304、304L、316、316L 相互之间的区别

一、不锈钢是什么钢？

不锈钢是钢的一个种类。钢是指含碳（C）量在 2%以下的材料，含碳量大于 2%则为铁。在钢的冶炼过程中，加入铬（Cr）、镍（Ni）、锰（Mn）、硅（Si）、钛（Ti）、钼（Mo）等合金元素，可改善钢的性能，使其具备耐腐蚀性（即不易生锈），这就是我们常说的不锈钢。

“钢”和“铁”究竟是什么，有什么特性，又有什么关系呢？我们平时所说的 304、304L、316、316L 又是怎么来的，相互之间又有什么区别？根据 GB/T 13304－91《钢分类》，钢是以铁为主要元素、含碳量一般在 2%以下，并含有其他元素的材料；铁是一种金属元素，原子序号为 26，铁材料具有很强的铁磁性，且有良好的可塑性和导热性。不锈钢是耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种，通常使用的钢种为 304、304L、316、316L，它们属于奥氏体不锈钢的 300 系列钢。

二、为什么不锈钢有不同的钢号？

在不锈钢的冶炼过程中，由于加入的合金元素品种不同，且不同品种的加入量也有差异，其特性各不相同。为了加以区分，便冠上了不同的钢号。以下是常见装饰用不锈钢不同钢号“合金元素”含量表（仅供参考）：

（一）304 不锈钢

• 性能介绍：304 不锈钢是为普遍的钢种，用途广泛。它具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性优良；冲压、弯曲等热加工性能好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度范围为 -196℃～800℃）。

• 适用范围：家庭用品（如 1、2 类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸）、汽车配件（如风挡雨刷、消声器、模制品）、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件等。

（二）304L 不锈钢（L 为低碳）

• 性能介绍：作为低碳的 304 钢，在一般状态下，其耐蚀性与 304 钢相似。但在焊接后或者消除应力后，它具有抗晶界腐蚀能力；在未进行热处理的情况下，也能保持良好的耐蚀性，使用温度范围为 -196℃～800℃。

• 适用范围：应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，以及建材耐热零件及热处理有困难的零件。

（三）316 不锈钢

• 性能介绍：316 不锈钢因添加了钼元素，所以其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛刻的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。

• 适用范围：海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD 杆、螺栓、螺母等。

（四）316L 不锈钢（L 为低碳）

• 性能介绍：作为 316 钢种的低碳系列，除具备与 316 钢相同的特性外，其抗晶界腐蚀性更优。

• 适用范围：适用于对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品。

三、性能对比

（一）化学组分

316 和 316L 不锈钢是含钼不锈钢种，316L 不锈钢中的钼含量略高于 316 不锈钢。由于钢中含有钼，该钢种总体性能优于 310 和 304 不锈钢。在高温条件下，当硫酸的浓度低于 15％和高于 85％时，316 不锈钢具有广泛的用途。316 不锈钢还具有良好的耐氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。316L 不锈钢的碳含量为 0.03，可用于焊接后不能进行退火和需要耐腐蚀性的用途中。

（二）耐腐蚀性

316 不锈钢的耐腐蚀性能优于 304 不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀性能，而且耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。一般来说，304 不锈钢与 316 不锈钢在抗化学腐蚀性能方面差别不大，但在某些特定介质下有所区别。初开发出的不锈钢为 304，在特定情况下，这种材料对点腐蚀（Pitting Corrosion）比较敏感。额外增加 2 - 3%的钼可以减少这种敏感性，从而诞生了 316。此外，这些额外的钼还可以降低某些热有机酸的腐蚀。316 不锈钢几乎成为食品饮料行业标准材料。由于世界范围内钼元素的短缺及 316 不锈钢中镍含量更多，316 不锈钢的价格比 304 不锈钢更贵。

点腐蚀是一种主要由不锈钢表面沉积腐蚀引起的现象，这是因为缺氧而不能形成氧化铬保护层。尤其在小型阀门中，阀板上出现沉积的可能性很小，因此点腐蚀也很少发生。在各种类型的水介质（蒸馏水、饮用水、河水、锅炉水、海水等）中，304 不锈钢与 316 不锈钢的抗腐蚀性能几乎一样，除非介质中氯离子的含量非常高，此时 316 不锈钢就更合适。在大多数情况下，304 不锈钢与 316 不锈钢的抗腐蚀性能没有多大区别，但有些情况下也可能差别很大，需具体情况具体分析。一般来说，阀门用户应该根据介质情况选择容器和管道的材质，不建议向用户随意推荐材料。

（三）耐热性

在 1600℃以下的间断使用和在 1700℃以下的连续使用中，316 不锈钢具有良好的耐氧化性能。在 800 - 1575℃的范围内，尽量不要连续使用 316 不锈钢，但在该温度范围以外连续使用时，该不锈钢具有良好的耐热性。316L 不锈钢的耐碳化物析出的性能比 316 不锈钢更好，可在上述温度范围内使用。

（四）热处理

在 1850 - 2050℃的温度范围内进行退火，然后迅速冷却。316 不锈钢不能通过过热处理进行硬化。

（五）焊接

316 不锈钢具有良好的焊接性能，可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途，分别采用 316Cb、316L 或 309Cb 不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得耐腐蚀性能，316 不锈钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用 316L 不锈钢，则不需要进行焊后退火处理。

（六）机械性能

在所有钢材中，奥氏体不锈钢的屈服点低。因此，从机械性能考虑，奥氏体不锈钢并非是阀杆的材料，因为要保证一定的强度，阀杆的直径就会加大。屈服点不能通过热处理来提高，但可以通过冷成型提高。

（七）磁性

由于奥氏体不锈钢的广泛应用，给人们造成了所有不锈钢都没有磁性的错误印象。对于奥氏体不锈钢而言，基本可以理解为非磁性，经淬火的锻钢确实如此。但通过冷成型处理的 304 会多少带点磁性。对于铸钢而言，如果是奥氏体不锈钢则没有磁性。

四、低碳类型的不锈钢

奥氏体不锈钢的抗腐蚀性能来自金属表面形成的氧化铬保护层。如果材料加热到 450℃到 900℃高温，材料的结构就会发生变化，沿晶体边缘会形成碳化铬。这样在晶体边沿就无法形成氧化铬保护层，从而导致抗腐蚀性能降低，这种腐蚀称为“晶间腐蚀”。

由此开发出了 304L 不锈钢和 316L 不锈钢来对抗这种腐蚀。304L 不锈钢和 316L 不锈钢的含碳量都较低，因为碳含量减少，所以就不会产生碳化铬，也就不会生成晶间腐蚀。需要说明的是，较高的晶间腐蚀敏感性并不意味着非低碳材料就更容易腐蚀，在高氯环境中，这种敏感性也越高。这种现象通常源于高温（450℃ - 900℃），通常焊接是达到这个温度的直接原因。对于软阀座常规蝶阀而言，由于我们并不在阀板上进行焊接操作，因此采用低碳不锈钢并没有多大意义，不过大多数规格书会要求使用 304L 不锈钢或 316L 不锈钢。

五、不锈钢为啥也生锈

当不锈钢管表面出现褐色锈斑（点）的时候，人们往往会感到惊奇，认为“不锈钢是不生锈的，生锈就不是不锈钢了，可能是钢质出现了问题”。其实，这是对不锈钢缺乏了解的一种片面错误看法。不锈钢具有抵抗大气氧化的能力——即不锈性，同时也具有在含酸、碱、盐的介质中耐腐蚀的能力——即耐蚀性。但其抗腐蚀能力的大小是随其钢质本身化学组成、加工状态、使用条件及环境介质类型而改变的。例如 304 钢管，在干燥清洁的大气中，有优良的抗锈蚀能力，但将它移到海滨地区，在含有大量盐份的海雾中，很快就会生锈；而 316 钢管则表现良好。因此，不是任何一种不锈钢，在任何环境下都能耐腐蚀、不生锈的。