在工業(yè)流體控制領(lǐng)域，不銹鋼閥門憑借其優(yōu)異的耐腐蝕性、高強(qiáng)度以及良好的綜合性能，占據(jù)著舉足輕重的地位。而決定不銹鋼閥門性能表現(xiàn)的關(guān)鍵因素之一，便是其采用的不銹鋼材質(zhì)。國內(nèi)市場上，不銹鋼材質(zhì)種類繁多，不同種類的不銹鋼在成分、性能上存在差異，從而適用于不同的應(yīng)用領(lǐng)域。下面我們就來深入了解一下國內(nèi)市場不銹鋼材質(zhì)的主要種類，以及常見應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Σ讳P鋼閥門材質(zhì)的要求。
國內(nèi)市場不銹鋼材質(zhì)種類
鐵素體不銹鋼
鐵素體不銹鋼含鉻量通常在 12% - 30% 之間。鉻元素的加入使其具有一定的耐蝕性，并且隨著含鉻量的增加，其耐蝕性、韌性和可焊性也相應(yīng)提高。這類不銹鋼的晶體結(jié)構(gòu)主要為鐵素體，具有體心立方晶格。其突出特點(diǎn)是耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能較為出色，優(yōu)于其他一些種類的不銹鋼。常見的鐵素體不銹鋼如 430，具有良好的成型性，常被應(yīng)用于裝飾領(lǐng)域，例如汽車飾品等。不過，其耐溫性和抗腐蝕性相對一些奧氏體不銹鋼要差一些。
奧氏體不銹鋼
奧氏體不銹鋼含鉻量大于 18%，同時還含有約 8% 左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。鎳元素的添加促使其形成面心立方晶格的奧氏體結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)賦予了不銹鋼良好的綜合性能。奧氏體不銹鋼可耐多種介質(zhì)腐蝕，在常溫下具有優(yōu)異的韌性和塑性，易于加工成型，焊接性能也較好。像最為常見的 304 不銹鋼（GB 牌號為 0Cr18Ni9），因其綜合性能良好，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，如建筑裝飾、食品加工設(shè)備等。而 316 不銹鋼，在 304 的基礎(chǔ)上添加了鉬元素，獲得了一種抗腐蝕的特殊結(jié)構(gòu)，使其抗氯化物腐蝕能力更強(qiáng)，常被用于食品工業(yè)、外科手術(shù)器材以及海洋環(huán)境等對耐腐蝕性要求更高的場合，也被稱為 “船用鋼”。
奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼
這類不銹鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)。它既具備奧氏體不銹鋼良好的韌性、焊接性和耐蝕性，又擁有鐵素體不銹鋼較高的強(qiáng)度和抗氯化物應(yīng)力腐蝕性能，同時還具有超塑性。雙相不銹鋼中的兩相組織比例會影響其性能，通過合理控制成分和加工工藝，可以獲得理想的性能組合。在一些對材料綜合性能要求較高的領(lǐng)域，如石油化工、海水淡化等，奧氏體 - 鐵素體雙相不銹鋼有著廣泛的應(yīng)用。例如 2205 雙相不銹鋼，因其良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強(qiáng)度及彈限強(qiáng)度，在歐洲的一些設(shè)計(jì)準(zhǔn)則中被廣泛采用。
馬氏體不銹鋼
馬氏體不銹鋼的強(qiáng)度較高，這得益于其在加熱和冷卻過程中發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的特性。然而，其塑性和可焊性相對較差。馬氏體不銹鋼主要通過調(diào)整碳含量和合金元素來獲得不同的性能。例如 410 不銹鋼，屬于馬氏體（高強(qiáng)度鉻鋼），具有較好的耐磨性，但抗腐蝕性相對較弱；420 不銹鋼屬于 “刃具級” 馬氏體鋼，可用于制造外科手術(shù)刀具等，經(jīng)過適當(dāng)處理后表面可達(dá)到非常光亮的效果。在一些對強(qiáng)度要求較高，且對耐腐蝕性要求相對不那么苛刻的場合，如機(jī)械制造中的某些零部件，會選用馬氏體不銹鋼。
常見應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Σ讳P鋼閥門材質(zhì)的要求
化工領(lǐng)域
化工生產(chǎn)過程中，所處理的介質(zhì)往往具有很強(qiáng)的腐蝕性，如各種酸、堿、鹽溶液等。因此，化工領(lǐng)域?qū)Σ讳P鋼閥門材質(zhì)的耐腐蝕性要求極高。通常需要選用含有鉬、鎳等合金元素較多的不銹鋼材質(zhì)，如 316L 不銹鋼。316L 中的鉬元素能有效增強(qiáng)其抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的能力，極低的碳含量則使其在焊接過程中減少了碳化鉻的析出，進(jìn)一步提高了耐腐蝕性，適用于處理像醋酸、甲酸等腐蝕性介質(zhì)。同時，化工生產(chǎn)的工況條件復(fù)雜，溫度和壓力變化范圍較大，這就要求閥門材質(zhì)具備良好的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，以確保在不同工況下閥門能夠正常工作，不發(fā)生變形、破裂等問題。
食品飲料領(lǐng)域
在食品飲料行業(yè)，衛(wèi)生安全是首要考量因素。不銹鋼閥門材質(zhì)必須符合相關(guān)的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，確保不會對食品飲料造成污染。這就要求材質(zhì)具有良好的表面光潔度，不易滋生細(xì)菌和污垢。奧氏體不銹鋼，如 304 和 316 不銹鋼，因其表面光滑，易于清潔，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會與食品中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，成為該領(lǐng)域的常用材質(zhì)。此外，食品飲料生產(chǎn)過程中可能會涉及到清洗、殺菌等操作，閥門材質(zhì)要能夠耐受這些過程中使用的清洗劑、消毒劑等化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，保證閥門的使用壽命和性能穩(wěn)定。
建筑領(lǐng)域
建筑領(lǐng)域中，不銹鋼閥門主要應(yīng)用于給排水系統(tǒng)、供暖通風(fēng)系統(tǒng)等。對于給排水系統(tǒng)，閥門材質(zhì)需要具備良好的耐水腐蝕性能，防止在長期接觸水的過程中發(fā)生銹蝕，影響水質(zhì)和閥門的正常使用。一般會選用 304 不銹鋼作為基本材質(zhì)，其在一般的水質(zhì)條件下能夠保持穩(wěn)定。而在一些沿海地區(qū)或工業(yè)污染較為嚴(yán)重的區(qū)域，由于空氣中含有較多的氯離子等腐蝕性物質(zhì)，可能會對閥門造成腐蝕，此時就需要選用抗氯化物腐蝕能力更強(qiáng)的 316 不銹鋼。在供暖通風(fēng)系統(tǒng)中，閥門需要承受一定的溫度變化，因此材質(zhì)還需具備較好的熱穩(wěn)定性，以保證在不同季節(jié)、不同溫度工況下閥門的密封性能和操作靈活性。
能源領(lǐng)域（石油、天然氣、電力等）
能源領(lǐng)域的工況條件極為嚴(yán)苛，對不銹鋼閥門材質(zhì)提出了多方面的高要求。在石油和天然氣開采、輸送過程中，閥門不僅要承受高壓、高溫的環(huán)境，還要抵抗油氣中含有的硫化氫、二氧化碳等腐蝕性介質(zhì)的侵蝕。因此，需要選用高強(qiáng)度、高耐蝕性的不銹鋼材質(zhì)，如雙相不銹鋼或含鎳量較高的奧氏體不銹鋼。以含硫化氫環(huán)境為例，常用的 NACE（美國腐蝕工程師協(xié)會）標(biāo)準(zhǔn)對用于該環(huán)境的閥門材質(zhì)有嚴(yán)格規(guī)定，必須具備抗硫化物應(yīng)力開裂的能力。在電力行業(yè)，特別是火電和核電領(lǐng)域，閥門需要在高溫、高壓的蒸汽環(huán)境下長期穩(wěn)定運(yùn)行。例如，在核電站的主蒸汽系統(tǒng)中，閥門材質(zhì)需具備優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、抗氧化性能和抗輻照性能，以確保核電站的安全可靠運(yùn)行。
制藥領(lǐng)域
制藥行業(yè)與食品飲料行業(yè)類似，對衛(wèi)生安全要求極高。同時，制藥過程中會使用到各種具有腐蝕性的化學(xué)試劑和溶劑，這就要求不銹鋼閥門材質(zhì)在滿足衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的前提下，具備出色的耐化學(xué)腐蝕性能。通常會采用經(jīng)過特殊表面處理的 316L 不銹鋼，其不僅具有良好的耐腐蝕性，而且表面粗糙度低，不易殘留藥品和雜質(zhì)，便于清洗和消毒，符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）的要求。此外，制藥設(shè)備的運(yùn)行需要高度的穩(wěn)定性和可靠性，閥門材質(zhì)的質(zhì)量穩(wěn)定性也至關(guān)重要，以保證在長期連續(xù)生產(chǎn)過程中閥門性能始終如一。
綜上所述，國內(nèi)市場上不銹鋼閥門的材質(zhì)種類豐富多樣，不同種類的不銹鋼材質(zhì)在成分和性能上各有特點(diǎn)。而各個應(yīng)用領(lǐng)域根據(jù)自身的工況條件和特殊要求，對不銹鋼閥門材質(zhì)有著不同的側(cè)重點(diǎn)。在選擇不銹鋼閥門時，必須充分考慮材質(zhì)與應(yīng)用領(lǐng)域的適配性，確保閥門能夠在相應(yīng)的環(huán)境中穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行，發(fā)揮其應(yīng)有的控制流體的作用，同時滿足行業(yè)的特殊需求，如衛(wèi)生安全、耐腐蝕性等。
