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317L 合金奥氏体不锈钢

317L 合金是以钼为基础的奥氏体不锈钢。它与常规的铬-镍奥氏 体不锈钢如304 合金相比,具有更强的抗化学腐蚀能力。另外,与常规的不锈钢 相比,317L 合金具有更高的延展性、抗应力腐蚀性能、耐压强度及耐高温性能。 它是低碳等级或L 等级, 这个等级具有在焊接期间及热处理过程中抗敏化作用性 能。

一般属性

合金317LMN和317L是含钼的奥氏体不锈钢,与常规的铬镍奥氏体不锈钢(如合金304)相比,其抗化学侵蚀性能更佳。此外,在高温环境中,317LMN和317L合金比常规的不锈钢具有更大的断裂应力强度和更好的延展性。所有都是低碳等级或“L”等级,在焊接过程及其他热处理过程中能提供抗敏化作用。”M”和”N”指成分中含有增量的钼和氮。钼和氮的结合有利于提高抗点蚀性和抗隙蚀性,尤其处于含酸性化合物、氯化物和硫化物的高温环境中时。氮也有利于提高这些合金的强度。两种合金都是专为苛刻的作业环境(如烟气脱硫系统)而设。

成分

化学成分的重量百分比

ASTM A240

成分 317L 317LMN
0.03 (最大值) 0.03 (最大值)
2.00 2.00
0.75 (最大值) 0.75 (最大值)
18.00 – 20.00 17.00 – 20.00
11.00 – 15.00 13.50 – 17.50
3.00 – 4.00 4.00 – 5.00
0.04 (最大值) 0.04 (最大值)
0.03 (最大值) 0.03 (最大值)
0.10 (最大值) 0.10 – 0.20
剩余部分 剩余部分
UNS编码 S31703 S31726

*可选

耐蚀性

合金317L和317LMN不锈钢比常规的铬-镍不锈钢更能抵受大气及其他温和的腐蚀。一般而言,对18Cr-8Ni钢没有腐蚀性的环境不会对含钼的合金造成腐蚀,但强氧化性酸(如硝酸)除外。

合金317LMN和317L不锈钢比常规的铬-镍不锈钢更能抵挡硫酸溶液的腐蚀。其耐蚀性随合金钼成分的增加而提高。这些合金能在温度达120°F(49°C)的环境中抵受浓度高达5%的硫酸。在温度低于100°F (38°C)的环境中,这些合金具有卓越的耐蚀性,能抵挡浓度更高的溶液的腐蚀。但是,应用测试应考虑可能影响腐蚀行为的特定作业因素。在含硫气体发生浓缩情况的加工过程中,这些合金比常规的合金316更能抵挡浓缩气体的侵蚀。酸的浓度对在这类环境中的腐蚀率有举足轻重的影响,应根据具体的应用测试作慎重的决定。

下表是退火处理的317LMN和317L样品在多种溶液中耐蚀性的比较,这些溶液都与加工行业和ASTM测试有关的。此表列出了合金316L和合金AL276的相关数据供比较。

沸腾溶液及ASTM测试中的耐蚀性
测试溶液 腐蚀率 (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% 蚁酸 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% 硫酸氢钠
71.57
(1.82)
55.76
(1.42)
15.60
(0.40)
2.64
(0.07)
50% 氢氧化钠
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

这些合金的低含碳量(少于0.03%)有效防止合金在热处理(如焊接或锻造)过程中出现敏化现象而造成粒间腐蚀。317LMN和合金317L不锈钢中的铬含量更高,具有更强的抗粒间腐蚀性。应注意的是:若长期暴露于800 – 1400°F (427-816°C)的环境中,其抗粒间腐蚀性能可能会受损,西格玛相的沉淀也可能会使其变脆。317LMN合金的含氮量较高,能减慢西格玛相以及碳化物的沉淀。

抗点蚀当量
合金 抗点蚀当量
Alloy 316 25
Alloy 317L 30
317LMN 38
Alloy 625 52
Alloy C276 69

如上述的抗点蚀当量(PRE)表格所示,高的含钼量和含氮量能大大提高抗点蚀能力。PRE是从腐蚀测试结果得出的。腐蚀测试表明:在提高氯化物的抗点蚀能力方面,氮的效果比铬强30倍,比钼强约9倍。

修改后的ASTG-48B测试中规定的隙腐蚀初始温度,是比较不锈钢和镍基合金腐蚀性的有效方法。以下的临界缝隙腐蚀温度表表明:奥氏体不锈钢对隙腐蚀的耐蚀性随合金中的钼、氮含量的增加而增强。

模拟FGD系统环境下的隙腐蚀
合金 重量损失 (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

*根据ASTM G-48B 程序,72小时暴露于以下溶液中:
7 vol.%H2SO4, 3 vol%HCI, 1 wt% CuCl2, 1 wt%FeCl3

抗氧化性

铬-镍-钼钢材都拥有卓越的抗氧化性能,而且在普通大气中,温度不高于1600-1650°F(871-899°C)时,水垢生成率低。

加工性能

317LMN和合金317L不锈钢的物理和机械性能与常规的奥氏体不锈钢相似,因此,可以用加工合金304和316的方法对其进行加工。

热处理

锻造
推荐的初始温度范围为2100-2200°F (1150-1205°C),结束温度范围为1700-1750°F (927-955°C)。

退火
317LMN和合金317L不锈钢可在1975-2150°F (1080-1175°C)这一温度范围内进行退火处理,之后进行气体冷却或者水淬,采用前者还是后者取决于其厚度。板材的退火处理应在介于2100°F (1150°C) 和 2150°F (1175°C)的环境中进行。在3分钟内对金属从退火温度进行冷却处理。

硬化
不可通过热处理对这些等级进行硬化。

焊接

建议使用在焊接条件下能保持耐蚀性的超合金材料作为填充物。建议使用钼含量不少于6%的填充金属来焊接合金317L,钼含量不少于8%的填充金属(如合金625)来焊接317LMN。在无法使用超合金材料作为填充金属或无法进行焊后退火处理或酸洗处理的应用中,需慎重考虑作业环境的苛刻性,以确定采用气焊焊口(不使用填充物制作出来的焊口)是否可行。对气焊的317LMN和合金317L不锈钢采用焊后退火处理以及酸洗处理,能使其获得最佳的耐蚀性。若想了解更多的相关信息,请参考ASTM A-380“钢材表面的去垢及清洗操作规程建议”。

机械性能

ASTM对经退火处理的板材、薄板和带材产品规定的的最低拉伸性能标准及最高硬度标准如下表所示:

ASTM A-240规定的最低机械性能标准
性能 Type 317L 317LMN
极限拉伸强度,ksi (MPa)
75
(515)
80
(550)
0.2%屈服强度,ksi (MPa) 30
(205)
35
(240)
2″ (5.1 cm)的伸长率 40 40
硬度, 最大值 217BHN
UNS 编号 S31703 S31726

物理性能

下表的物理性能数据代表了铁-铬-镍-钼不锈钢等级。实际上,这些数据对317LMN和合金317L不锈钢都是适用的。除特别说明外,所有性能都是室温下(20°C, 68°F)的性能。

密度
0.29
8.0
lb/in3
g/cm3
弹性系数 29•106
200
psi
Gpa
熔化范围 2410 to 2550
1320 to 1400
° F
°C
导热性
68 to 212°F
20 to 100°C
100.8
14.6
Btu/ft2-hr-°F-in
Watts/m- K
热膨胀系数
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)
比热 0.11
0.46
Btu/lb-°F
J/g-°K
电阻率 31.1
0.79
µ-ohm-in
µ-ohm-in
导磁率
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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