鐵素體不銹鋼在加熱冷卻時都沒有αγ轉變,始終保持鐵素體組織。這類鋼含鉻量較高,為17%~28%,主要是作為熱穩定鋼,也可作為耐蝕鋼。鐵素(su)體不銹鋼(gang)由于不含鎳,生產制造成本要比奧氏體不銹鋼低,但其熱穩定性和耐蝕性在有些情況下,比奧氏體不銹鋼還要好,特別是耐氯離子腐蝕。因此,大力推廣鐵素體不銹鋼的應用,不但可以降低成本,而且還能節約寶貴的鎳資源。這樣看來,使用鐵素體不銹鋼不僅可以節約鎳,而且還是在許多特殊使用環境中的最佳選材。


一、傳統的(de)鐵素體不銹鋼


  鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是含鉻11%~30%的(de)(de)(de)(de)Fe-Cr合(he)金(傳(chuan)(chuan)統鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti))或(huo)(huo)Fe-Cr-Mo合(he)金(超鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)),加(jia)(jia)入鉬的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是為(wei)了(le)提高不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐點蝕能(neng)(neng)力。傳(chuan)(chuan)統鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是400系列,可(ke)磁(ci)化(hua)。典(dian)型的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)統鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)牌號見表1-6。高鉻鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)很好的(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),包括耐氯離子應(ying)(ying)力腐(fu)蝕;鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)力也很好,如(ru)446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。當(dang)鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中加(jia)(jia)人鋁(lv)或(huo)(huo)稀土元素(su)(su)(su)(su)(su)時,其(qi)(qi)抗(kang)(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)力會(hui)大大提高。熱(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)提高鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)硬度。盡管具有(you)相(xiang)同耐腐(fu)蝕能(neng)(neng)力,鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)成本要比(bi)(bi)(bi)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)低(di)(di)(di)(di),但鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用還是不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)如(ru)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)(ying)用得普遍。其(qi)(qi)原因是:鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成型性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)差(cha),韌(ren)性(xing)(xing)(xing)差(cha),可(ke)焊(han)性(xing)(xing)(xing)差(cha)。為(wei)了(le)改善鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)延伸(shen)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),焊(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,有(you)時選用奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)條或(huo)(huo)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)填充材料,這(zhe)樣(yang)雖解決了(le)延伸(shen)性(xing)(xing)(xing)問題(ti),但卻降低(di)(di)(di)(di)了(le)焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)腐(fu)蝕能(neng)(neng)力。鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)導熱(re)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng);較(jiao)低(di)(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)系數及較(jiao)低(di)(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)成本,因此(ci),430(1Cr17)、443和(he)446普遍應(ying)(ying)用于制造低(di)(di)(di)(di)壓容(rong)器、高溫熱(re)交換器。444是一(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)品種(zhong),含碳量比(bi)(bi)(bi)超低(di)(di)(di)(di)碳級還低(di)(di)(di)(di),加(jia)(jia)入鈦或(huo)(huo)鈷可(ke)抗(kang)(kang)敏化(hua),這(zhe)個(ge)品種(zhong)焊(han)縫延伸(shen)性(xing)(xing)(xing)比(bi)(bi)(bi)傳(chuan)(chuan)統鐵(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)好。


表 6.jpg


  1Cr15(429) 該(gai)鋼具有良(liang)好的耐腐蝕性(xing),其焊接性(xing)能(neng)比1Cr17(430)好,用于建筑內裝修或制造重油(you)燃燒(shao)器(qi)部件、家用電器(qi)部件等。


  1Cr17(430)當鋼中(zhong)碳含量較高(gao)、鉻含量較低時有一定數量的珠光(guang)體。其(qi)室溫脆(cui)性(xing)較大(da)。該(gai)鋼種在氧化性(xing)酸(suan)類溶液中(zhong)有良好的耐腐蝕性(xing),尤(you)其(qi)在稀硝(xiao)酸(suan)中(zhong),可用(yong)(yong)于制(zhi)造生產硝(xiao)酸(suan)用(yong)(yong)化工設備,如吸收塔、硝(xiao)酸(suan)熱(re)交(jiao)換器、酸(suan)槽、輸送(song)管道和儲罐,也(ye)可制(zhi)造食品和釀造工業用(yong)(yong)容器、管道等。


二、新(舊)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼


 現在市場上的鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼分為兩大類(lei),一類(lei)是新鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,也(ye)叫(jiao)超鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼;另一類(lei)是舊鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,即(ji)傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,其組(zu)成與性能(neng)符合AISI標(biao)準,如表1-6所(suo)示。


三(san)、 新(超)鐵素體不銹鋼


 新(超(chao))鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)開發背景(jing) 316不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)被認為是(shi)(shi)最耐(nai)(nai)腐蝕(shi)的(de)(de)普通奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),但是(shi)(shi),它(ta)還是(shi)(shi)不(bu)耐(nai)(nai)海水(shui)(shui)腐蝕(shi)。盡管銅(tong)鎳合(he)金(jin)、鎳基合(he)金(jin)或鈦(tai)合(he)金(jin)可以耐(nai)(nai)海水(shui)(shui)腐蝕(shi),但是(shi)(shi)它(ta)們(men)的(de)(de)價錢太高。因此,開發一種能耐(nai)(nai)海水(shui)(shui)腐蝕(shi)的(de)(de)低價格(ge)鋼(gang)材就(jiu)很有(you)必要,新(超(chao))鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)就(jiu)是(shi)(shi)在(zai)這種背景(jing)下開發出來(lai)的(de)(de)。在(zai)這類不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中,用鉬穩(wen)定鋼(gang)材表(biao)面的(de)(de)氧化(hua)膜。從1980年開始(shi),高性能新(超(chao))鐵素體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)開始(shi)在(zai)海水(shui)(shui)冷卻的(de)(de)蒸(zheng)汽冷凝器中使(shi)用。


 新(超)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是在鐵(tie)(tie)-鉻不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)化學組成中加(jia)(jia)入鉬,以改善(shan)其(qi)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)能力(li),加(jia)(jia)入鈦或鈮以改善(shan)其(qi)耐(nai)晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)能力(li)。新(超)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)最(zui)大優(you)點是其(qi)耐(nai)氯離子應力(li)腐蝕(shi)(shi)(shi),耐(nai)其(qi)他腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)性能也較好(hao)。在先(xian)(xian)進(jin)的(de)(de)(de)冶煉(lian)(lian)技術應用以前,鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有較高水平(ping)的(de)(de)(de)填(tian)隙原(yuan)子-碳(tan)和(he)氮(dan),所以其(qi)可加(jia)(jia)工性、韌性和(he)抗蝕(shi)(shi)(shi)性能都(dou)受到限(xian)制。采用先(xian)(xian)進(jin)的(de)(de)(de)冶煉(lian)(lian)技術(如AOD、VIM、VOD等)后,新的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)含有高的(de)(de)(de)鉻元素(su),低(di)的(de)(de)(de)填(tian)隙原(yuan)子;在精煉(lian)(lian)階(jie)段,盡(jin)力(li)降(jiang)低(di)填(tian)隙原(yuan)子含量或加(jia)(jia)入鈦和(he)鈮去(qu)束(shu)縛碳(tan)和(he)氮(dan)原(yuan)子。


四、合金(jin)化(hua)學組成


   新(超(chao))鐵素(su)體不銹鋼含鉻高達29%,含鉬4%,有(you)(you)些(xie)品種含鎳3.5%,具有(you)(you)完整(zheng)的(de)鐵素(su)體顯微(wei)結構,常用的(de)新(超(chao))準素(su)體不銹鋼有(you)(you)18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。


五、新(超)鐵素(su)體不銹鋼(gang)的應用


  新(超)鐵素體不銹鋼大量(liang)應用(yong)于(yu)電廠冷凝(ning)器(qi)(qi)、海水處理與含(han)氯離子溶液(ye)的熱交換器(qi)(qi)中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵素體不銹鋼在(zai)(zai)石(shi)化工業(ye)、化學工業(ye)也得應用(yong)。因(yin)為E-Brite26-1含(han)鉻量(liang)大,所以其在(zai)(zai)高溫狀(zhuang)態(tai)下(xia)抗氧化、耐(nai)硫化性能好,可(ke)用(yong)于(yu)空(kong)氣預熱、煙氣余(yu)熱回收等(deng)場合。