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、傳統的(de)鐵素體不銹鋼


  鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)含(han)鉻11%~30%的(de)(de)(de)Fe-Cr合(he)金(傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合(he)金(超鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)),加(jia)入(ru)鉬的(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)是(shi)為了(le)提高(gao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐點(dian)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)。傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)400系(xi)列(lie),可磁化(hua)。典(dian)型的(de)(de)(de)傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)牌號(hao)見表1-6。高(gao)鉻鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)(you)很(hen)好(hao)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),包(bao)括耐氯離子(zi)應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi);鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)抗(kang)氧(yang)化(hua)能(neng)力(li)(li)也很(hen)好(hao),如(ru)446不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中加(jia)人鋁或(huo)稀土元素(su)(su)時,其(qi)抗(kang)氧(yang)化(hua)能(neng)力(li)(li)會(hui)大大提高(gao)。熱(re)處(chu)理不(bu)(bu)(bu)能(neng)提高(gao)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)硬度。盡管具(ju)有(you)(you)相同耐腐蝕(shi)能(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)本要比(bi)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)低(di)(di),但(dan)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應(ying)用還(huan)是(shi)不(bu)(bu)(bu)如(ru)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應(ying)用得(de)普遍。其(qi)原(yuan)因(yin)是(shi):鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)型性(xing)(xing)能(neng)差,韌(ren)性(xing)(xing)差,可焊(han)性(xing)(xing)差。為了(le)改善鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的(de)(de)(de)延(yan)伸(shen)性(xing)(xing)能(neng),焊(han)接(jie)430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,有(you)(you)時選(xuan)用奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)條或(huo)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)填(tian)充(chong)材料,這(zhe)樣雖解決了(le)延(yan)伸(shen)性(xing)(xing)問題(ti),但(dan)卻降低(di)(di)了(le)焊(han)縫的(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)能(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)(you)較高(gao)的(de)(de)(de)導熱(re)性(xing)(xing)能(neng);較低(di)(di)的(de)(de)(de)熱(re)膨脹(zhang)系(xi)數及較低(di)(di)的(de)(de)(de)成(cheng)本,因(yin)此(ci),430(1Cr17)、443和446普遍應(ying)用于(yu)制造(zao)低(di)(di)壓容(rong)器(qi)、高(gao)溫熱(re)交換器(qi)。444是(shi)一個(ge)新的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)品種(zhong),含(han)碳(tan)量比(bi)超低(di)(di)碳(tan)級(ji)還(huan)低(di)(di),加(jia)入(ru)鈦或(huo)鈷可抗(kang)敏化(hua),這(zhe)個(ge)品種(zhong)焊(han)縫延(yan)伸(shen)性(xing)(xing)比(bi)傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)好(hao)。


表 6.jpg


  1Cr15(429) 該鋼具有良(liang)好的(de)耐(nai)腐蝕性,其焊接性能比1Cr17(430)好,用(yong)于建筑內裝修(xiu)或制造重油燃(ran)燒器(qi)(qi)部(bu)件、家(jia)用(yong)電器(qi)(qi)部(bu)件等。


  1Cr17(430)當鋼中碳含(han)量(liang)(liang)較高、鉻(ge)含(han)量(liang)(liang)較低時有一定數量(liang)(liang)的(de)珠光(guang)體。其室溫脆性較大(da)。該鋼種(zhong)在氧化性酸(suan)類溶液中有良好的(de)耐腐蝕(shi)性,尤(you)其在稀硝酸(suan)中,可用于制(zhi)造(zao)生產硝酸(suan)用化工設備(bei),如吸收塔、硝酸(suan)熱交換器(qi)、酸(suan)槽、輸(shu)送(song)管道(dao)和(he)儲罐,也可制(zhi)造(zao)食品(pin)和(he)釀造(zao)工業用容器(qi)、管道(dao)等。


二、新(舊)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)


 現在市場上的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)分為兩(liang)大類(lei)(lei),一(yi)類(lei)(lei)是新鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),也叫超鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang);另一(yi)類(lei)(lei)是舊鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),即傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang),其組成與性能符合AISI標準,如表(biao)1-6所示。


三(san)、 新(超)鐵素體不銹鋼


 新(超(chao))鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼開(kai)(kai)發背景 316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼被認(ren)為是(shi)(shi)最耐腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)普通奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,但是(shi)(shi),它還是(shi)(shi)不(bu)耐海(hai)(hai)水腐蝕(shi)(shi)。盡管(guan)銅鎳(nie)合金(jin)、鎳(nie)基(ji)合金(jin)或鈦合金(jin)可以耐海(hai)(hai)水腐蝕(shi)(shi),但是(shi)(shi)它們的(de)(de)價錢太高(gao)。因此,開(kai)(kai)發一種(zhong)(zhong)能(neng)耐海(hai)(hai)水腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)低價格鋼材(cai)就很有(you)必要,新(超(chao))鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼就是(shi)(shi)在這種(zhong)(zhong)背景下開(kai)(kai)發出來(lai)的(de)(de)。在這類(lei)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)(zhong),用(yong)(yong)鉬穩(wen)定鋼材(cai)表面的(de)(de)氧(yang)化膜。從1980年開(kai)(kai)始(shi),高(gao)性能(neng)新(超(chao))鐵素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼開(kai)(kai)始(shi)在海(hai)(hai)水冷(leng)卻的(de)(de)蒸汽(qi)冷(leng)凝(ning)器中(zhong)(zhong)使用(yong)(yong)。


 新(xin)(xin)(超)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)在(zai)(zai)鐵(tie)(tie)-鉻(ge)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)化學(xue)組成中加(jia)入鉬,以(yi)改(gai)善(shan)其(qi)耐(nai)(nai)點蝕能(neng)力,加(jia)入鈦或(huo)鈮(ni)以(yi)改(gai)善(shan)其(qi)耐(nai)(nai)晶間腐(fu)蝕能(neng)力。新(xin)(xin)(超)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)最大優點是(shi)其(qi)耐(nai)(nai)氯(lv)離子(zi)應(ying)力腐(fu)蝕,耐(nai)(nai)其(qi)他腐(fu)蝕的(de)性能(neng)也較好(hao)。在(zai)(zai)先進的(de)冶煉(lian)(lian)技(ji)術(shu)應(ying)用以(yi)前(qian),鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)較高水平(ping)的(de)填(tian)隙原(yuan)子(zi)-碳和(he)氮,所以(yi)其(qi)可(ke)加(jia)工(gong)性、韌性和(he)抗蝕性能(neng)都受到限制。采用先進的(de)冶煉(lian)(lian)技(ji)術(shu)(如AOD、VIM、VOD等(deng))后,新(xin)(xin)的(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)含(han)有(you)高的(de)鉻(ge)元素(su),低的(de)填(tian)隙原(yuan)子(zi);在(zai)(zai)精煉(lian)(lian)階(jie)段,盡力降(jiang)低填(tian)隙原(yuan)子(zi)含(han)量或(huo)加(jia)入鈦和(he)鈮(ni)去束縛碳和(he)氮原(yuan)子(zi)。


四、合金化學組成


   新(超)鐵素(su)(su)體不銹鋼(gang)含鉻(ge)高達(da)29%,含鉬4%,有些品種含鎳3.5%,具有完整的鐵素(su)(su)體顯微結構,常用的新(超)準素(su)(su)體不銹鋼(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(xin)(超)鐵(tie)素體不銹鋼的應用


  新(超(chao)(chao))鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼大(da)量(liang)應用于電廠(chang)冷凝器、海水處理與含氯離(li)子溶(rong)液的熱交換器中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超(chao)(chao)鐵素體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼在石化(hua)(hua)工業、化(hua)(hua)學工業也得應用。因為E-Brite26-1含鉻(ge)量(liang)大(da),所以其(qi)在高溫狀態下抗氧化(hua)(hua)、耐硫化(hua)(hua)性能(neng)好,可用于空(kong)氣預熱、煙(yan)氣余(yu)熱回收(shou)等場(chang)合(he)。