奧氏體不銹鋼由于在生產和應用方面具有突出的優越性,產量和使用范圍日益擴大,很快占據不銹鋼(gang)的主導地位。針對不同的需求,奧氏(shi)體(ti)不銹鋼經過不斷的發展和改進,牌號越來越多,逐步形成當前較為完整的奧氏體不銹鋼品種系列(見圖2-1-1)。目前,在世界范圍內和各主要不銹鋼生產國中,奧氏體不銹鋼產量約占不銹鋼總產量的70%。


圖 1.jpg


  最早的奧氏體不銹鋼于1912年在德國發明,1914年定名為V2A的第一個奧氏體不銹鋼在制堿和合成氨生產中獲得工業應用。其主要成分為20%鉻、7%鎳,但碳含量較高,約為0.25%。其后隨著生產工藝的改進,逐漸演變成為人們所熟知的18-8型不銹鋼,即0Cr18Ni9(304不(bu)銹鋼)。受冶煉水平的限制,早期的18-8型不銹鋼中含有較高的碳,很容易與鉻形成碳化物,對耐蝕至關重要的鉻元素受到損失,降低了耐蝕性能。為了避免這種情況發生,人們開發了鈦、鈮穩定化的奧氏體不銹鋼,其中以1Cr18Ni9Ti(321)不銹鋼最有名。其原理很簡單,就是利用穩定化處理,使鈦、鈮優先與碳結合,避免了碳與鉻結合。321不銹(xiu)鋼因其優良的力學性能和耐蝕性能,曾廣泛應用于飛機制造等領域。1Cr18Ni9Ti不銹鋼的出現對于解決敏化態晶間腐蝕起到了非常重要的作用,但這類鋼也有不足之處,如在進行焊接時,往往會出現一種類似刀狀的腐蝕;鋼中含有鈦、鈮貴金屬,經濟性不太好;鈦容易在鋼中形成TiN夾雜,易發生表面質量問題等。



  我(wo)(wo)國從1952年開始采用蘇聯(lian)(lian)標準(zhun)生產321不銹(xiu)鋼,其成為我(wo)(wo)國最早研制(zhi)的(de)(de)不銹(xiu)鋼品種之一。由(you)于(yu)受到冶金裝備的(de)(de)制(zhi)約和(he)蘇聯(lian)(lian)材料體系的(de)(de)影響(xiang),直至20世(shi)紀90年代,1Cr18Ni9Ti不銹(xiu)鋼在我(wo)(wo)國都(dou)長期占據統治地位,約占我(wo)(wo)國當時不銹(xiu)鋼總產量70%~75%。



  隨著(zhu)20世紀60年代AOD、VOD等爐外精(jing)煉技術的出現,可將(jiang)鋼(gang)(gang)中的碳控制在0.03%以(yi)內,從而發展了超低碳奧氏體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang),代表(biao)牌號(hao)為00Cr19Ni10(304L)。和304比較,此鋼(gang)(gang)的碳含量進一步降低,同時為保證完全奧氏體(ti)(ti)組織,鋼(gang)(gang)中鉻、鎳含量略有(you)提(ti)(ti)高。此鋼(gang)(gang)最大的特點是(shi)(shi)耐(nai)(nai)腐蝕(shi)性能好(hao),特別是(shi)(shi)耐(nai)(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)性能顯著(zhu)提(ti)(ti)高。



  我國也較早開始研制這類低碳、超低碳奧氏體不銹鋼鋼種,但限于當時我國的冶金工藝裝備條件只能使用電爐冶煉,對原材料要求高,產品價格貴,生產過程中將碳量降低到所要求的水平相當困難,低碳不銹鋼的推廣應用與當時的歐美先進水平存在差距。“六五”期間我國重點解決了不銹鋼的二次精煉裝備和工藝,先后在鋼廠建成多座AOD和VOD的精煉設備,實現了將碳含量降至0.03%以下且可以使用廉價的原材料。“七五”期間,我國重點解決了低碳、超低碳奧氏體不銹鋼性能水平達到國際水平的軟件技術開發。針對化工、輕工、紡織等行業,集中開發了00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2等牌號。20世紀90年代以后,我國304L不(bu)銹鋼316L不銹鋼等低碳、超低碳奧氏體不銹鋼品種迎來了蓬勃發展,逐漸成為我國不銹鋼中的最主要鋼種。



  304L不銹鋼通過降低碳含量,在顯著提升耐晶間腐蝕(shi)性能的同時,卻帶來鋼的固溶強度偏低的劣勢。



  在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)對(dui)強(qiang)(qiang)度、耐(nai)蝕綜(zong)合(he)性能(neng)有(you)高(gao)要求的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he),氮(dan)(dan)(dan)合(he)金化的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)逐漸(jian)引(yin)起(qi)了(le)(le)(le)人們的(de)(de)(de)(de)重視。早在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)20世紀(ji)40年代,由于(yu)(yu)當時(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)貴重元素(su)(su)鎳資源的(de)(de)(de)(de)奇缺,促使(shi)了(le)(le)(le)人們對(dui)鉻(ge)(ge)鎳錳(meng)氮(dan)(dan)(dan)和鉻(ge)(ge)錳(meng)氮(dan)(dan)(dan)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)研究(jiu),使(shi)得Cr-Mn-Ni-N不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)系列即(ji)美(mei)國200系奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)誕生。鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)主(zhu)要是(shi)靠錳(meng)提高(gao)其溶(rong)解(jie)度,含(han)(han)(han)(han)量(liang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)0.10%~0.25%范圍內。但是(shi)受(shou)限于(yu)(yu)冶(ye)煉技術,一(yi)(yi)(yi)方面(mian)碳含(han)(han)(han)(han)量(liang)仍(reng)然很難降低(di)到0.06%以下,另一(yi)(yi)(yi)方面(mian)氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)加(jia)入和固溶(rong)缺乏有(you)效(xiao)手段,200系奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)綜(zong)合(he)性能(neng)上(shang)并(bing)(bing)沒有(you)300系優良,因而只在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)(yi)(yi)些(xie)低(di)端的(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)得到了(le)(le)(le)應(ying)用(yong),并(bing)(bing)且逐漸(jian)淡出了(le)(le)(le)研究(jiu)者們的(de)(de)(de)(de)視線。到了(le)(le)(le)20世紀(ji)70年代,隨著AOD等(deng)爐外精煉技術的(de)(de)(de)(de)發(fa)展(zhan),特別是(shi)加(jia)壓冶(ye)金技術的(de)(de)(de)(de)出現,更高(gao)氮(dan)(dan)(dan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)得以研制成功,氮(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)含(han)(han)(han)(han)量(liang)越(yue)來越(yue)高(gao),給奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)帶來了(le)(le)(le)性能(neng)上(shang)的(de)(de)(de)(de)許(xu)多(duo)有(you)益(yi)的(de)(de)(de)(de)變(bian)化。具體(ti)表(biao)現在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai):(1)氮(dan)(dan)(dan)是(shi)強(qiang)(qiang)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形成元素(su)(su),1千(qian)(qian)克的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)相(xiang)當于(yu)(yu)6~22千(qian)(qian)克鎳的(de)(de)(de)(de)作用(yong),在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)鎳當量(liang)公式(shi)中(zhong)(zhong),氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)系數(shu)為18~30,表(biao)明(ming)其奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形成能(neng)力(li)非常強(qiang)(qiang)。(2)氮(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)顯著提高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi),并(bing)(bing)不(bu)(bu)(bu)(bu)降低(di)材(cai)料的(de)(de)(de)(de)塑韌性,在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong),每加(jia)入0.10%的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan),其強(qiang)(qiang)度提高(gao)約(yue)60~100兆帕(pa),前提條件是(shi)氮(dan)(dan)(dan)必須固溶(rong)存在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)。此外,氮(dan)(dan)(dan)也能(neng)提高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗蠕變(bian)、疲勞(lao)、磨(mo)損以及低(di)溫(wen)性能(neng)。(3)氮(dan)(dan)(dan)有(you)效(xiao)地促進了(le)(le)(le)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)耐(nai)點蝕、縫隙(xi)腐蝕的(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li),其作用(yong)是(shi)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)16~30倍(bei),鉬的(de)(de)(de)(de)5倍(bei)。同(tong)時(shi),適(shi)量(liang)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)含(han)(han)(han)(han)量(liang)也有(you)利(li)于(yu)(yu)提高(gao)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)晶(jing)間腐蝕的(de)(de)(de)(de)能(neng)力(li)。因而在(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)(zai)20世紀(ji)末至21世紀(ji)初,掀起(qi)了(le)(le)(le)高(gao)氮(dan)(dan)(dan)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)熱(re)潮,研發(fa)了(le)(le)(le)大量(liang)高(gao)氮(dan)(dan)(dan)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)料,并(bing)(bing)廣泛(fan)應(ying)用(yong)于(yu)(yu)油氣開采、礦山機械、低(di)溫(wen)超導等(deng)領域。



  由(you)于大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)高氮(dan)(dan)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)均需要(yao)配合(he)加(jia)壓冶煉(lian),很難滿足低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu),從而(er)在(zai)(zai)21世(shi)紀(ji)初氮(dan)(dan)合(he)金(jin)化奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)發演變(bian)成(cheng)(cheng)兩(liang)個方向:(1)以(yi)追求(qiu)高性(xing)(xing)(xing)能(neng)為主(zhu)要(yao)目的(de)(de)(de)(de)(de),或(huo)(huo)者是(shi)高強高韌的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),或(huo)(huo)者是(shi)耐蝕性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)(he)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)兼顧(gu)的(de)(de)(de)(de)(de)超(chao)級奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。主(zhu)要(yao)利用(yong)(yong)(yong)氮(dan)(dan)對(dui)(dui)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)(he)耐蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)貢獻,通過特(te)(te)殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)冶煉(lian)工(gong)(gong)藝和(he)(he)(he)恰當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)設計,將氮(dan)(dan)極大地固溶(rong)于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中,從而(er)研(yan)(yan)(yan)制出力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)(he)耐蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)均非常優異的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)殊(shu)用(yong)(yong)(yong)途不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。此方面工(gong)(gong)作以(yi)德國(guo)、保加(jia)利亞、瑞士和(he)(he)(he)日本(ben)為代(dai)表,材(cai)料(liao)主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)(yong)于特(te)(te)殊(shu)領域,如超(chao)導、國(guo)防軍(jun)工(gong)(gong)等。日本(ben)國(guo)立材(cai)料(liao)研(yan)(yan)(yan)究院(NIMS)于2000年(nian)后開(kai)展的(de)(de)(de)(de)(de)面向海(hai)洋開(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)高氮(dan)(dan)高鉬(mu)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)系列(lie)研(yan)(yan)(yan)究工(gong)(gong)作,氮(dan)(dan)含量(liang)達1%左右。(2)以(yi)節約資源、降低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)為主(zhu)要(yao)目的(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)經濟型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。此類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)利用(yong)(yong)(yong)氮(dan)(dan)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組織的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),部分或(huo)(huo)全(quan)部替代(dai)貴重金(jin)屬鎳,使得鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)原料(liao)成(cheng)(cheng)本(ben)下仍保持奧氏(shi)體(ti)組織,從而(er)在(zai)(zai)性(xing)(xing)(xing)能(neng)上兼顧(gu)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)點和(he)(he)(he)氮(dan)(dan)對(dui)(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)(yong),進一步擴大了(le)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)。如美(mei)國(guo)在(zai)(zai)20世(shi)紀(ji)60年(nian)代(dai)后逐(zhu)步開(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)Nitronic合(he)金(jin)系列(lie),奧地利伯(bo)(bo)樂(Bohler)公(gong)司(si)生(sheng)產的(de)(de)(de)(de)(de)無磁(ci)鉆(zhan)鋌系列(lie)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等。針對(dui)(dui)中國(guo)市場對(dui)(dui)低(di)成(cheng)(cheng)本(ben)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu),美(mei)國(guo)開(kai)發了(le)204Cu不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),蒂森克虜伯(bo)(bo)(Thyssenkrupp)公(gong)司(si)開(kai)發了(le)Nirostal.4640不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),山特(te)(te)維克(Sandvik)公(gong)司(si)開(kai)發了(le)Loniflex 不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。



  我國在20世紀90年代開始比較系統地開展氮在不銹鋼中應用的研究工作,主要為國防軍工等特殊性能要求的不銹鋼進行的研究。2000年后,由于國際上對高氮不銹鋼的開發熱潮及對氮的有益作用的深刻認識,國內不銹鋼行業開始重視氮在不銹鋼中的應用,并廣泛在304、316奧氏體不銹鋼中加入適當氮以提高力學性能和耐蝕性能。2004年新修訂的不銹鋼牌號標準中,增加了304N、304LN、316NG不銹(xiu)鋼316LN不(bu)銹鋼(gang)等含氮奧氏體不銹鋼。但是當時對氮在不銹鋼中的存在形式和作用的認識還比較模糊。盡管鋼鐵研究總院、上海材料研究所等單位很早就關注氮合金化不銹鋼的學術動態,但是真正掀起全國范圍的氮合金化不銹鋼研究熱潮是在2006年于四川九寨溝召開的高氮鋼國際會議。鋼鐵研究總院在國家“973計劃”基礎研究的支持下,系統研究了1Cr22Mn16N奧氏體不銹鋼的析出相、韌脆轉變、熱加工和焊接等性能,2009年在國際上率先采用電爐+AOD+連鑄大工業流程于常壓下工業化生產出氮含量超過0.6%的高氮奧氏體不銹鋼。在“十二五”和“十三五”期間,進一步依托國家科技支撐計劃,研制出工業化產品的高氮無磁護環和無磁鉆鋌材料。與此同時,中科院金屬所研究開發了醫用無鎳BIOSSN4不銹鋼,并用于醫療器械的制造。北京科技大學、太鋼、太原科技大學等單位對Mn18Cr18N護環用鋼進行了熱加工等方面的研究。在冶煉工藝方面,鋼鐵研究總院、北京科技大學采用粉末冶金工藝進行了高氮奧氏體不銹鋼的研究。東北大學采用氮氣保護電渣重熔和加壓電渣重熔工藝進行了約1%氮含量的高氮奧氏體不銹鋼的研究。目前,越來越多的氮合金化不銹鋼開始工業生產,據不完全統計,全國每年生產的氮合金化不銹鋼多達1000萬噸以上,占不銹鋼消費量的30%以上。




51.jpg 01.jpg 36.jpg

鎳合金.jpg 43.jpg 87.jpg

34.jpg 56.jpg 99.jpg



 至(zhi)德鋼業,我們根據您的實際(ji)需求,給出參考(kao)建議,為(wei)您提供高性價比(bi)的不(bu)銹鋼管道及(ji)配件。