鉬是除鉻、鎳之外不銹鋼中另一個重要的元素。鉻鎳奧氏體不銹鋼一般僅用于要求不銹性和耐氧化性介質的條件下,鉬的加入,極大地改變了奧氏體不銹鋼的組織和服役性能,尤其是耐蝕性。
鉬(mu)(mu)是(shi)(shi)鐵素(su)體(ti)形成(cheng)元素(su),其能力和(he)鉻相(xiang)當,因此在(zai)含(han)鉬(mu)(mu)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong),為保(bao)持(chi)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing),鎳(nie)含(han)量(liang)較鉻鎳(nie)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)高(gao)。鉬(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)加入,除了對(dui)(dui)鐵素(su)體(ti)和(he)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)平衡的(de)(de)(de)(de)影(ying)響之外,對(dui)(dui)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)帶來(lai)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)上的(de)(de)(de)(de)更(geng)(geng)大的(de)(de)(de)(de)影(ying)響是(shi)(shi)顯著促進奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)金屬間相(xiang)的(de)(de)(de)(de)形成(cheng),比(bi)如(ru)σ相(xiang)、x相(xiang)、Laves相(xiang)等,將極大地降低鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)熱穩定性(xing)(xing)(xing),增加鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)脆化(hua)敏感性(xing)(xing)(xing),進而導致(zhi)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)塑韌性(xing)(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)(xing)、冷成(cheng)型性(xing)(xing)(xing)和(he)焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)降低。隨著鉬(mu)(mu)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加,對(dui)(dui)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)響更(geng)(geng)加明顯,尤其是(shi)(shi)在(zai)超級奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)中(zhong)。對(dui)(dui)于4%以(yi)(yi)上鉬(mu)(mu)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang),為保(bao)證組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)(xing),避免金屬間相(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出(chu),均(jun)要(yao)求在(zai)更(geng)(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)和(he)更(geng)(geng)長的(de)(de)(de)(de)保(bao)溫(wen)時間固溶處(chu)理以(yi)(yi)充分(fen)消融金屬間相(xiang)。
鉬作為一個較大的原子,通過(guo)固(gu)溶強(qiang)化可提高(gao)包(bao)括高(gao)溫(wen)強(qiang)度等(deng)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的強(qiang)度,并改(gai)善奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)的高(gao)溫(wen)持久和蠕變性能。但是鉬的加(jia)入(ru)使鋼(gang)的高(gao)溫(wen)變形抗力增加(jia),尤其是當(dang)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)中因鉬的加(jia)入(ru)存在少量(liang)8鐵素(su)體時,其熱加(jia)工性、熱成型性明顯低(di)于(yu)鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)。
與不(bu)含(han)鉬(mu)(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)相比,含(han)鉬(mu)(mu)(mu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)通常(chang)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)更好,常(chang)應(ying)用(yong)于(yu)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)更強的(de)(de)(de)(de)環境如化工設備或(huo)海洋用(yong)途(tu)。鉬(mu)(mu)(mu)主要提升不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)還(huan)原性(xing)介質的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing),尤其是(shi)點腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi),其耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)是(shi)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)3.5倍(bei)。含(han)鉬(mu)(mu)(mu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)再鈍化能(neng)力顯(xian)著強于(yu)鉻(ge)(ge)鎳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。研究(jiu)表明,鉬(mu)(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)僅當鋼(gang)(gang)(gang)中含(han)有(you)較(jiao)高(gao)鉻(ge)(ge)含(han)量的(de)(de)(de)(de)時候才有(you)效。這是(shi)因(yin)為鉬(mu)(mu)(mu)能(neng)顯(xian)著促進鉻(ge)(ge)在(zai)鈍化膜中的(de)(de)(de)(de)富集,從而(er)增強不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)鈍化膜的(de)(de)(de)(de)穩定性(xing),顯(xian)著強化鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)作(zuo)用(yong),從而(er)大幅提高(gao)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)。由于(yu)鉬(mu)(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)是(shi)和鉻(ge)(ge)協同作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)結(jie)果,因(yin)此(ci)在(zai)研究(jiu)含(han)鉬(mu)(mu)(mu)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,往(wang)(wang)往(wang)(wang)需要尋找(zhao)鉻(ge)(ge)、鉬(mu)(mu)(mu)含(han)量的(de)(de)(de)(de)平衡(heng),以找(zhao)到最(zui)佳耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)(de)(de)成分組合(he)。此(ci)外,鉬(mu)(mu)(mu)形成鉬(mu)(mu)(mu)酸鹽(yan)后可以起到緩蝕(shi)(shi)(shi)劑的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。
在Cr-Ni-Mo奧氏體不銹鋼合金體系中,廣為人知的當屬17Cr-12Ni-2Mo,即316系列。06Cr17Ni12Mo2(316)屬于奧氏體不銹鋼,具有良好的強度、塑韌性和冷成型性及良好的低溫性能。由于在18-8型基礎上加入2%鉬,因而具有更好的耐還原性介質和耐點蝕、縫隙腐蝕的能力,在各種有機酸、無機酸、堿、鹽類(如亞硫酸、硫酸、磷酸、醋酸、甲酸、鹵素鹽等)、海水中均具有較好的耐蝕性。022Cr17Ni12Mo2(316L)是在06Cr17Ni12Mo2基礎上發展的超低碳奧氏體不銹鋼,為平衡組織穩定,鎳含量更高。和06Cr17Ni12Mo2相比,022Cr17Ni12Mo2 具有更好的耐敏化態晶間腐蝕性能,適于制造厚截面尺寸的焊接部件和設備。上述兩種奧氏體不銹鋼是制造合成纖維、石油化工、紡織、化肥、造紙、印染及原子能工業用設備的重要耐蝕材料。
采用氮合金化技術,在06Cr17Ni12Mo2 和022Cr17Ni12Mo2 基礎上,發展了06Cr17Ni12Mo2N(316N)和022Cr17Ni12Mo2N(316LN)奧氏體不銹鋼,氮含量一般控制在0.10%~0.25%范圍內,既利用了氮的有益作用,又防止氮化物等有害相的析出。氮的加入,進一步提高了不銹鋼的強度,同時仍保持較高的塑韌性水平。在耐蝕性方面,除仍保留原始鋼種的耐蝕特點外,氮的加入改善了鋼的耐局部腐蝕性能,如耐點蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕性能均得到不同程度的提高。奧氏體不銹鋼的冶金生產工藝性能基本和原始鋼種一致,易于生產板、管、絲、帶、鍛件、型材等冶金產品。在不含氮鋼種的強度稍顯不足的應用領域,此兩鋼種是最佳候選材料。
含(han)氮、含(han)鉬的Cr-Ni-Mo奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼,由于(yu)兼具強度和耐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing),在(zai)核(he)電(dian)一(yi)回路(lu)管道(dao)(dao)(dao)系(xi)(xi)統普遍(bian)使用。核(he)電(dian)一(yi)回路(lu)系(xi)(xi)統是由主管道(dao)(dao)(dao)(反(fan)應堆冷卻(que)劑系(xi)(xi)統)及(ji)(ji)多個高能(neng)(neng)輔助系(xi)(xi)統(如壓力安(an)全(quan)系(xi)(xi)統、余熱排出系(xi)(xi)統、安(an)全(quan)注射系(xi)(xi)統)組(zu)成。一(yi)回路(lu)系(xi)(xi)統的管道(dao)(dao)(dao)在(zai)反(fan)應堆運行期間(jian)(jian)的工作條件十分苛刻,除了承受各種(zhong)載荷組(zu)合(he)和低周、高頻疲勞所(suo)引起(qi)的機械損(sun)傷外,還將承受反(fan)應堆冷卻(que)劑介質的高溫、高壓、高流速及(ji)(ji) 海洋環境造成的氯離子腐蝕(shi)的危害。作為重要的核(he)級管道(dao)(dao)(dao)部件,一(yi)回路(lu)系(xi)(xi)統管道(dao)(dao)(dao)材料均選用具有優異的耐晶間(jian)(jian)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、良好的抗(kang)疲勞性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和焊接性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的Cr-Ni-Mo奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼。
為(wei)進一步提(ti)高(gao)(gao)Cr-Ni-Mo奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼在(zai)還原性(xing)(xing)介(jie)(jie)質中(zhong)的(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing),發(fa)(fa)展了(le)含銅的(de)Cr-Ni-Mo奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,如00Cr18Ni14Mo2Cu2、00Cr20Ni25Mo4.5Cu等(deng)。銅能顯著提(ti)高(gao)(gao)奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼對還原性(xing)(xing)介(jie)(jie)質如硫(liu)酸(suan)、磷(lin)酸(suan)等(deng)的(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing),當用鉬和(he)銅復合(he)合(he)金化時,效果更(geng)加突(tu)出。在(zai)高(gao)(gao)溫濃硫(liu)酸(suan)中(zhong),高(gao)(gao)硅不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing)能則更(geng)加優異,如00Cr17Ni17Si6、00Cr18Ni20Si6MoCu 和(he)00Cr11Ni22Si6Mo2Cu。00Cr11Ni22Si6Mo2Cu為(wei)我國于20世紀90年代自(zi)主研發(fa)(fa)的(de)專(zhuan)利牌號SS920。此(ci)鋼的(de)最大特點(dian)是在(zai)高(gao)(gao)溫濃硫(liu)酸(suan)中(zhong)具有優異的(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)(xing),在(zai)130℃、96%硫(liu)酸(suan)中(zhong),鋼的(de)腐(fu)蝕速率(lv)小(xiao)于0.05毫米/年。此(ci)鋼的(de)冷(leng)、熱成 型性(xing)(xing)能良好,可生產(chan)板、管(guan)、絲、帶、鍛件、鑄件等(deng)冶金產(chan)品。
022Cr17Ni12Mo2不銹鋼是在06Cr17Ni12Mo2不銹鋼的基礎上降低碳含量得到的一種耐腐蝕性能良好的Cr-Ni-Mo型超低碳不銹鋼。其耐腐蝕性、耐晶間腐蝕性能和高溫力學性能良好,是目前奧氏體不銹鋼應用最為廣泛的鋼種之一。022Cr19Ni13Mo3不銹鋼也是應用較為廣泛的一種Cr-Ni-Mo不銹鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性,適合用于食品的加工、儲存和運輸等。
表2-1-3給出了Cr-Ni-Mo(Mo≤4%)奧氏體不銹鋼的(de)化學成分。
至德(de)鋼(gang)業(ye),我們根(gen)據您的(de)實際(ji)需求,給出參考建(jian)議,為您提供高性價比的(de)不銹(xiu)鋼(gang)管道及配(pei)件。