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304不銹鋼截止閥

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詳細介紹

                                 304不銹鋼截止閥

                                上海申弘閥門有限

之前介紹耐化工腐蝕鈦放料閥,現在介紹304不銹鋼截止閥的啟閉件是塞形的閥瓣,密封面呈平面或錐面,閥瓣沿流體的中心線作直線運動,截止閥屬于強制密封式閥門,所以在閥門關閉時,必須向閥瓣施加壓力,以強制密封面不泄漏。適用于石油、化工、制藥、化肥、電力、再循環設備、氣體供應、冷卻冷凍系統、鍋爐蒸汽系統、熱油系統行業等各種工況的管路上,切斷或接通管路介質。

不銹鋼截止閥的閥桿軸線與閥座密封面垂直。閥桿開啟或關閉行程相對較短,并具有非常可靠的切斷動作,使得這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。
截止閥的閥瓣一旦處于開啟狀況,它的閥座和閥瓣密封面之間就不再的接觸,并具有非常可靠的切斷動作,合得這種閥門非常適合作為介質的切斷或調節及節流使用。本類閥門在管道中一般應當水平安裝。截止閥一旦處于開啟狀態,它的閥座和閥瓣密封面之間就不再有接觸,因而它的密封面機械磨損較小,由于大部分截止閥的閥座和閥瓣比較容易修理或更換密封元件時無需把整個閥門從管線上拆下來,這對于閥門和管線焊接成一體的場合是很適用的。介質通過此類閥門時的流動方向發生了變化,因此截止閥的流動阻力較高于其它閥門。法蘭連接國標截止閥適用于公稱壓力PN1.6~16.0Mpa,工作溫度-29~550℃的石油、化工、制藥、化肥、電力行業等各種工況的管道上,切斷或接通介質。截止閥適用介質為:水、油品、蒸汽、酸性介質等。操作方式有:手動、齒輪傳動、電動、氣動等。

304不銹鋼截止閥法蘭截止閥結構特點:
截止閥產品設計制造按國家標準GB12235,結構合理,密封可靠,性能優良,造型美觀。 
閥瓣、閥座密封面用鐵基合金堆焊或司太立(slite)鈷基硬質合金堆焊而成,耐磨、耐高溫、耐腐蝕、抗擦傷性能好、使用壽命長。 
閥桿經調質及表面氮化處理,有良好的抗腐蝕性和抗擦傷性。 
可采用各種配管法蘭標準及法蘭密封面形式,滿足各種工程需要和用戶要求。 
倒密封采用螺紋連接密封座或本體堆焊奧氏體不銹鋼而成,密封可靠,填料與日俱更換可在不停機情況下進行方便快捷不影響系統運行。

特點--

具有耐磨、耐高溫,抗擦傷性能好;

工作行程小,啟閉時間短;

應用規范:

1、設計制造按GB12235-89

2、結構長度按GB12221-89

3、法蘭尺寸按JB/G79-94

4、閥門檢查和試驗按GB13927

材質性能

不銹鋼牌號“304”(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱,它是18-8型Cr-Ni奧式體不銹鋼的典型牌號,由于其具有優良的綜合性能,用途十分廣泛,其產銷量占到奧式體不銹鋼的80%左右。對304及其衍生牌號,美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTM A959-04和日本JIS、我國GB、ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中都有明確的規定。但是,近期我國國內市場上出現了沒有列入國內外標準的304衍生牌號(如304J5,含鎳量只有4.3%),或者與日本JIS中的304J1、304J2名稱相同但成分有出入的產品。對此,我們專門約請冶金材料標準專家伍千思寫了這篇“不銹鋼‘304’及其衍生牌號的標準化學成分”文章,詳細介紹了國內外關于304及其衍生牌號的標準化學成分。我們希望,如果生產日本JIS板材標準中的304J1、304J2,成分、性能必須符合其標準要求;生產者和經銷商必須向用戶指明這些產品的特定用途(如適用于作一般耐蝕條件下用的通過冷加工成型的部件或制品。)我們不主張生產和銷售沒有列入國內外標準的304衍生牌號產品,以避免給消費者帶來誤解和損失。

不銹鋼的強度是由各種因素不確定,但zui重要的和zui基本的因素是其中添加的不同化學因素,主要是金屬元素。不同類型的不銹鋼由于其化學成分的差異,就有不同的強度特性。一、304鋼也會有沒有磁性不能判斷不銹鋼的優劣
人們常以為磁鐵吸附不銹鋼材,驗證其優劣和真偽,不吸無磁,認為是好的,貨真價實;吸者有磁性,則認為是冒牌假貨。其實,這是一種極其片面的、不切實的錯誤的辨別方法。 
   不銹鋼的種類繁多,常溫下按組織結構可分為幾類:
奧氏體型:如304、321、316、310等;
馬氏體或鐵素體型:如430、420、410等;
      奧氏體型是無磁或弱磁性,馬氏體或鐵素體是有磁性的。
      通常用作裝飾管板的不銹鋼多數是奧氏體型的304材質,一般來講是無磁或弱磁的,但因冶煉造成化學成分波動或加工狀態不同也可能出現磁性,但這不能認為是冒牌或不合格,這是什么原因呢?
     上面提到奧氏體是無磁或弱磁性,而馬氏體或鐵素體是帶磁性的,由于冶煉時成分偏析或熱處理不當,會造成奧氏體304不銹鋼中少量馬氏體或鐵素體組織。這樣,304不銹鋼中就會帶有微弱的磁性。
     另外,304不銹鋼經過冷加工,組織結構也會向馬氏體轉化,冷加工變形度越大,馬氏體轉化越多,鋼的磁性也越大。如同一批號的鋼帶,生產Φ76管,無明顯磁感,生產Φ9.5管。因泠彎變形較大磁感就明顯一些,生產方矩形管因變形量比圓管大,特別是折角部分,變形更激烈磁性更明顯。
      要想*消除上述原因造成的304鋼的磁性,可通過高溫固溶處理開恢復穩定奧氏體組織,從而消去磁性。
      特別要提出的是,因上面原因造成的304不銹鋼的磁性,與其他材質的不銹鋼,如430、碳鋼的磁性*不是同一級別的,也就是說304鋼的磁性始終顯示的是弱磁性。
      這就告訴我們,如果不銹鋼帶弱磁性或*不帶磁性,應判別為304或316材質;如果與碳鋼的磁性一樣,顯示出強磁性,因判別為不是304材質。
(1)馬氏體型不銹鋼
馬氏體型不銹鋼與普通合金鋼一樣具有通過淬火實現硬化的特性,因此可通過選擇牌號及熱處理條件來得到較大范圍的不同的力學性能。
馬氏體型不銹鋼從大的方面來區分,屬于鐵-鉻-碳系不銹鋼。進而可分為馬氏體鉻系不銹鋼和馬氏體鉻鎳系不銹鋼。在馬氏體鉻系不銹鋼中添加鉻、碳和鉬等元素時強度的變化趨勢和在馬氏體鉻系不銹鋼中添加鎳的強度特性如下所述。
馬氏體鉻系不銹鋼在淬火-回火條件下,增加鉻的含量可使鐵素體含量增加,因而會降低硬度和抗拉強度。低碳馬氏體鉻不銹鋼在退火條件下,當鉻含量增加時硬度有所提高,而延伸率略有下降。在鉻含量一定的條件下,碳含量的增加使鋼在淬火后的硬度也隨之增加,而塑性降低。添加鉬的主要目的是提高鋼的強度、硬度及二次硬化效果。在進行低溫淬火后,鉬的添加效果十分明顯。含量通常少于1%。
在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中,含一定量的鎳可降低鋼中的δ鐵素體含量,使鋼得到zui大硬度值。
馬氏體型不銹鋼的化學成分特征是,在0.1%-1.0%C,12%-27%Cr的不同成分組合基礎上添加鉬、鎢、釩、和鈮等元素。由于組織結構為體心立方結構,因而在高溫下強度急劇下降。而在600℃以下,高溫強度在各類不銹鋼中zui高,蠕變強度也zui高。


(2)鐵素體型不銹鋼
據研究結果,當鉻含量小于25%時鐵素體組織會抑制馬氏體組織的形成,因而隨鉻含量的增加其強度下降;高于25%時由于合金的固溶強化作用,強度略有提高。鉬含量的增加可使其更易獲得鐵素體組織,可促進α ’相、б相和x相的析出,并經固溶強化后其強度提高。但同時也提高了缺口敏感性,從而使韌性降低。鉬提高鐵素體型不銹鋼強度的作用大于鉻的作用。
鐵素體型不銹鋼的化學成分的特征是含11%-30%Cr,其中添加鈮和鈦。其高溫強度在各類不銹鋼中是zui低的,但對熱疲勞的抗力zui強。
(3)奧氏體型不銹鋼
奧氏體型不銹鋼中增加碳的含量后,由于其固溶強化作用使強度得到提高。
奧氏體型不銹鋼的化學成分特性是以鉻、鎳為基礎添加鉬、鎢、鈮和鈦等元素。由于其組織為面心立方結構,因而在高溫下有高的強度和蠕變強度。還由于線膨脹系數大,因此比鐵素體型不銹鋼熱疲勞強度差。
(4)雙相不銹鋼
對鉻含量約為25%的雙相不銹鋼的力學性能研究表明,在α+r雙相區內鎳含量增加時r相也增加。當鋼中的鉻含量為5%時,鋼的屈服強度達到zui高值;當鎳含量為10%時,鋼的強度達到zui大值。
(二)蠕變強度
由于外力的作用隨時間的增加而發生變形的現象稱之為蠕變。在一定溫度下特別是在高溫下、載荷越大則發生蠕變的速度越快;在一定載荷下,溫度越高和時間越長則發生蠕變的可能性越大。與此相反,溫度越低蠕變速度越慢,在低至一定溫度時蠕變就不成問題了。這個zui低溫度依鋼種而異,一般來說純鐵在330℃左右,而不銹鋼則因己采取各種措施進行了強化,所以該溫度是550℃以上。
和其他鋼一樣,熔煉方式、脫氧方法、凝固方法、熱處理和加工等對不銹鋼的蠕變特性有很大的影響。據介紹,在美國進行的對18-8不銹鋼進行蠕變強度試驗表明,取自同一鋼錠同一部位的試料的蠕變斷裂時間的標準今偏差是平均值的約11%,而取自不同鋼錠的上、中、下不同部位的試料的標準偏差與平均值相差則達到兩倍之多。又據在德國進行的試驗結果表明,在10的5次冪h時間下0Cr18Ni11Nb鋼的強度為小于49MPa至118MPa,散差很大。
(三)疲勞強度
高溫疲勞是指材料在高溫下由于周期反復變化著的應力的作用而發生損傷至斷裂的過程。對其進行的研究結果表明,在某一高溫下,10的8次冪次高溫疲勞強度是該溫度下高溫抗拉強度的1/2。
熱疲勞是指在進行加熱(膨脹)和冷卻(收縮)的過程中,當溫度發生變化和受到來自外部的約束力時,在材料的內部相應于其本身的膨脹和收縮變形產生應力,并使材料發生損傷。當快速地反復加熱和冷卻時其應力就具沖擊性,所產生的應力與通常情況相比更大,此時有的材料呈脆性破壞。這種現象被稱之為縶沖擊。熱疲勞和熱沖擊是有著相似之處的現象,但前者主要伴隨大的塑性應變,而后者的破壞主要是脆性破壞。
不銹鋼的成分和熱處理條件對高溫疲勞強度有影響。特別是當碳的含量增加時高溫疲勞強度明顯提高,固溶熱處理溫度也有顯著的影響。一般來說鐵素體型不銹鋼具有良好的熱疲勞性能。在奧氏體不銹鋼中,高硅的且在高溫下具有良好的延伸性的牌號有著良好的熱疲勞性能。
熱膨脹系數越小、在同一熱周期作用下應變量越小、變形抗力越小和斷裂強度越高,壽命就越長。可以說馬氏體型不銹鋼1Cr17的疲勞壽命zui長,而0Cr19Ni9、0Cr23Ni13和2Cr25Ni20等奧氏體型不銹鋼的疲勞壽命zui短。另外鑄件較鍛件更易發生由于熱疲勞引起的破壞。在室溫下,10的7次冪次疲勞強度是抗拉強度的1/2。與高溫下的疲勞強度相比可知,從室溫到高溫的溫度范圍內疲勞強度沒有太大的差異。
(四)沖擊韌性
材料在沖擊載荷作用下,載荷變形曲線所包括的面積稱為沖擊韌性。對于鑄造馬氏體時效不銹鋼,當鎳含量為5%時其沖擊韌性較低。隨著鎳含量的增加,鋼的強度和韌性可得到改善,但鎳含量大于8%時,強度和韌性值又一次下降。在馬氏體鉻鎳系不銹鋼中添加鉬后,可提高鋼的強度且可保持韌性不變。
    不銹鋼牌號“304”(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱。在我國新制定的不銹鋼牌號標準GB/T20878—2007中,與之對應的牌號是06Cr19Ni10(舊牌號為0Cr18Ni9)。這個牌號是的18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼的典型牌號。由于它具有優良的綜合性能,用途十分廣泛,因而其產量和消費量約占到了奧氏體不銹鋼總量的80%左右。
    304(06Cr19Ni10)鋼的主要特性是:
    具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸,如在濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中,具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力。
    具有優良的冷熱加工和成型性能。可以加工生產板、管、絲、帶、型各種產品,適用于制造冷鐓、深沖、深拉伸成型的零件。
    低溫性能較好。在-180℃條件下,強度、伸長率、斷面收縮率都很好。由于沒有脆性轉變溫度,常在低溫下使用。
    具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接,焊前焊后均不需熱處理。
304鋼也有性能上的不足之處:大截面尺寸鋼件焊接后對晶間腐蝕敏感;在含Cl-水中(包括濕態大氣)對應力腐蝕非常敏感;力學強度偏低,切削性能較差等。
    由于304鋼有性能上的不足,人們在生產和使用中想辦法揚長避短,盡量發揮發展它的優良性能,克服它的不足之處。于是,通過研究開發,根據不同使用環境或條件的特定要求,對其化學成分進行調整,發展出了滿足某些特性使用要求的304衍生牌號。
    表1列出了美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTM A959-04中的牌號304及其衍生牌號與日本JIS、我國GB、ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中相應牌號的對照。表2~表6分別列出了相應標準中各牌號的化學成分。

表1  美國不銹鋼標準牌號304及其衍生牌號與日本、中國、、歐洲標準中相應牌號對照

ASTM A959-04

JIS
G4304:2005
G4304:2005
G4305:2005

GB/T20878-2007

ISO/TS15510
-2003

EN10088-1:2005

UNS代號

牌號

新牌號

舊牌號

牌號

數字代號

S30400

304

SUS304

06Cr19Ni10

0Cr18Ni9

X5CrNi18-9

X5CrNi18-10

1.4301

S30403

304L

SUS304L

022Cr19Ni10

00Cr19Ni10

X2CrNi18-9
X2CrNi19-11

X2CrNi18-9
X2CrNi19-11

1.4307
1.4306

S30409

304H

……

07Cr19Ni10

……

X7CrNi18-9

……

……

S30415

……

……

05Cr19Ni10Si2CeN

……

……

……

……

S30430

……

SUSXM7

06Cr18Ni19Cu3

0Cr18Ni9Cu3

X3CrNiCu18-9-4

X3CrNiCu18-9-4

1.4567

S30432

……

……

……

……

……

……

……

S30451

304N

SUS304N1

06Cr19Ni10N

0Cr19Ni9N

X5CrNiN18-8

X5CrNiN19-9

1.4315

S30452

XM-21

SUS304N2

06Cr19Ni9NbN

0Cr19Ni10NbN

……

……

……

S30453

304LN

SUS304LN

022Cr19Ni10N

00Cr18Ni10N

X2CrNiN18-9

X2CrNiN18-10

1.4311

S30454

304LHN

……

……

……

……

……

……

……

……

SUS304J1

……

……

……

……

……

……

……

SUS304J2

……

……

……

……

……

……

……

SUS304J3

06Cr18Ni9Cu2

0Cr18Ni9Cu2

……

……

……

……

……

SUS304Cu

……

……

……

……

  表2  ASTM A959-04中不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分

牌 號

化 學 成 分1)2)   ,%

UNS代號

名稱

C

Si

Mn

Cr

Ni

N

Cu

其它

S30400

304

0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

S30403

304L

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~12.0

S30409

304H

0.04~0.10

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

S30415

0.04~0.06

1.00~2.00

0.80

18.0~19.0

9.0~10.0

0.12~0.18

Ce0.03~0.08

S30430

0.03

1.00

2.00

17.0~19.0

8.0~10.0

3.0~4.0

S30432

0.07~0.13

0.30

0.50

17.0~19.0

7.5~10.5

0.05~0.12

2.5~3.5

Cb 0.20~0.60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A10.003~0.030

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B0.001~0.010

S30451

304N

0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.10~0.16

S30452

XM-21

0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~10.0

0.16~0.30

S30453

304LN

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.10~0.16

S30454

304LHN

0.03

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.16~0.30

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
2)各牌號 P≤0.045%,S≤0.030%。

表3  JIS G4303、4304、4305—2005中不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分

牌號

化 學 成 分1) 2)   %

C

Si

Mn

Cr

Ni

N

Cu

其它

SUS304

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~10.50

SUS304L

0.030

1.00

2.00

18.00~20.00

9.00~13.00

SUS304N1

0.08

1.00

2.50

18.00~20.00

7.00~10.50

0.10~0.25

SUS304N2

0.08

1.00

2.50

18.00~20.00

7.50~10.50

0.15~0.30

Nb≤0.15

SUS304LN

0.030

1.00

2.00

17.00~19.00

8.50~11.50

0.12~0.22

SUS304J1

0.08

1.70

3.00

15.00~18.00

6.00~9.00

1.00~3.00

SUS304J2

0.08

1.70

3.00~5.00

15.00~18.00

6.00~9.00

1.00~3.00

SUS304J3

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.00~10.50

1.00~3.00

SUS304Cu

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~10.50

0.70~1.30

SUSXM7

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.50~10.50

3.00~4.00

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。

2)各牌號   P≤0.045%,S≤0.030%。

表4  GB/T20878-2007中對應不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分

新牌號

舊牌號

化   學   成   分1) 2)  ,   %

對應
ASTM
牌號

C

Si

Mn

Cr

Ni

N

Cu

其它

06Cr19Ni10

0Cr18Ni9

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

304

022Cr19Ni10

00Cr19Ni10

0.030

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~12.00

304L

07Cr19Ni10

0.04~
0.10

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

304H

05Cr19Ni10Si2 Ce N

0.04~
0.06

1.00~
2.00

0.80

18.00~19.00

9.00~10.00

0.12~
0.18

Ce0.03~
0.08

S30415

06Cr19Ni10N

0Cr19Ni9N

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

0.10~
0.16

304N

06Cr19Ni9NbN

0Cr19Ni10NbN

0.08

1.00

2.50

18.00~20.00

7.50~10.50

0.15~
0.30

Nb 0.15

XM-21

022Cr19Ni10N

00Cr18Ni10N

0.030

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

0.10~
0.16

304LN

06Cr18Ni9Cu2

0Cr18Ni9Cu2

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.00~10.50

1.00~
3.00

06Cr18Ni9Cu3

0Cr18Ni9Cu3

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.50~10.50

3.00~
4.00

……

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
2)各牌號P≤0.045%,S≤0.030%。

表5  ISO/TS15510:2003中不銹鋼“304”及其衍生牌號與化學成分

 牌號

化學成分1)2),%

對應
ASTM的
牌號

C

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

N

其它

X5CrNi18-9

0.07

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.5

0.11

304

X2CrNi18-9

0.030

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.0

0.11

304L

X2CrNi19-11

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

10.0~12.0

0.11

304L

X7CrNi18-9

0.04~0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~10.5

0.11

304H

X3CrNi18-9-4

0.04

1.00

2.00

17.0~19.0

8.0~10.5

3.0~4.0

0.11

S30430

X5CrNi18-8

0.07

1.00

2.50

18.0~20.0

8.0~11.0

0.10~0.16

S30451

X2CrNi18-9

0.030

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.0

0.12~0.22

S30453

注(1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
 (2)各牌號P≤0.045%,S≤0.030%。為改善某種性能,硫含量可控制特定范圍,如切削用鋼控制為0.015%~0.030%,可焊性鋼控制為0.008%~0.020%,拋光用鋼控制為≤0.015%。

表6   EN10088-1:2005中不銹鋼“304”其衍生牌號與化學成分

牌 號

化學成分1)2),%

對應ASTM
的牌號

名   稱

數字代號

C

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

N

其它

X5CrNi18-10

1.4301

0.07

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.5

0.11

304

X2CrNi18-9

1.4307

0.030

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.5

0.11

304L

X2CrNi19-11

1.4306

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

10.0~12.0

0.11

304L

X3CrNiCu18-9-4

1.4567

0.04

1.00

2.00

17.0~19.0

8.5~10.5

3.0~4.0

0.11

S30430

X5CrNiN19-9

1.4315

0.06

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.12~0.22

S30451

X2CrNiN18-10

1.4311

0.03

1.00

2.00

17.5~19.5

8.5~11.5

0.12~0.22

S30453

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
2)各牌號P≤0.045%,S≤0.015%。對于棒材、條鋼、鋼絲、型鋼、光亮產品及相當的半成品,zui大硫含量可為0.030%。為改善特定性能,硫含量可控制在特定范圍,如切削用鋼可控制為0.015%~0.030%,可焊性鋼可控制為0.008%~0.030%,拋光用鋼控制為≤0.015%。

    從表1看出,ASTMA959-04中,304及其衍生牌號共有10個。日本JIS標準中亦為10個,但能與ASTM牌號對應的則是6個,其它4個牌號(SUS304J1、SUS304J2、SUS304J3、SUS304Cu)應該是JIS自己開發的304衍生牌號。

    上海申弘閥門有限公司主營閥門有:截止閥,電動截止閥綜觀304及衍生牌號的化學成分,可以認為,所謂衍生牌號就是對304的化學成分進行了某些調整,而產生了變異的304牌號。例如:
    碳含量:降低或提高碳含量。304L為超低碳的304鋼。降低碳含量可以改善耐蝕性能,特別是304鋼對焊后的晶間腐蝕敏感性,在滿足力學強度要求的條件下,可用于制造大截面尺寸的焊接件。304H,將碳含量提高到0.10%,增加304鋼的強度,并使奧氏體更加穩定,比304鋼更適于在低溫環境和無磁部件方面使用。
    氮含量:加入氮元素。304N(SUS304N1)、XM-21(SUS304N2)、304LN等都是。由于氮的固溶強化作用,提高了304和304L鋼的強度,且不顯著降低鋼的塑性和韌性,同時鋼的耐晶間腐蝕性、耐點蝕和縫隙腐蝕性都有進一步改善。
    銅含量:加入一定含量的銅。銅使奧氏體更加穩定。一方面可以提高鋼的不銹性和耐蝕性,特別是對還原性介質(如硫酸)的耐蝕性更好;另方面則降低鋼的強度和冷加工硬化傾向,改善鋼的塑性。如S30430(06Cr18Ni19Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Cr18Ni19Cu2)等,這些鋼與304比,在較小變形力的作用下,可獲得更大的冷變形,更適于冷鐓、冷擠壓作緊固件用或深沖、拉伸等用途。

不銹鋼牌號“304”(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱,它是18-8型Cr-Ni奧式體不銹鋼的典型牌號,由于其具有優良的綜合性能,用途十分廣泛,其產銷量占到奧式體不銹鋼的80%左右。對304及其衍生牌號,美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTM A959-04和日本JIS、我國GB、ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中都有明確的規定。但是,近期我國國內市場上出現了沒有列入國內外標準的304衍生牌號(如304J5,含鎳量只有4.3%),或者與日本JIS中的304J1、304J2名稱相同但成分有出入的產品。對此,我們專門約請冶金材料標準專家伍千思寫了這篇“不銹鋼‘304’及其衍生牌號的標準化學成分”文章,詳細介紹了國內外關于304及其衍生牌號的標準化學成分。我們希望,如果生產日本JIS板材標準中的304J1、304J2,成分、性能必須符合其標準要求;生產者和經銷商必須向用戶指明這些產品的特定用途(如適用于作一般耐蝕條件下用的通過冷加工成型的部件或制品。)我們不主張生產和銷售沒有列入國內外標準的304衍生牌號產品,以避免給消費者帶來誤解和損失。

    不銹鋼牌號“304”(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱。在我國新制定的不銹鋼牌號標準GB/T20878—2007中,與之對應的牌號是06Cr19Ni10(舊牌號為0Cr18Ni9)。這個牌號是的18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼的典型牌號。由于它具有優良的綜合性能,用途十分廣泛,因而其產量和消費量約占到了奧氏體不銹鋼總量的80%左右。
    304(06Cr19Ni10)鋼的主要特性是:
    具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸,如在濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中,具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力。
    具有優良的冷熱加工和成型性能。可以加工生產板、管、絲、帶、型各種產品,適用于制造冷鐓、深沖、深拉伸成型的零件。
    低溫性能較好。在-180℃條件下,強度、伸長率、斷面收縮率都很好。由于沒有脆性轉變溫度,常在低溫下使用。
    具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接,焊前焊后均不需熱處理。
304鋼也有性能上的不足之處:大截面尺寸鋼件焊接后對晶間腐蝕敏感;在含Cl-水中(包括濕態大氣)對應力腐蝕非常敏感;力學強度偏低,切削性能較差等。
    由于304鋼有性能上的不足,人們在生產和使用中想辦法揚長避短,盡量發揮發展它的優良性能,克服它的不足之處。于是,通過研究開發,根據不同使用環境或條件的特定要求,對其化學成分進行調整,發展出了滿足某些特性使用要求的304衍生牌號。
    表1列出了美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTM A959-04中的牌號304及其衍生牌號與日本JIS、我國GB、ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中相應牌號的對照。表2~表6分別列出了相應標準中各牌號的化學成分。

表1  美國不銹鋼標準牌號304及其衍生牌號與日本、中國、、歐洲標準中相應牌號對照

ASTM A959-04

JIS
G4304:2005
G4304:2005
G4305:2005

GB/T20878-2007

ISO/TS15510
-2003

EN10088-1:2005

UNS代號

牌號

新牌號

舊牌號

牌號

數字代號

S30400

304

SUS304

06Cr19Ni10

0Cr18Ni9

X5CrNi18-9

X5CrNi18-10

1.4301

S30403

304L

SUS304L

022Cr19Ni10

00Cr19Ni10

X2CrNi18-9
X2CrNi19-11

X2CrNi18-9
X2CrNi19-11

1.4307
1.4306

S30409

304H

……

07Cr19Ni10

……

X7CrNi18-9

……

……

S30415

……

……

05Cr19Ni10Si2CeN

……

……

……

……

S30430

……

SUSXM7

06Cr18Ni19Cu3

0Cr18Ni9Cu3

X3CrNiCu18-9-4

X3CrNiCu18-9-4

1.4567

S30432

……

……

……

……

……

……

……

S30451

304N

SUS304N1

06Cr19Ni10N

0Cr19Ni9N

X5CrNiN18-8

X5CrNiN19-9

1.4315

S30452

XM-21

SUS304N2

06Cr19Ni9NbN

0Cr19Ni10NbN

……

……

……

S30453

304LN

SUS304LN

022Cr19Ni10N

00Cr18Ni10N

X2CrNiN18-9

X2CrNiN18-10

1.4311

S30454

304LHN

……

……

……

……

……

……

……

……

SUS304J1

……

……

……

……

……

……

……

SUS304J2

……

……

……

……

……

……

……

SUS304J3

06Cr18Ni9Cu2

0Cr18Ni9Cu2

……

……

……

……

……

SUS304Cu

……

……

……

……

……

2  ASTM A959-04中不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分

牌 號

化 學 成 分1)2)   ,%

UNS代號

名稱

C

Si

Mn

Cr

Ni

N

Cu

其它

S30400

304

0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

S30403

304L

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~12.0

S30409

304H

0.04~0.10

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

S30415

0.04~0.06

1.00~2.00

0.80

18.0~19.0

9.0~10.0

0.12~0.18

Ce0.03~0.08

S30430

0.03

1.00

2.00

17.0~19.0

8.0~10.0

3.0~4.0

S30432

0.07~0.13

0.30

0.50

17.0~19.0

7.5~10.5

0.05~0.12

2.5~3.5

Cb 0.20~0.60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A10.003~0.030

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B0.001~0.010

S30451

304N

0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.10~0.16

S30452

XM-21

0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~10.0

0.16~0.30

S30453

304LN

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.10~0.16

S30454

304LHN

0.03

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.16~0.30

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
2)各牌號 P≤0.045%,S≤0.030%。

表3  JIS G4303、4304、4305—2005中不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分

牌號

化 學 成 分1) 2)   %

C

Si

Mn

Cr

Ni

N

Cu

其它

SUS304

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~10.50

SUS304L

0.030

1.00

2.00

18.00~20.00

9.00~13.00

SUS304N1

0.08

1.00

2.50

18.00~20.00

7.00~10.50

0.10~0.25

SUS304N2

0.08

1.00

2.50

18.00~20.00

7.50~10.50

0.15~0.30

Nb≤0.15

SUS304LN

0.030

1.00

2.00

17.00~19.00

8.50~11.50

0.12~0.22

SUS304J1

0.08

1.70

3.00

15.00~18.00

6.00~9.00

1.00~3.00

SUS304J2

0.08

1.70

3.00~5.00

15.00~18.00

6.00~9.00

1.00~3.00

SUS304J3

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.00~10.50

1.00~3.00

SUS304Cu

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~10.50

0.70~1.30

SUSXM7

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.50~10.50

3.00~4.00

 

 

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
2)各牌號   P≤0.045%,S≤0.030%。

表4  GB/T20878-2007中對應不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分

新牌號

舊牌號

化   學   成   分1) 2)  ,   %

對應
ASTM
牌號

C

Si

Mn

Cr

Ni

N

Cu

其它

06Cr19Ni10

0Cr18Ni9

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

304

022Cr19Ni10

00Cr19Ni10

0.030

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~12.00

304L

07Cr19Ni10

0.04~
0.10

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

304H

05Cr19Ni10Si2 Ce N

0.04~
0.06

1.00~
2.00

0.80

18.00~19.00

9.00~10.00

0.12~
0.18

Ce0.03~
0.08

S30415

06Cr19Ni10N

0Cr19Ni9N

0.08

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

0.10~
0.16

304N

06Cr19Ni9NbN

0Cr19Ni10NbN

0.08

1.00

2.50

18.00~20.00

7.50~10.50

0.15~
0.30

Nb 0.15

XM-21

022Cr19Ni10N

00Cr18Ni10N

0.030

1.00

2.00

18.00~20.00

8.00~11.00

0.10~
0.16

304LN

06Cr18Ni9Cu2

0Cr18Ni9Cu2

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.00~10.50

1.00~
3.00

06Cr18Ni9Cu3

0Cr18Ni9Cu3

0.08

1.00

2.00

17.00~19.00

8.50~10.50

3.00~
4.00

……

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
2)各牌號P≤0.045%,S≤0.030%。

表5  ISO/TS15510:2003中不銹鋼“304”及其衍生牌號與化學成分

 牌號

化學成分1)2),%

對應
ASTM的
牌號

C

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

N

其它

X5CrNi18-9

0.07

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.5

0.11

304

X2CrNi18-9

0.030

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.0

0.11

304L

X2CrNi19-11

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

10.0~12.0

0.11

304L

X7CrNi18-9

0.04~0.08

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~10.5

0.11

304H

X3CrNi18-9-4

0.04

1.00

2.00

17.0~19.0

8.0~10.5

3.0~4.0

0.11

S30430

X5CrNi18-8

0.07

1.00

2.50

18.0~20.0

8.0~11.0

0.10~0.16

S30451

X2CrNi18-9

0.030

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.0

0.12~0.22

S30453

 

注(1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
 (2)各牌號P≤0.045%,S≤0.030%。為改善某種性能,硫含量可控制特定范圍,如切削用鋼控制為0.015%~0.030%,可焊性鋼控制為0.008%~0.020%,拋光用鋼控制為≤0.015%。

表6   EN10088-1:2005中不銹鋼“304”其衍生牌號與化學成分

牌 號

化學成分1)2),%

對應ASTM
的牌號

名   稱

數字代號

C

Si

Mn

Cr

Ni

Cu

N

其它

X5CrNi18-10

1.4301

0.07

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.5

0.11

304

X2CrNi18-9

1.4307

0.030

1.00

2.00

17.5~19.5

8.0~10.5

0.11

304L

X2CrNi19-11

1.4306

0.030

1.00

2.00

18.0~20.0

10.0~12.0

0.11

304L

X3CrNiCu18-9-4

1.4567

0.04

1.00

2.00

17.0~19.0

8.5~10.5

3.0~4.0

0.11

S30430

X5CrNiN19-9

1.4315

0.06

1.00

2.00

18.0~20.0

8.0~11.0

0.12~0.22

S30451

X2CrNiN18-10

1.4311

0.03

1.00

2.00

17.5~19.5

8.5~11.5

0.12~0.22

S30453

注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為zui大值。
2)各牌號P≤0.045%,S≤0.015%。對于棒材、條鋼、鋼絲、型鋼、光亮產品及相當的半成品,zui大硫含量可為0.030%。為改善特定性能,硫含量可控制在特定范圍,如切削用鋼可控制為0.015%~0.030%,可焊性鋼可控制為0.008%~0.030%,拋光用鋼控制為≤0.015%。

    從表1看出,ASTMA959-04中,304及其衍生牌號共有10個。日本JIS標準中亦為10個,但能與ASTM牌號對應的則是6個,其它4個牌號(SUS304J1、SUS304J2、SUS304J3、SUS304Cu)應該是JIS自己開發的304衍生牌號。

    綜觀304及衍生牌號的化學成分,可以認為,所謂衍生牌號就是對304的化學成分進行了某些調整,而產生了變異的304牌號。例如:
    碳含量:降低或提高碳含量。304L為超低碳的304鋼。降低碳含量可以改善耐蝕性能,特別是304鋼對焊后的晶間腐蝕敏感性,在滿足力學強度要求的條件下,可用于制造大截面尺寸的焊接件。304H,將碳含量提高到0.10%,增加304鋼的強度,并使奧氏體更加穩定,比304鋼更適于在低溫環境和無磁部件方面使用。
    氮含量:加入氮元素。304N(SUS304N1)、XM-21(SUS304N2)、304LN等都是。由于氮的固溶強化作用,提高了304和304L鋼的強度,且不顯著降低鋼的塑性和韌性,同時鋼的耐晶間腐蝕性、耐點蝕和縫隙腐蝕性都有進一步改善。
    銅含量:加入一定含量的銅。銅使奧氏體更加穩定。一方面可以提高鋼的不銹性和耐蝕性,特別是對還原性介質(如硫酸)的耐蝕性更好;另方面則降低鋼的強度和冷加工硬化傾向,改善鋼的塑性。如S30430(06Cr18Ni19Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Cr18Ni19Cu2)等,這些鋼與304比,在較小變形力的作用下,可獲得更大的冷變形,更適于冷鐓、冷擠壓作緊固件用或深沖、拉伸等用途。

性能規范

型號

公稱壓力

試驗壓力

工作溫度(℃)

適用介質

強度(水)(Mpa)

密封(水)空氣(Mpa)

低壓密封空氣(Mpa)

J41W-16P(R)

1.6

2.4

1.8

0.6

≤200

NITRIC ACID

J41W-25P(R)

2.5

3.8

2.8

0.6

≤200

硝酸類

ACETIC ACID

醋酸類

NITRIV ACID

硝酸類

J41W-40P(R)

4.0

6.0

4.4

0.6

≤200

ACETIC ACID

J41W-64P(R)

6.4

9.6

7.0

0.6

≤200

醋酸類

主要零件材質

零件名稱ZG1Cr18Ni9Ti系列ZG00Cr18Ni10系列ZG1Cr18Ni12Mo2Ti系列ZG00Cr17Ni14Mo2系列WCB系列

閥體/閥蓋

ZG1Cr18Ni9Ti

ZG00Cr18Ni10

ZG1Cr18Ni12Mo2Ti

ZG00Cr17Ni14Mo2

WCB

閥瓣

ZG1Cr18Ni9Ti

ZG00Cr18Ni10

ZG1Cr18Ni12Mo2Ti

ZG00Cr17Ni14Mo2

1Cr13

閥桿

ZG1Cr18Ni9Ti

00Cr18Ni10

1Cr18Ni12Mo2Ti

00Cr17Ni14Mo2

1Cr13

填料

PTFE編織

PTFE編織

PTFE編織

PTFE編織

石墨

墊片

304+PTFE

304L+PTFE

316+PTFE

316L+PTFE

石墨+304

壓蓋

ZG1Cr18Ni9Ti

ZG00Cr18Ni10

ZG1Cr18Ni12Mo2Ti

ZG00Cr17Ni14Mo2

WCB

填料壓環

1Cr18Ni9Ti

00Cr18Ni10

1Cr18Ni12Mo2Ti

00Cr17Ni14Mo2

1Cr13

螺栓

1Cr17Ni2

1Cr17Ni2

1Cr17Ni2

1Cr17Ni2

35CrMoA

螺母

1Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti

1Cr18Ni9Ti

45

1.6MPa主要連接尺寸及重量

尺寸

DN

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

L

mm

130

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

650

750

850

950

H

mm

200

243

253

280

312

321

325

355

415

460

510

700

975

1115

1250

1380

W

mm

120

140

160

160

200

200

240

240

280

320

360

560

600

700

800

900

重量

kg

5

6.5

7

13.5

16

32

45

60

80

107

134

268

449

663

750

1170

2.5MPa主要連接尺寸及重量

尺寸

DN

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

L

mm

130

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

650

750

850

950

H

mm

200

243

253

280

312

321

325

355

415

460

510

700

975

1115

1250

1380

W

mm

120

140

160

160

200

200

240

240

280

320

360

560

600

700

800

900

重量

kg

5

6.5

7

13.5

16

32

45

60

80

107

134

268

449

663

750

1170

4.0MPa主要連接尺寸及重量

尺寸

DN

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

350

400

L

mm

130

150

160

180

200

230

290

310

350

400

480

600

650

750

850

950

H

mm

200

243

253

280

312

321

325

355

415

460

510

700

975

1115

1250

1380

W

mm

120

140

160

160

200

200

240

240

280

320

360

560

600

700

800

900

重量

kg

5

6.5

7

13.5

16

32

45

60

80

107

134

268

491

705

850

1234

6.4MPa主要連接尺寸及重量

尺寸

DN

15

20

25

40

50

65

80

100

125

150

L

mm

170

190

210

230

260

300

340

380

430

550

H

mm

195

228

250

325

360

410

450

485

537

646

W

mm

140

160

180

200

240

280

320

360

400

450

重量

kg

10

13

15

19

25

35

48

56

125

157

10.0MPa主要連接尺寸及重量

尺寸

DN

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

250

300

L

mm

170

190

210

230

260

300

340

380

430

500

550

650

775

900

H

mm

195

228

250

325

360

410

450

485

537

 

840

925

1015

1200

W

mm

100

100

120

160

160

180

200

200

240

-

-

-

-

-

重量

kg

10

12

17

25

30

40

68

92

107

-

310

590

850

1040

16.0MPa主要連接尺寸及重量

尺寸

DN

15

20

25

32

40

50

65

80

100

125

150

200

L

mm

170

190

210

230

260

300

340

380

430

500

550

650

H

mm

148

156

175

200

231

262

470

500

557

613

671

765

W

mm

100

100

120

140

160

180

360

400

450

450

500

500

重量

kg

4.64

7.42

10.07

12.3

15.2

29.71

65

83

125

175

249

375

與本文相關的論文:鈦合金截止閥J41TA