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(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(chuan)統的(de)鐵素體不銹鋼
鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)(shi)含(han)鉻11%~30%的(de)(de)(de)Fe-Cr合(he)金(jin)(傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合(he)金(jin)(超鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)),加(jia)入(ru)鉬的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)為了(le)(le)提高不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)點蝕能(neng)(neng)力(li)(li)。傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)(shi)400系(xi)列,可磁化。典(dian)型的(de)(de)(de)傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)牌號見(jian)表1-6。高鉻鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具有(you)很好的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),包括耐(nai)氯離子應(ying)力(li)(li)腐(fu)蝕;鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)氧(yang)化能(neng)(neng)力(li)(li)也很好,如446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)加(jia)人鋁(lv)或(huo)稀土元素(su)(su)(su)時,其(qi)抗(kang)氧(yang)化能(neng)(neng)力(li)(li)會大大提高。熱(re)(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)提高鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)硬度(du)。盡管(guan)具有(you)相同耐(nai)腐(fu)蝕能(neng)(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)成本要比(bi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)低(di),但鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應(ying)用還是(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)如奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)應(ying)用得普(pu)(pu)遍。其(qi)原因(yin)是(shi)(shi)(shi):鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成型性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)差(cha),韌性(xing)(xing)(xing)差(cha),可焊(han)性(xing)(xing)(xing)差(cha)。為了(le)(le)改(gai)善鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的(de)(de)(de)延(yan)伸性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng),焊(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)時,有(you)時選用奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)條或(huo)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)填充材料(liao),這(zhe)樣雖解(jie)決了(le)(le)延(yan)伸性(xing)(xing)(xing)問題,但卻降低(di)了(le)(le)焊(han)縫的(de)(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕能(neng)(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)有(you)較(jiao)高的(de)(de)(de)導熱(re)(re)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng);較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)系(xi)數及(ji)較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)成本,因(yin)此(ci),430(1Cr17)、443和446普(pu)(pu)遍應(ying)用于(yu)制造低(di)壓容器(qi)、高溫熱(re)(re)交(jiao)換(huan)器(qi)。444是(shi)(shi)(shi)一個(ge)新的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)品種,含(han)碳量比(bi)超低(di)碳級還低(di),加(jia)入(ru)鈦(tai)或(huo)鈷可抗(kang)敏化,這(zhe)個(ge)品種焊(han)縫延(yan)伸性(xing)(xing)(xing)比(bi)傳統鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)好。

1Cr15(429) 該鋼具(ju)有良好的耐腐蝕性,其焊接性能(neng)比1Cr17(430)好,用于建筑內裝修(xiu)或制造重油燃(ran)燒器部件(jian)、家(jia)用電器部件(jian)等。
1Cr17(430)當鋼(gang)中(zhong)碳含(han)(han)量較高、鉻含(han)(han)量較低時有一定數量的珠光體。其室溫(wen)脆性(xing)較大(da)。該鋼(gang)種在氧化性(xing)酸類溶(rong)液(ye)中(zhong)有良(liang)好的耐腐蝕(shi)性(xing),尤其在稀硝酸中(zhong),可用(yong)于(yu)制(zhi)造(zao)生產硝酸用(yong)化工(gong)設備,如吸(xi)收塔、硝酸熱(re)交(jiao)換器、酸槽(cao)、輸(shu)送管(guan)道和儲罐,也(ye)可制(zhi)造(zao)食(shi)品(pin)和釀造(zao)工(gong)業用(yong)容器、管(guan)道等。
二(er)、新(xin)(舊(jiu))鐵素體不(bu)銹鋼
現(xian)在市場上的鐵素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼分為兩大類,一類是(shi)新鐵素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼,也叫超(chao)鐵素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼;另一類是(shi)舊鐵素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼,即傳統(tong)鐵素(su)(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼,其組成(cheng)與性能(neng)符合AISI標準(zhun),如表1-6所示。
三、 新(xin)(超)鐵素體不銹(xiu)鋼
新(超)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)開(kai)(kai)(kai)發(fa)背景 316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)被認為(wei)是最耐腐(fu)(fu)蝕的(de)普(pu)通(tong)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),但是,它還是不(bu)耐海水(shui)腐(fu)(fu)蝕。盡管銅鎳合(he)金(jin)、鎳基合(he)金(jin)或鈦合(he)金(jin)可以耐海水(shui)腐(fu)(fu)蝕,但是它們的(de)價(jia)錢(qian)太高。因(yin)此,開(kai)(kai)(kai)發(fa)一種能耐海水(shui)腐(fu)(fu)蝕的(de)低(di)價(jia)格鋼(gang)(gang)(gang)材就很有必要,新(超)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)就是在(zai)這種背景下(xia)開(kai)(kai)(kai)發(fa)出(chu)來的(de)。在(zai)這類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中,用鉬(mu)穩定鋼(gang)(gang)(gang)材表面(mian)的(de)氧化膜(mo)。從1980年(nian)開(kai)(kai)(kai)始,高性能新(超)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)開(kai)(kai)(kai)始在(zai)海水(shui)冷卻的(de)蒸汽冷凝器中使用。
新(xin)(xin)(超(chao))鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是在(zai)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)-鉻不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)化學組成中加(jia)(jia)入鉬,以(yi)改善其(qi)耐點蝕(shi)(shi)能(neng)力(li),加(jia)(jia)入鈦或(huo)鈮以(yi)改善其(qi)耐晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力(li)。新(xin)(xin)(超(chao))鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)最大優點是其(qi)耐氯離子應力(li)腐蝕(shi)(shi),耐其(qi)他腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)性(xing)能(neng)也較好。在(zai)先(xian)進(jin)的(de)(de)冶煉(lian)(lian)技術應用(yong)以(yi)前(qian),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有較高水平的(de)(de)填(tian)隙原子-碳(tan)和氮(dan),所以(yi)其(qi)可加(jia)(jia)工性(xing)、韌性(xing)和抗蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)都受到限制。采用(yong)先(xian)進(jin)的(de)(de)冶煉(lian)(lian)技術(如AOD、VIM、VOD等)后(hou),新(xin)(xin)的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)含有高的(de)(de)鉻元(yuan)素(su)(su)(su),低的(de)(de)填(tian)隙原子;在(zai)精煉(lian)(lian)階段,盡力(li)降低填(tian)隙原子含量(liang)或(huo)加(jia)(jia)入鈦和鈮去束縛碳(tan)和氮(dan)原子。
四、合金(jin)化學(xue)組成
新(超)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼含鉻高達29%,含鉬4%,有些品(pin)種含鎳3.5%,具(ju)有完整的(de)鐵(tie)素體(ti)顯微結構,常用的(de)新(超)準素體(ti)不(bu)銹鋼有18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。
五(wu)、新(超(chao))鐵素(su)體不銹鋼的應(ying)用
新(超(chao))鐵素體不銹鋼大(da)量(liang)應用(yong)于(yu)電廠冷凝器(qi)、海水處理與含氯離子溶液(ye)的熱交(jiao)換(huan)器(qi)中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超(chao)鐵素體不銹鋼在石化(hua)工業、化(hua)學工業也得應用(yong)。因為E-Brite26-1含鉻量(liang)大(da),所以其(qi)在高溫狀態下抗氧化(hua)、耐硫化(hua)性(xing)能好,可用(yong)于(yu)空氣預熱、煙氣余熱回(hui)收(shou)等場合。

