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。鐵素體(ti)不銹鋼由于不含鎳,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(yi)、傳(chuan)統的鐵素體不銹(xiu)鋼
鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)(shi)含鉻11%~30%的(de)Fe-Cr合(he)(he)金(傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti))或(huo)(huo)Fe-Cr-Mo合(he)(he)金(超鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)),加入鉬的(de)目(mu)的(de)是(shi)(shi)(shi)為了提(ti)高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)耐點蝕(shi)能(neng)力(li)。傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)(shi)400系列,可(ke)磁化(hua)。典型的(de)傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)牌號(hao)見(jian)表1-6。高(gao)鉻鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有很好的(de)耐蝕(shi)性(xing)能(neng),包括耐氯(lv)離子應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi);鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗氧化(hua)能(neng)力(li)也很好,如(ru)446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加人鋁或(huo)(huo)稀土元素(su)(su)(su)(su)(su)時,其抗氧化(hua)能(neng)力(li)會大大提(ti)高(gao)。熱(re)(re)處理(li)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)提(ti)高(gao)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)硬度。盡管(guan)具有相同耐腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)本要比(bi)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di)(di)(di),但鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)應(ying)用(yong)還是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)如(ru)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)應(ying)用(yong)得普遍(bian)。其原因(yin)(yin)是(shi)(shi)(shi):鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)成(cheng)型性(xing)能(neng)差,韌性(xing)差,可(ke)焊(han)(han)性(xing)差。為了改善(shan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)縫(feng)的(de)延伸性(xing)能(neng),焊(han)(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時,有時選用(yong)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)條或(huo)(huo)奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)填充材料,這(zhe)樣雖解(jie)決(jue)了延伸性(xing)問(wen)題,但卻降(jiang)低(di)(di)(di)了焊(han)(han)縫(feng)的(de)抗腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有較(jiao)高(gao)的(de)導(dao)熱(re)(re)性(xing)能(neng);較(jiao)低(di)(di)(di)的(de)熱(re)(re)膨(peng)脹系數及較(jiao)低(di)(di)(di)的(de)成(cheng)本,因(yin)(yin)此(ci),430(1Cr17)、443和(he)446普遍(bian)應(ying)用(yong)于制造(zao)低(di)(di)(di)壓容器(qi)、高(gao)溫(wen)熱(re)(re)交換器(qi)。444是(shi)(shi)(shi)一(yi)個新的(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)品(pin)種,含碳量比(bi)超低(di)(di)(di)碳級(ji)還低(di)(di)(di),加入鈦或(huo)(huo)鈷可(ke)抗敏化(hua),這(zhe)個品(pin)種焊(han)(han)縫(feng)延伸性(xing)比(bi)傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)好。
1Cr15(429) 該鋼(gang)具(ju)有良好的(de)耐腐蝕性,其焊(han)接性能(neng)比(bi)1Cr17(430)好,用(yong)于建筑(zhu)內裝修或制造重油燃燒器部(bu)件、家(jia)用(yong)電器部(bu)件等。
1Cr17(430)當鋼(gang)中(zhong)碳含量較(jiao)高、鉻含量較(jiao)低(di)時有一定數量的珠光(guang)體。其(qi)室溫(wen)脆性(xing)較(jiao)大。該鋼(gang)種在氧化性(xing)酸類溶(rong)液中(zhong)有良好的耐腐蝕性(xing),尤其(qi)在稀(xi)硝(xiao)(xiao)酸中(zhong),可(ke)用于制造生產硝(xiao)(xiao)酸用化工設(she)備,如吸(xi)收塔(ta)、硝(xiao)(xiao)酸熱交換(huan)器(qi)、酸槽、輸送管道和儲罐(guan),也可(ke)制造食品和釀(niang)造工業用容器(qi)、管道等(deng)。
二、新(xin)(舊(jiu))鐵素體不(bu)銹鋼(gang)
現在(zai)市場上的(de)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)分為(wei)兩大類,一類是新(xin)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang),也叫超(chao)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang);另一類是舊鐵素體不銹(xiu)鋼(gang),即(ji)傳統鐵素體不銹(xiu)鋼(gang),其組成與(yu)性能符合AISI標準,如表1-6所示。
三、 新(超(chao))鐵素體不銹鋼
新(xin)(超)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)開(kai)(kai)發背景(jing) 316不銹(xiu)鋼(gang)被認為(wei)是(shi)(shi)最耐(nai)腐蝕的(de)普通奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang),但是(shi)(shi),它還是(shi)(shi)不耐(nai)海(hai)水(shui)腐蝕。盡管(guan)銅鎳(nie)合金(jin)(jin)、鎳(nie)基合金(jin)(jin)或鈦合金(jin)(jin)可以耐(nai)海(hai)水(shui)腐蝕,但是(shi)(shi)它們的(de)價錢太高。因(yin)此,開(kai)(kai)發一種能(neng)耐(nai)海(hai)水(shui)腐蝕的(de)低(di)價格鋼(gang)材(cai)就(jiu)很有必要,新(xin)(超)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)就(jiu)是(shi)(shi)在(zai)這種背景(jing)下開(kai)(kai)發出來的(de)。在(zai)這類不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong),用鉬(mu)穩定(ding)鋼(gang)材(cai)表(biao)面的(de)氧化(hua)膜(mo)。從(cong)1980年(nian)開(kai)(kai)始,高性(xing)能(neng)新(xin)(超)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)開(kai)(kai)始在(zai)海(hai)水(shui)冷(leng)卻的(de)蒸汽冷(leng)凝器(qi)中(zhong)(zhong)使用。
新(xin)(超(chao))鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼是(shi)在(zai)鐵-鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)化學(xue)組成中加(jia)(jia)入鉬(mu),以(yi)改善其(qi)耐(nai)點蝕(shi)能(neng)力(li),加(jia)(jia)入鈦或鈮以(yi)改善其(qi)耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)。新(xin)(超(chao))鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)最(zui)大優點是(shi)其(qi)耐(nai)氯離(li)子(zi)應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi),耐(nai)其(qi)他腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)性(xing)能(neng)也較好。在(zai)先進的(de)(de)冶煉技術(shu)應(ying)用以(yi)前(qian),鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼有較高水(shui)平的(de)(de)填隙(xi)(xi)原(yuan)子(zi)-碳(tan)和氮,所以(yi)其(qi)可加(jia)(jia)工性(xing)、韌(ren)性(xing)和抗蝕(shi)性(xing)能(neng)都受到限制。采用先進的(de)(de)冶煉技術(shu)(如AOD、VIM、VOD等)后,新(xin)的(de)(de)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼含有高的(de)(de)鉻(ge)元素,低的(de)(de)填隙(xi)(xi)原(yuan)子(zi);在(zai)精煉階段,盡力(li)降低填隙(xi)(xi)原(yuan)子(zi)含量或加(jia)(jia)入鈦和鈮去束縛碳(tan)和氮原(yuan)子(zi)。
四、合(he)金化學組成
新(超(chao))鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)含(han)鉻高達(da)29%,含(han)鉬4%,有些品種含(han)鎳(nie)3.5%,具(ju)有完整的(de)鐵(tie)(tie)素體顯微結構,常用的(de)新(超(chao))準素體不銹鋼(gang)(gang)有18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。
五、新(超)鐵素體不銹鋼的(de)應用
新(xin)(超)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼大(da)量(liang)應用(yong)于電(dian)廠冷凝(ning)器(qi)(qi)、海水處理與含氯離(li)子溶液的熱交(jiao)換器(qi)(qi)中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼在石(shi)化工(gong)業、化學(xue)工(gong)業也得(de)應用(yong)。因為(wei)E-Brite26-1含鉻量(liang)大(da),所(suo)以其(qi)在高(gao)溫(wen)狀態下(xia)抗氧化、耐硫化性(xing)能(neng)好,可用(yong)于空(kong)氣預熱、煙氣余熱回收(shou)等(deng)場合。