不锈钢316L(UNSS31603)的特性及焊接

钢制316L(UNS S31603)的优点及冲压

316L(UNS S31603)是以钼为依据的莱氏体钢制， 那个钢制与常规性的铬-镍莱氏体如304钛较之，具备更快的抗通常锈蚀及点锈蚀、 沟槽易燃。那些钛具备更高的耐热性、抗形变易燃能、壳体气压及耐热操控性。

通常特性

316(UNS S31600), 316L(S31603), 317L(S31703)是以钼为依据的莱氏体钢制,与常规性的铬-镍莱氏体如304钛较之，具备更快的抗通常锈蚀及点锈蚀、 沟槽易燃。那些钛具备更高的耐热性、抗形变易燃能、壳体气压及耐热操控性。在明确要求较佳抗通常锈蚀和点易燃能的应用领域中，317L比316或316L更畅销，即使317L含钼量达3-4％，316和316L的含钼量多于2-3％。316钛和316L和317L铜-镍-钼钛还具备莱氏体钢制的典型特征，即良好的加工性及成形性。

耐锈蚀

通常锈蚀

和18-8钢制较之，316，316L和317L在大气环境下和其他温和环境下具备较佳的耐易燃。通常来说，不锈蚀18-8钢制的媒介，都不会锈蚀含钼的等级。唯一例外的是高氧化性酸，如硝酸，含钼的钢制对这种酸的耐易燃较弱。在硫酸溶液中，316和317L比其他铬-镍类型的等级具备更良好的耐易燃。在温度高达120°F（38°C）的条件下，这两个等级对高浓度溶液都有良好的耐易燃。当然，使用期间的测试是必不可少的，即使作业条件和酸性污染物可能严重影响锈蚀速率。浓缩含硫气体时，这两种等级比其他类型的钢制具备更快的耐易燃。

然而，在这样的应用领域中，酸浓度对锈蚀速率的影响相当大，这一因素要慎重考虑。含钼钢制316和317L，对其他各种环境都有一定的耐易燃。以下的锈蚀数据表明，那些钛在沸腾的20%磷酸溶液中，表现出优越的耐易燃。它们也被广泛应用领域于处理热有机酸和脂肪酸。食物，医药产品的制造和处理，通常用到含钼的钢制，即使要尽量减少金属污染。通常来说，在相同的环境条件下，316，316L可以看成和317L的操控性相当。但是在可以引起冲压，热影响区晶间锈蚀的环境下，例外。在这样的媒介，316L和317L更常被选用，即使含碳量低，可以提高耐晶间易燃。

形变锈蚀龟裂

在卤化环境下，莱氏体钢制容易受形变锈蚀龟裂的影响。尽管316，317L由于含有钼，比18Cr-8Ni钛一定程度上具备较好的耐形变锈蚀龟裂性，但是它们仍然是比较容易受影响的。产生形变锈蚀龟裂的条件包括：（1）卤化物的存在（通常来说是氯化物）；（2）残余张形变；（3）温度超过120°F (49°C)。冲压过程中，冷变形或热循环可以产生形变。退火，形变消除热处理可以有效减少形变，因此，降低了材料对卤化物形变锈蚀皲裂的敏感性。低碳的L等级，在耐形变锈蚀皲裂方面没有特殊优势，但是在形变消除状态下作业时，L等级是仍然是首选，即使这样的环境下可能引起粒间锈蚀。

抗氧化性

316，317L具备良好的抗氧化性，在大气环境下，温度即使到达1600至1650°F (871至899°C)，锈皮产生率也比较低。通常来说，316的操控性稍次于304钢制，即使304的铬含量稍高（18%，316铬含量16%）。氧化率通常受大气和作业环境所影响，因此无法提供确切的氧化率供参考。

物理操控性

结构

适当退火后，316，317钛主要是莱氏体。少量铁素体或许会出现。当从800至1500°F (427至816°C),慢慢冷却，会产生碳化物沉淀，这时结构由莱氏体和碳化物构成。

熔化范围: 2450 to 2630°F (1390 to 1440°C)

密度: 0.29 lb/in3 (8.027 g/cm3)

抗拉弹性模数: 29 x 106 psi (200 Gpa)

剪切模量: 11.9 x 106 psi (82 Gpa)

磁导率

莱氏体钢制在退火状态和完全莱氏体状态下是无磁性的。316，317L在退火状态下，在200H情况下，磁导率通常低于1.02。冷变形材料的磁导率因金属成分的不同和冷变形程度的不同而有所不同，但是通常来说，都比退火材料的磁导率高。

疲劳气压

金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大形变称为疲劳气压或疲劳极限。莱氏体钢制的疲劳气压通常来说是抗拉气压的35%。在实际作业中，疲劳气压也会受其他因素影响，如：锈蚀情况，形变形式，表面平滑度等。因此，无法给出疲劳极限的确切数值。

热处理

退火

退火状态下的莱氏体钢制可以直接使用。在加工中或加工后，可能需要做热处理，用于去除冷成型产生的副作用和溶解沉淀的碳化铬。316，317L固溶退火在1900至2150°F (1040至1175°C)温度范围内完成，然后根据材料的厚度，决定进行空气冷却还是水淬。材料要迅速从1500至800°F (816至427°C)冷却下来，避免碳化铬再沉淀以及提供最佳的耐易燃。材料从退火温度冷却到暗热的时间应少于3分钟。316，317L不能通过热处理硬化。

加工

莱氏体钢制，包括316，317L，通常被加工成各种各样的部件。加工方法有穿孔，成形等，所用设备和加工碳钢的设备基本上一样。莱氏体钢制的良好耐热性，通过弯曲，拉伸，深拉等方法，很容易达到成形。然而，莱氏体钢制本身气压和硬化操控性较大，因此加工莱氏体钢制的功率明确要求比碳钢大得多。

冲压

莱氏体钢制被认为是最容易冲压的钢制，可以用所有的融合物冲压，也可以进行电阻冲压。冲压点要考虑两个重要因素1）避免硬化裂纹；2）保持焊口和热影响区的耐易燃。冲压完全莱氏体结构的金属，在冲压操作中更容易形成裂纹。因此，316，316L，317L钛中添加了少量的铁素体，降低材料的裂纹敏感性。在锈蚀环境下使用的冲压件，建议使用低碳的316L和317L焊基金属和焊料。冲压金属含碳量越高，越容易产生碳化物沉淀（敏化作用），这可能导致粒间锈蚀。低碳的L等级，可以有效降低和避免敏化作用。高钼含量的焊堆在苛刻的环境下，由于钼的微偏析，可能导致耐易燃下降。要克服这种副作用，应该提高焊料的钼含量。317L在某些苛刻的应用领域中，焊堆的钼含量要达到4%或者更高。904L钛（AWS ER 385, 4.5% Mo）或625钛（AWS ERNiCrMo-3, 9% Mo）常被用做这种焊料。在冲压区域应该避免铜和锌的污染，因此这两种成分会形成低熔点的化合物，导致冲压裂纹。