317L - 300系列奧氏體不銹鋼管
317L 合金（UNS S31703）是以鉬為基礎(chǔ)的奧氏體不銹鋼。它與常規(guī)的鉻-鎳奧氏 體不銹鋼如304 合金相比，具有更強(qiáng)的抗化學(xué)腐蝕能力。另外，與常規(guī)的不銹鋼 相比，317L 合金具有更高的延展性、抗應(yīng)力腐蝕性能、耐壓強(qiáng)度及耐高溫性能。 它是低碳等級(jí)或L 等級(jí)， 這個(gè)等級(jí)具有在焊接期間及熱處理過(guò)程中抗敏化作用性 能。
一般屬性
317L是含鉬的奧氏體不銹鋼，與常規(guī)的鉻鎳奧氏體不銹鋼（如合金304）相比，其抗化學(xué)侵蝕性能更佳。此外，在高溫環(huán)境中，和317L合金比常規(guī)的不銹鋼具有更大的斷裂應(yīng)力強(qiáng)度和更好的延展性。所有都是低碳等級(jí)或“L”等級(jí)，在焊接過(guò)程及其他熱處理過(guò)程中能提供抗敏化作用。鉬的提高有利于提高抗點(diǎn)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(huán)境中時(shí)。也有利于提高這些合金的強(qiáng)度。合金是專為苛刻的作業(yè)環(huán)境（如煙氣脫硫系統(tǒng)）而設(shè)。
成分
|
化學(xué)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(guī)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(duì)18Cr-8Ni鋼沒(méi)有腐蝕性的環(huán)境不會(huì)對(duì)含鉬的合金造成腐蝕，但強(qiáng)氧化性酸（如硝酸）除外。
合金317LMN不銹鋼比常規(guī)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(dá)120°F(49°C)的環(huán)境中抵受濃度高達(dá)5%的硫酸。在溫度低于100°F (38°C)的環(huán)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(yīng)用測(cè)試應(yīng)考慮可能影響腐蝕行為的特定作業(yè)因素。在含硫氣體發(fā)生濃縮情況的加工過(guò)程中，這些合金比常規(guī)的合金316更能抵擋濃縮氣體的侵蝕。酸的濃度對(duì)在這類環(huán)境中的腐蝕率有舉足輕重的影響，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用測(cè)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(yè)和ASTM測(cè)試有關(guān)的。此表列出了合金316L和合金AL276的相關(guān)數(shù)據(jù)供比較。
| 沸騰溶液及ASTM測(cè)試中的耐蝕性 |
| 測(cè)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(guò)程中出現(xiàn)敏化現(xiàn)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(qiáng)的抗粒間腐蝕性。應(yīng)注意的是：若長(zhǎng)期暴露于800 - 1400°F (427-816°C)的環(huán)境中，其抗粒間腐蝕性能可能會(huì)受損，西格瑪相的沉淀也可能會(huì)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(diǎn)蝕當(dāng)量 |
| 合金 |
抗點(diǎn)蝕當(dāng)量 |
| Alloy 316 |
25 |
| Alloy 317L |
30 |
| 317LMN |
38 |
| Alloy 625 |
52 |
| Alloy C276 |
69 |
如上述的抗點(diǎn)蝕當(dāng)量（PRE）表格所示，高的含鉬量和含氮量能大大提高抗點(diǎn)蝕能力。PRE是從腐蝕測(cè)試結(jié)果得出的。腐蝕測(cè)試表明：在提高氯化物的抗點(diǎn)蝕能力方面，氮的效果比鉻強(qiáng)30倍，比鉬強(qiáng)約9倍。
修改后的ASTG-48B測(cè)試中規(guī)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(duì)隙腐蝕的耐蝕性隨合金中的鉬、氮含量的增加而增強(qiáng)。
| 模擬FGD系統(tǒng)環(huán)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(jù)ASTM G-48B 程序，72小時(shí)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(shí)，水垢生成率低。
加工性能
合金317L不銹鋼的物理和機(jī)械性能與常規(guī)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(duì)其進(jìn)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(jié)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(nèi)進(jìn)行退火處理，之后進(jìn)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(yīng)在介于2100°F (1150°C) 和 2150°F (1175°C)的環(huán)境中進(jìn)行。在3分鐘內(nèi)對(duì)金屬?gòu)耐嘶饻囟冗M(jìn)行冷卻處理。
硬化
不可通過(guò)熱處理對(duì)這些等級(jí)進(jìn)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(lái)焊接合金317L。在無(wú)法使用超合金材料作為填充金屬或無(wú)法進(jìn)行焊后退火處理或酸洗處理的應(yīng)用中，需慎重考慮作業(yè)環(huán)境的苛刻性，以確定采用氣焊焊口（不使用填充物制作出來(lái)的焊口）是否可行。對(duì)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(guān)信息，請(qǐng)參考ASTM A-380“鋼材表面的去垢及清洗操作規(guī)程建議”。
機(jī)械性能
ASTM對(duì)經(jīng)退火處理的產(chǎn)品規(guī)定的的最低拉伸性能標(biāo)準(zhǔn)及最高硬度標(biāo)準(zhǔn)如下表所示：
| ASTM A-182規(guī)定的最低機(jī)械性能標(biāo)準(zhǔn) |
| 性能 |
Type 317L |
|
| 極限拉伸強(qiáng)度，ksi (MPa) |
70
(485) |
|
| 0.2%屈服強(qiáng)度，ksi (MPa) |
24.6
(170) |
|
| 2" (5.1 cm)的伸長(zhǎng)率 |
30 |
|
| 硬度， 最大值 |
|
-- |
| UNS 編號(hào) |
S31703 |
|
物理性能
下表的物理性能數(shù)據(jù)代表了鐵-鉻-鎳-鉬不銹鋼等級(jí)。實(shí)際上，這些數(shù)據(jù)對(duì)合金317L不銹鋼都是適用的。除特別說(shuō)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(shù) |
29•106
200 |
psi
Gpa |
| 熔化范圍 |
2410 to 2550
1320 to 1400 |
° F
°C |
導(dǎo)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(shù)
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(dǎo)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 |
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