上是矩形槽口，下是V形槽口48四 无损检测 涡流检验按GB/T7735-1995“钢管涡流探伤检验方法”执行，涡流探伤是以电磁感应原理为基础，当钢管经

35、过通以交流电的线圈时，钢管表面或近表面有缺陷部位的涡流将发生变化，导致线圈的阻抗或感应电压产生变化，从而得到关于缺陷的信号，从信号的幅值及相位等，借助于对比试样人工缺陷与自然缺陷显示信号的幅值对比，可以对缺陷进行判断，详见图2。采用槽为对比试样时，槽的深度为钢管厚度的12.5%，槽的长度不小于50毫米，槽的宽度不大于槽的深度。49四 无损检测 图2穿过线圈式涡流探伤技术简图 左是次级线圈1，中是初级线圈，右是次级线圈2，这是多线圈方案50五不锈钢耐腐蚀原理：1不锈钢为什么不生锈？（1）钢铁生锈是钢铁与大气中的氧作用，在表面形成了Fe2+、Fe3+没有保护性的疏松且易剥落的富铁氧化物，也就是铁的

36、生锈，当钢中含铬量12%后，钢的表面自动形成一种厚度非常簿（约定210-6510-6mm）的无色、透明且非常光滑的一层富铬的氧化物膜，这层钝化膜的形成防止了钢的生锈。511不锈钢为什么不生锈？（2）不锈钢的耐腐蚀性能是很好的，0Cr18Ni9（304）由于钢中含有18%的铬，铬是发挥耐腐蚀性能的主要元素，在使用过程中管道内壁形成一层极薄的氧化铬薄膜，该薄膜阻止金属继续氧化，故不锈钢有很强的耐腐蚀性能，不仅能承受水和空气的腐蚀，而且可以承受弱酸弱碱的腐蚀。从理论上讲在任何位置，铬的含量不能低于13%，这样才能确保不锈钢的耐腐蚀性能。52图3 不锈钢表面钝化膜示意图（注：钝化膜的厚度可随不锈钢的化

37、学成分和周围介质环境的不同而有所变化）532奥氏体钢和铁素体钢：304钢的镍（Ni）含量是 810，镍是促进钢的奥氏体化元素，304不锈钢中镍含量达到8%，才能保证不锈钢为奥氏体钢，所谓奥氏体钢就是在高温下和在低温下钢都是奥氏体组织，也就是钢从高温冷却到低温时或低温加热到高温时，钢不会发生相组织的变化。542奥氏体钢和铁素体钢：所谓奥氏体组织是指钢中铁原子和碳原子之间的排列方式；奥氏体组织是面心立方结构，在一个立方体中，铁原子占据立方体的8个角，（81/8=1）碳原子占据立方体六个面的中心（1/26=3）；铁素体组织是体心立方结构，铁原子占据立方体的8个角（81/8=1），碳原子占据立方体的正

38、中心（1）。详见图4、图5。具有体心立方的铁素体金属晶体中，有68%的体积被原子所占据；具有面心立方的奥氏体金属晶体中，有74%的体积被原子所占据。552奥氏体钢和铁素体钢：一般碳钢，高温时是奥氏体组织，低温时是铁素体组织。奥氏体组织排列紧凑，密度高；铁素体组织排列松散，密度低。从奥氏体变成铁素体，体积膨胀，反之体积收缩。原子个数之比，在奥氏体中碳原子：铁原子=3：1；而铁素体中碳原子：铁原子=1：1。如钢在冷却时发生奥氏体向铁素体转变，就会有碳原子往晶界析出。保证奥氏体不锈钢中的镍含量，确保钢为奥氏体钢，高温低温都是奥氏体组织，不会向晶界析出碳原子。56奥氏体钢和铁素体钢：573。晶间腐蚀

39、不锈钢沿晶粒间界优先受到腐蚀，如图6、图7,晶间腐蚀主要是由于不锈钢经4508500C敏化温度，沿钢的晶界会有富铬的碳化物（Cr23C6）的析出，导致晶界铬的贫化而引起的。5859603。晶间腐蚀 304钢中要求C0.08，碳含量减少，可以减少冷却时碳原子向晶界析出。当碳原子在晶界析出时，碳原子和铬原子结合成而成碳化铬，这样当晶界中能与氧生成氧化铬薄膜的铬含量低于13%时，促使晶界的铬含量贫化，铬含量太低，不能避免氧和铁结合氧化和腐蚀，即形成晶间腐蚀。613。晶间腐蚀 按GB/T4334.5“不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方法”规定执行。晶间腐蚀试验是把不锈钢试样埋入铜屑中，在硫酸+硫酸铜+铜屑溶

40、液中沸腾16小时，观察有无晶间腐蚀倾向。624 不锈钢点蚀：634 不锈钢点蚀：644 不锈钢点蚀：钢表面的钝化膜由于钢中存在缺陷、夹杂和溶质不均匀性，使钝化膜在这些地方较为脆弱，在含有卤素离子，如Cl、Br、F等的水溶液介质中，钝化膜容易被破坏，破坏的部分便成为活化的阳极，周围区成为阴极区，阳极的面积非常小时，阳极的电流密度很大，活性溶解加速，遂成为许多针状小孔，成为“点蚀”。由于Cl与金属离子M+的结合键较强，因而是侵入钝化膜的有效离子，Cl的离子半径小，形成强酸溶解钝化膜，从而强烈地吸附在金属表面，Cl与O2交换使膜中产生空位。654 不锈钢点蚀：铬的增加，可以增加钝化膜中的铬含量，使钝

41、化膜的化学稳定性增加。钝化膜下镍的富集，可以避免钝化膜的还原，从而提高膜的稳定性。钼又富集在靠近基体的钝化膜中，从而提高了钝化膜的稳定性。665 应力腐蚀 在应力与介质共同作用下而引起的一种局部破坏，常见的穿晶型应力腐蚀见图10。675 应力腐蚀685 应力腐蚀 ASTM A269规定，对用于某些腐蚀性介质，尤其是氯化物，可能出现应力腐蚀的，可以规定TP304L、TP316L、TP321、TP347、和TP348的管子是消除应力退火的状态交货。在拉伸应力作用下，位错沿着滑移面运动至金属表面，使表面钝化膜产生局部破坏，有膜和无膜金属间形成微电池，作为阳极的裸金属产生阳极溶解从而发生应力腐蚀破坏。

42、一般用在600C以上中性氯化物溶液中的18-8型奥氏体不锈钢容易发生应力腐蚀69706.耐腐蚀试验 ASTM A269规定，对用于某些腐蚀性介质，尤其是氯化物，可能出现应力腐蚀的，可以规定TP304L、TP316L、TP321、TP347、和TP348的管子是消除应力退火的状态交货。716缝隙腐蚀 缝隙腐蚀是指在金属构件发生斑点状或溃疡形的宏观蚀坑，常发生在垫圈、铆接、螺钉连接的接缝处，搭接的焊接接头、阀坐、堆积的金属片间等处。缝隙处被腐蚀产物覆盖以及介质扩散受到限制，导致该处的介质渗透72 0Cr18Ni9 降低碳量提高耐蚀性 00Cr19Ni10 0Cr18Ni9 加Mo、Cu、Ti提高抗

43、还原性酸的能力 00Cr17Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo2Cu2Ti 0Cr18Ni9 加Ti、Ni稳定碳化物，提高抗晶间腐蚀的能力 0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni11Nb 0Cr18Ni9 加Mo、Cu、Ti提高抗还原性酸的能力 1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti、0Cr18Ni12Mo2Cu273相脆化 相是既硬又脆且富铬的金属间化合物，其周围常常是贫铬区，一般认为，在5000C9000C长时间加热有利于相的形成，凡铁素体形成元素都能加速相的析出，其中以Cr、Mo、Si、Ti、Nb等元素影响较为强烈，而奥氏体形成元素Ni等可阻

44、止相析出。相本身硬度高达HRC68以上，而且多半分布在晶界，这样，不但降低材料的塑性和韧性，而且增大了晶界腐蚀的倾向。74六.奥氏体不锈钢管标准ASTM A312与GB/T14976、12771比较 现就ASTM A312/A312M-2004“无缝和焊接的以及重度冷加工奥氏体不锈钢公称管标准技术条件”与GB/T14976-2002“流体输送用不锈钢无缝钢管”、GB/T12771-2008“流体输送用不锈钢焊接钢管”进行比较有如下差别：751 个别化学成份有差别：详见表4。从表4看出，ASTM A312对P含量要求较宽，便于冶炼中更多使用高碳铬铁。ASTM A312对超低碳不锈钢的C含量要求较

45、宽。ASTM A312对含N钢的N含量要求低，这样在气体充氮后的氮化铬的加入量可较少。以上三点可大大降低冶炼成本。76表11 ASTM A312与GB/T14976奥氏体不锈钢管主要品种化学成份比较ASTM A312 GB/T14976TP304 C%0.08 0Cr18Ni9 C%0.07TP304L C%0.035 00Cr19Ni10 C%0.030TP304LN C%0.035 00Cr18Ni10N C%0.030TP316L C%0.035 0Cr17Ni14Mo2 C%0.030TP304 Cr%18.020.0 0Cr18Ni9 Cr%17.019.0TP304LN Cr%18

46、.020.0 00Cr18Ni10N Cr%17.019.0TP304 P%0.045 0Cr18Ni9 P%0.035TP304L P%0.045 00Cr19Ni10 P%0.035TP304LN P%0.045 00Cr18Ni10N P%0.035TP316 P%0.045 0Cr17Ni12Mo2 P%0.035TP316 Ni%11.014.0 0Cr17Ni12Mo2 Ni%10.014.0TP316L Ni%10.014.0 00Cr17Ni14Mo2 Ni%12.015.077六奥氏体不锈钢管标准ASTM A312与GB/T14976比较 2ASTM A312规定了GB/T1

47、4976没有的16个品种的化学成份：TP348、TP XM-10、TP XM-11、TP XM-19、TP XM-29、S31254、S31725、S31726、S30600、S20400、S32654、S35045、N08367、N08926、N08904。这16个钢种中有12个含N钢种，反映了以N代Ni倾向,以及超低碳、高镍、高铬、高钼、高锰、高性能的钢种，详见表5。78表12 ASTM A312中GB/T14976所没有的品种ASTMA269 按GB规定表示钢号 C%Cr%Ni%其他成份 TP348 0Cr18Ni10TaNbCo 0.08 17.0/19.09.0/13.0 Ta0.1

48、,Nb 5C,Nb 1.0TP XM-10 0Cr20Ni6Mn9N 0.08 19.0/21.55.5/7.5 Mn 8.0/10.0,N 0.15/0.4TP XM-11 00Cr20Ni6Mn9N 0.04 19.0/21.55.5/7.5 Mn 8.0/10.0,N 0.15/0.4TP XM-150Cr18Ni18Si20.08 17.0/19.017.5/18.5 Si1.5/2.5TP XM-19 0Cr22Ni12Mn5Mo2NV Nb0.06 20.5/23.511.5/13.5V 0.1/0.3Nb0.1/0.3Mn 4.0/6.0Mo 1.5/3.0N 0.2/0.4TP

49、 XM-29 0Cr18Ni3Mn13N 0.08 17.0/19.02.3/3.7 Mn 11.5/14.5,N 0.2/0.4S3125400Cr20Ni18Mo6NCu 0.02 19.5/20.517.5/18.5Cu 0.5/1.0Mo 6.0/6.5,N 0.18/0.2279表13 ASTM A312中GB/T14976所没有的品种ASTMA312按GB规定表示钢号 C%Cr%Ni%其他成份S3172500Cr19Ni15Mo4N 0.035 18.0/20.013.5/17.5Mo 4.0/5.0,N0.2S3172600Cr18Ni17Mo4N 0.035 17.0/20.0

50、14.5/17.5Mo4.0/5.0,N 0.1/0.2S3060000Cr18Ni15Si4CuMo 0.018 17.0/18.514.0/15.5Si 3.7/4.3,Cu0.5,Mo 0.2S2456500Cr24Ni17Mo4Mn6NNb0.030 23.0/25.016.0/18.0Mo4.0/5.0,N.4/0.6Mn5.0/7.0，Nb0.1S3504500Cr27Ni35TiCuAl 0.06/0.1025.0/29.032.0/37.0Ti 0.15/0.6,Cu 0.75,Al0.15/0.6N0836700Cr21Ni24Mo6NCu 0.030 20.0/22.023