一般屬性
317L是含鉬的奧氏體不銹鋼,與常規的鉻鎳奧氏體不銹鋼(如合金304)相比,其抗化學侵蝕性能更佳。此外,在高溫環境中,和317L合金比常規的不銹鋼具有更大的斷裂應力強度和更好的延展性。所有都是低碳等級或“L”等級,在焊接過程及其他熱處理過程中能提供抗敏化作用。鉬的提高有利于提高抗點蝕性和抗隙蝕性,尤其處于含酸性化合物、氯化物和硫化物的高溫環境中時。也有利于提高這些合金的強度。合金是專為苛刻的作業環境(如煙氣脫硫系統)而設。
成分
|
化學成分的重量百分比
ASTM A182 |
| 成分 |
317L |
|
| 碳 |
0.03 (最大值) |
|
| 錳 |
2.00 |
|
| 硅 |
0.75 (最大值) |
|
| 鉻 |
18.00 - 20.00 |
|
| 鎳 |
11.00 - 15.00 |
|
| 鉬 |
3.00 - 4.00 |
|
| 磷 |
0.045 (最大值) |
|
| 硫 |
0.030 (最大值) |
|
| 氮 |
0.10 (最大值) |
|
| 鐵 |
剩余部分 |
|
| UNS編碼 |
S31703 |
|
*可選
耐蝕性
合金317L不銹鋼比常規的鉻-鎳不銹鋼更能抵受大氣及其他溫和的腐蝕。一般而言,對18Cr-8Ni鋼沒有腐蝕性的環境不會對含鉬的合金造成腐蝕,但強氧化性酸(如硝酸)除外。
合金317LMN不銹鋼比常規的鉻-鎳不銹鋼更能抵擋硫酸溶液的腐蝕。其耐蝕性隨合金鉬成分的增加而提高。這些合金能在溫度達120°F(49°C)的環境中抵受濃度高達5%的硫酸。在溫度低于100°F (38°C)的環境中,這些合金具有卓越的耐蝕性,能抵擋濃度更高的溶液的腐蝕。但是,應用測試應考慮可能影響腐蝕行為的特定作業因素。在含硫氣體發生濃縮情況的加工過程中,這些合金比常規的合金316更能抵擋濃縮氣體的侵蝕。酸的濃度對在這類環境中的腐蝕率有舉足輕重的影響,應根據具體的應用測試作慎重的決定。
下表是退火處理的317L樣品在多種溶液中耐蝕性的比較,這些溶液都與加工行業和ASTM測試有關的。此表列出了合金316L和合金AL276的相關數據供比較。
| 沸騰溶液及ASTM測試中的耐蝕性 |
| 測試溶液 |
腐蝕率 (mm/y) |
Alloy
316L |
Alloy
317L |
Alloy
317LMN |
Alloy
276 |
| 20% 乙酸 |
0.12
(<0.01) |
0.48
(0.01) |
0.12
(<0.01) |
0.48
(0.01) |
| 45% 蟻酸 |
23.41
(0.60) |
18.37
(0.47) |
11.76
(0.30) |
2.76
(0.07) |
| 10% 草酸 |
48.03
(1.23) |
44.90
(1.14) |
35.76
(0.91) |
11.24
(0.28) |
| 20% 磷酸 |
0.06
(0.02) |
0.72
(0.02) |
0.24
(<0.01) |
0.36
(0.01) |
| 10% 硫酸 |
635.7
(16.15) |
298.28
(7.58) |
157.80
(4.01) |
13.93
(0.35) |
| 10% 硫酸氫鈉 |
71.57
(1.82) |
55.76
(1.42) |
15.60
(0.40) |
2.64
(0.07) |
| 50% 氫氧化鈉 |
77.69
(1.92) |
32.78
(0.83) |
85.68
(2.18) |
17.77
(0.45) |
ASTM A262
Practice B
(FeSO4H2SO4) |
26.04
(0.66) |
20.76
(0.53) |
17.28
(0.44) |
264.5
(6.72) |
ASTM A262
Practice C
(65% HNO3) |
22.31
(0.56) |
19.68
(0.50) |
16.32
(0.42) |
908.0
(23.06) |
ASTM A262
Practice E
(Cu•CUSO4•H2SO4) |
Pass |
Pass |
Pass |
Pass |
這些合金的低含碳量(少于0.03%)有效防止合金在熱處理(如焊接或鍛造)過程中出現敏化現象而造成粒間腐蝕。合金317L不銹鋼中的鉻含量更高,具有更強的抗粒間腐蝕性。應注意的是:若長期暴露于800 - 1400°F (427-816°C)的環境中,其抗粒間腐蝕性能可能會受損,西格瑪相的沉淀也可能會使其變脆。317LMN合金的含氮量較高,能減慢西格瑪相以及碳化物的沉淀。
| 抗點蝕當量 |
| 合金 |
抗點蝕當量 |
| Alloy 316 |
25 |
| Alloy 317L |
30 |
| 317LMN |
38 |
| Alloy 625 |
52 |
| Alloy C276 |
69 |
如上述的抗點蝕當量(PRE)表格所示,高的含鉬量和含氮量能大大提高抗點蝕能力。PRE是從腐蝕測試結果得出的。腐蝕測試表明:在提高氯化物的抗點蝕能力方面,氮的效果比鉻強30倍,比鉬強約9倍。
修改后的ASTG-48B測試中規定的隙腐蝕初始溫度,是比較不銹鋼和鎳基合金腐蝕性的有效方法。以下的臨界縫隙腐蝕溫度表表明:奧氏體不銹鋼對隙腐蝕的耐蝕性隨合金中的鉬、氮含量的增加而增強。
| 模擬FGD系統環境下的隙腐蝕 |
| 合金 |
重量損失 (g/cm2) |
24°C
(75°F) |
50°C
(122°F) |
70°C
(158°F) |
| Type 317L |
0.0007 |
0.0377 |
0.0500 |
| 317LMN |
0.0000 |
0.0129 |
0.0462 |
| Alloy 625 |
0.0000 |
0.0000 |
0.0149 |
| Alloy C276 |
0.0000 |
0.0001 |
0.0004 |
*根據ASTM G-48B 程序,72小時暴露于以下溶液中:
7 vol.%H2SO4, 3 vol%HCI, 1 wt% CuCl2, 1 wt%FeCl3
抗氧化性
鉻-鎳-鉬鋼材都擁有卓越的抗氧化性能,而且在普通大氣中,溫度不高于1600-1650°F(871-899°C)時,水垢生成率低。
加工性能
合金317L不銹鋼的物理和機械性能與常規的奧氏體不銹鋼相似,因此,可以用加工合金304和316的方法對其進行加工。
熱處理
鍛造
推薦的初始溫度范圍為2100-2200°F (1150-1205°C),結束溫度范圍為1700-1750°F (927-955°C)。
退火
合金317L不銹鋼可在1975-2150°F (1080-1175°C)這一溫度范圍內進行退火處理,之后進行氣體冷卻或者水淬,采用前者還是后者取決于其厚度。板材的退火處理應在介于2100°F (1150°C) 和 2150°F (1175°C)的環境中進行。在3分鐘內對金屬從退火溫度進行冷卻處理。
硬化
不可通過熱處理對這些等級進行硬化。
焊接
建議使用在焊接條件下能保持耐蝕性的超合金材料作為填充物。建議使用鉬含量不少于6%的填充金屬來焊接合金317L。在無法使用超合金材料作為填充金屬或無法進行焊后退火處理或酸洗處理的應用中,需慎重考慮作業環境的苛刻性,以確定采用氣焊焊口(不使用填充物制作出來的焊口)是否可行。對氣焊合金317L不銹鋼采用焊后退火處理以及酸洗處理,能使其獲得最佳的耐蝕性。若想了解更多的相關信息,請參考ASTM A-380“鋼材表面的去垢及清洗操作規程建議”。
機械性能
ASTM對經退火處理的產品規定的的最低拉伸性能標準及最高硬度標準如下表所示:
| ASTM A-182規定的最低機械性能標準 |
| 性能 |
Type 317L |
|
| 極限拉伸強度,ksi (MPa) |
70
(485) |
|
| 0.2%屈服強度,ksi (MPa) |
24.6
(170) |
|
| 2" (5.1 cm)的伸長率 |
30 |
|
| 硬度, 最大值 |
|
-- |
| UNS 編號 |
S31703 |
|
物理性能
下表的物理性能數據代表了鐵-鉻-鎳-鉬不銹鋼等級。實際上,這些數據對合金317L不銹鋼都是適用的。除特別說明外,所有性能都是室溫下(20°C, 68°F)的性能。
| 密度 |
0.29
8.0 |
lb/in3
g/cm3 |
| 彈性系數 |
29•106
200 |
psi
Gpa |
| 熔化范圍 |
2410 to 2550
1320 to 1400 |
° F
°C |
導熱性
68 to 212°F
20 to 100°C |
100.8
14.6 |
Btu/ft2-hr-°F-in
Watts/m- K |
熱膨脹系數
77°F (25°C) to:
212°F (100°C)
932°F (500°C)
1832°F (1000°C) |
9.2 (16.5)
10.1 (18.2)
10.8 (19.5) |
10-6/°F (10-6/°C)
10-6/°F (10-6/°C)
10-6/°F (10-6/°C) |
| 比熱 |
0.11
0.46 |
Btu/lb-°F
J/g-°K |
| 電阻率 |
31.1
0.79 |
µ-ohm-in
µ-ohm-in |
導磁率
完全退火
0.5”板材
65% 冷作 0.5" 板材 |
1.0028
1.0028 |
µ at H = 200 oe
µ at H = 200 oe |
|