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(tie)素體不銹(xiu)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(de)鐵素體不銹鋼


  鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是含鉻11%~30%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr合金(傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合金(超(chao)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)),加入鉬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是為了提高(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)。傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是400系(xi)列,可磁化。典(dian)型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)牌(pai)號見表1-6。高(gao)(gao)鉻鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有很好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),包(bao)括耐(nai)氯離子應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi);鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)抗氧(yang)化能(neng)(neng)(neng)力(li)也很好(hao),如446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。當(dang)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中加人鋁或(huo)稀(xi)土元素(su)(su)(su)(su)時,其抗氧(yang)化能(neng)(neng)(neng)力(li)會(hui)大(da)大(da)提高(gao)(gao)。熱處理不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)提高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)硬度(du)。盡管具有相(xiang)同耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)成本(ben)要比奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)低(di)(di),但鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)還(huan)是不(bu)(bu)(bu)(bu)如奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應用(yong)得普遍。其原(yuan)因(yin)是:鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成型(xing)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)差(cha),韌(ren)性(xing)(xing)(xing)差(cha),可焊(han)性(xing)(xing)(xing)差(cha)。為了改善鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)伸性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),焊(han)接(jie)430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,有時選(xuan)用(yong)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)條或(huo)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)填充材(cai)料,這(zhe)樣雖解(jie)決了延(yan)伸性(xing)(xing)(xing)問題,但卻降低(di)(di)了焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)力(li)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)導(dao)熱性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng);較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱膨脹系(xi)數及較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成本(ben),因(yin)此,430(1Cr17)、443和446普遍應用(yong)于制造低(di)(di)壓容器、高(gao)(gao)溫熱交換器。444是一個新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)品種,含碳量(liang)比超(chao)低(di)(di)碳級還(huan)低(di)(di),加入鈦或(huo)鈷可抗敏化,這(zhe)個品種焊(han)縫延(yan)伸性(xing)(xing)(xing)比傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)好(hao)。


表 6.jpg


  1Cr15(429) 該鋼具有(you)良好的耐腐蝕性,其焊(han)接性能比1Cr17(430)好,用(yong)于建(jian)筑(zhu)內裝修或(huo)制造重油(you)燃燒器部件、家用(yong)電器部件等。


  1Cr17(430)當鋼中碳(tan)含量(liang)(liang)較(jiao)高、鉻含量(liang)(liang)較(jiao)低時(shi)有一定(ding)數量(liang)(liang)的(de)珠光體。其(qi)室溫脆性(xing)(xing)較(jiao)大。該鋼種在氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)酸類(lei)溶液中有良好的(de)耐腐蝕性(xing)(xing),尤其(qi)在稀硝(xiao)酸中,可(ke)(ke)用(yong)于制(zhi)造生產硝(xiao)酸用(yong)化(hua)(hua)工設備,如(ru)吸收(shou)塔、硝(xiao)酸熱交換器、酸槽、輸送(song)管道和儲罐,也可(ke)(ke)制(zhi)造食品和釀造工業用(yong)容器、管道等。


二、新(舊)鐵素(su)體不銹鋼


 現在市場(chang)上的鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)分為兩大(da)類(lei),一類(lei)是新鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang),也叫(jiao)超(chao)鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang);另一類(lei)是舊鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang),即傳統鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang),其(qi)組成(cheng)與性能符合AISI標準(zhun),如表1-6所示。


三、 新(超)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)


 新(xin)(超(chao))鐵(tie)素體不(bu)銹鋼開(kai)發(fa)背景 316不(bu)銹鋼被認為是(shi)最耐腐蝕的普通(tong)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼,但是(shi),它還是(shi)不(bu)耐海(hai)(hai)(hai)水(shui)腐蝕。盡(jin)管銅鎳合金(jin)(jin)、鎳基(ji)合金(jin)(jin)或鈦合金(jin)(jin)可以耐海(hai)(hai)(hai)水(shui)腐蝕,但是(shi)它們的價(jia)錢太高。因此,開(kai)發(fa)一種(zhong)能耐海(hai)(hai)(hai)水(shui)腐蝕的低價(jia)格鋼材就(jiu)很有必要(yao),新(xin)(超(chao))鐵(tie)素體不(bu)銹鋼就(jiu)是(shi)在(zai)這種(zhong)背景下開(kai)發(fa)出來(lai)的。在(zai)這類(lei)不(bu)銹鋼中(zhong),用鉬穩定鋼材表(biao)面的氧化膜。從(cong)1980年開(kai)始,高性(xing)能新(xin)(超(chao))鐵(tie)素體不(bu)銹鋼開(kai)始在(zai)海(hai)(hai)(hai)水(shui)冷卻的蒸汽冷凝器中(zhong)使用。


 新(xin)(超(chao))鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼是在(zai)(zai)(zai)鐵(tie)-鉻不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)化學組成中加入鉬,以(yi)改善其(qi)耐(nai)點蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力,加入鈦(tai)或鈮以(yi)改善其(qi)耐(nai)晶間腐蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力。新(xin)(超(chao))鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)最大優(you)點是其(qi)耐(nai)氯離(li)子應力腐蝕(shi)(shi),耐(nai)其(qi)他腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)性能(neng)(neng)也(ye)較(jiao)好。在(zai)(zai)(zai)先進的(de)(de)冶煉(lian)技(ji)術(shu)應用以(yi)前,鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼有(you)較(jiao)高水平的(de)(de)填(tian)隙原(yuan)子-碳和(he)(he)氮,所以(yi)其(qi)可加工性、韌性和(he)(he)抗蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)都(dou)受(shou)到(dao)限(xian)制(zhi)。采用先進的(de)(de)冶煉(lian)技(ji)術(shu)(如AOD、VIM、VOD等)后(hou),新(xin)的(de)(de)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼含(han)有(you)高的(de)(de)鉻元(yuan)素,低(di)的(de)(de)填(tian)隙原(yuan)子;在(zai)(zai)(zai)精煉(lian)階段,盡力降低(di)填(tian)隙原(yuan)子含(han)量或加入鈦(tai)和(he)(he)鈮去(qu)束縛碳和(he)(he)氮原(yuan)子。


四、合金化(hua)學組成


   新(xin)(超)鐵(tie)(tie)素體不銹鋼(gang)(gang)含(han)鉻高(gao)達29%,含(han)鉬(mu)4%,有(you)些品種含(han)鎳(nie)3.5%,具有(you)完整的(de)鐵(tie)(tie)素體顯(xian)微(wei)結構,常用的(de)新(xin)(超)準素體不銹鋼(gang)(gang)有(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)鐵素體不銹(xiu)鋼的應(ying)用(yong)


  新(超)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼大量應(ying)用(yong)于電廠(chang)冷凝器、海(hai)水處理(li)與含氯離子溶液的(de)熱(re)(re)(re)交換器中(zhong),18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和(he)A129-4超鐵(tie)素體不(bu)銹鋼在石化工業、化學工業也得(de)應(ying)用(yong)。因為(wei)E-Brite26-1含鉻量大,所以其在高(gao)溫狀態(tai)下抗氧化、耐硫化性能好,可用(yong)于空氣預(yu)熱(re)(re)(re)、煙氣余熱(re)(re)(re)回收等場合。