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(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、傳(chuan)統的鐵素(su)體不銹鋼
鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是含鉻(ge)(ge)11%~30%的(de)(de)(de)Fe-Cr合金(傳統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti))或Fe-Cr-Mo合金(超(chao)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)),加入鉬的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是為了提高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)點蝕能(neng)(neng)力(li)(li)。傳統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是400系列,可磁(ci)化(hua)。典(dian)型的(de)(de)(de)傳統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)牌號(hao)見(jian)表1-6。高(gao)鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有很好(hao)的(de)(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)能(neng)(neng),包括耐(nai)氯(lv)離(li)子應力(li)(li)腐(fu)蝕;鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)力(li)(li)也很好(hao),如446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)加人鋁或稀土元素(su)(su)時,其(qi)抗(kang)(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)力(li)(li)會大大提高(gao)。熱(re)(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)提高(gao)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)硬(ying)度。盡管具有相同(tong)耐(nai)腐(fu)蝕能(neng)(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)本要比奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di)(di),但鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)還(huan)是不(bu)(bu)(bu)(bu)如奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)應用(yong)(yong)得(de)普遍(bian)。其(qi)原(yuan)因是:鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)型性(xing)(xing)能(neng)(neng)差(cha),韌性(xing)(xing)差(cha),可焊性(xing)(xing)差(cha)。為了改善鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊縫的(de)(de)(de)延(yan)伸性(xing)(xing)能(neng)(neng),焊接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時,有時選用(yong)(yong)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊條或奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)填(tian)充(chong)材(cai)料(liao),這樣雖解決了延(yan)伸性(xing)(xing)問題,但卻(que)降(jiang)低(di)(di)了焊縫的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)腐(fu)蝕能(neng)(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有較高(gao)的(de)(de)(de)導熱(re)(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng);較低(di)(di)的(de)(de)(de)熱(re)(re)膨脹系數(shu)及(ji)較低(di)(di)的(de)(de)(de)成(cheng)本,因此,430(1Cr17)、443和446普遍(bian)應用(yong)(yong)于(yu)制(zhi)造低(di)(di)壓容器、高(gao)溫熱(re)(re)交換器。444是一個新的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)品種(zhong),含碳(tan)量比超(chao)低(di)(di)碳(tan)級(ji)還(huan)低(di)(di),加入鈦或鈷可抗(kang)(kang)敏化(hua),這個品種(zhong)焊縫延(yan)伸性(xing)(xing)比傳統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)好(hao)。

1Cr15(429) 該鋼具有(you)良好的耐腐蝕性,其(qi)焊(han)接性能(neng)比(bi)1Cr17(430)好,用于(yu)建筑內裝修或制造重油燃燒(shao)器部(bu)件(jian)、家用電器部(bu)件(jian)等。
1Cr17(430)當鋼中(zhong)(zhong)碳(tan)含量(liang)較(jiao)高、鉻(ge)含量(liang)較(jiao)低時有(you)一(yi)定數量(liang)的珠光體。其室溫脆(cui)性較(jiao)大。該鋼種在(zai)氧化性酸類溶液中(zhong)(zhong)有(you)良好的耐腐蝕性,尤其在(zai)稀硝酸中(zhong)(zhong),可用于制(zhi)造生產硝酸用化工設備,如吸(xi)收塔、硝酸熱交(jiao)換(huan)器、酸槽、輸送管(guan)道和(he)(he)儲罐,也可制(zhi)造食品和(he)(he)釀造工業(ye)用容器、管(guan)道等。
二、新(舊(jiu))鐵素體不銹鋼
現在市場上的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼分(fen)為兩大類(lei),一類(lei)是新鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,也叫超鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼;另一類(lei)是舊鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,即傳統鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,其(qi)組成與性能符合AISI標準,如(ru)表(biao)1-6所示(shi)。
三(san)、 新(超)鐵(tie)素體不銹鋼
新(xin)(超)鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)開(kai)(kai)發背景 316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)被認為是最耐(nai)腐(fu)(fu)蝕的(de)普通奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),但(dan)是,它還(huan)是不(bu)耐(nai)海水(shui)腐(fu)(fu)蝕。盡管(guan)銅鎳(nie)合(he)金、鎳(nie)基合(he)金或鈦合(he)金可以耐(nai)海水(shui)腐(fu)(fu)蝕,但(dan)是它們的(de)價(jia)(jia)錢太高。因此,開(kai)(kai)發一種能耐(nai)海水(shui)腐(fu)(fu)蝕的(de)低價(jia)(jia)格鋼(gang)材就(jiu)很有(you)必要,新(xin)(超)鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)就(jiu)是在這種背景下(xia)開(kai)(kai)發出來(lai)的(de)。在這類不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong),用鉬穩定鋼(gang)材表面的(de)氧化(hua)膜。從1980年開(kai)(kai)始(shi),高性能新(xin)(超)鐵素體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)開(kai)(kai)始(shi)在海水(shui)冷卻(que)的(de)蒸汽冷凝器中(zhong)使用。
新(超)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)在鐵(tie)-鉻不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)化學(xue)組成中加(jia)入(ru)(ru)鉬,以改(gai)善其(qi)耐點蝕(shi)(shi)能力,加(jia)入(ru)(ru)鈦或鈮以改(gai)善其(qi)耐晶(jing)間(jian)腐蝕(shi)(shi)能力。新(超)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)最大優點是(shi)其(qi)耐氯離子應(ying)力腐蝕(shi)(shi),耐其(qi)他(ta)腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)性能也(ye)較好。在先進(jin)的(de)(de)(de)(de)冶(ye)煉(lian)技術應(ying)用(yong)以前,鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)較高(gao)水平(ping)的(de)(de)(de)(de)填隙原子-碳和氮(dan),所以其(qi)可加(jia)工性、韌性和抗(kang)蝕(shi)(shi)性能都(dou)受到限(xian)制(zhi)。采用(yong)先進(jin)的(de)(de)(de)(de)冶(ye)煉(lian)技術(如AOD、VIM、VOD等)后(hou),新的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)含有(you)高(gao)的(de)(de)(de)(de)鉻元(yuan)素(su),低(di)的(de)(de)(de)(de)填隙原子;在精煉(lian)階段,盡力降低(di)填隙原子含量或加(jia)入(ru)(ru)鈦和鈮去束縛碳和氮(dan)原子。
四、合金(jin)化學組成
新(xin)(超)鐵素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼含鉻高達29%,含鉬4%,有(you)些品種含鎳3.5%,具(ju)有(you)完整的鐵素(su)體顯微結構,常用的新(xin)(超)準素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼有(you)18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。
五、新(xin)(超)鐵素體不(bu)銹鋼的應用
新(超(chao))鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹鋼(gang)大(da)量(liang)應用于(yu)電(dian)廠冷凝器(qi)、海(hai)水處理與(yu)含(han)氯離子溶液的熱交換器(qi)中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超(chao)鐵(tie)素(su)(su)體不(bu)銹鋼(gang)在石(shi)化(hua)工業、化(hua)學工業也得(de)應用。因(yin)為E-Brite26-1含(han)鉻量(liang)大(da),所以其在高溫(wen)狀(zhuang)態下抗氧(yang)化(hua)、耐硫(liu)化(hua)性能好,可用于(yu)空(kong)氣(qi)預(yu)熱、煙氣(qi)余(yu)熱回收等(deng)場合。

