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(ti)不(bu)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)統的鐵素體不銹鋼(gang)


  鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)含鉻11%~30%的Fe-Cr合金(jin)(傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti))或(huo)(huo)Fe-Cr-Mo合金(jin)(超(chao)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)),加(jia)入鉬的目的是(shi)(shi)為了(le)提高不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的耐點蝕能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)(shi)400系(xi)列,可磁化。典型的傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)牌號(hao)見表1-6。高鉻鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有很好的耐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng),包括耐氯離(li)子應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕;鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗氧(yang)化能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)也很好,如446不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)人鋁或(huo)(huo)稀(xi)土元(yuan)素(su)時(shi),其(qi)抗氧(yang)化能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)會大(da)大(da)提高。熱處理(li)不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)提高鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)硬度(du)。盡(jin)管(guan)具有相(xiang)同耐腐(fu)(fu)蝕能(neng)(neng)(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)本要比奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低,但鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的應用還是(shi)(shi)不(bu)(bu)如奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)應用得普遍。其(qi)原(yuan)因是(shi)(shi):鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的成(cheng)(cheng)型性(xing)能(neng)(neng)(neng)差(cha),韌性(xing)差(cha),可焊性(xing)差(cha)。為了(le)改善鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊縫(feng)的延伸性(xing)能(neng)(neng)(neng),焊接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時(shi),有時(shi)選用奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊條或(huo)(huo)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)填充材(cai)料,這樣雖解決了(le)延伸性(xing)問題,但卻降低了(le)焊縫(feng)的抗腐(fu)(fu)蝕能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有較高的導熱性(xing)能(neng)(neng)(neng);較低的熱膨脹系(xi)數及較低的成(cheng)(cheng)本,因此(ci),430(1Cr17)、443和446普遍應用于制造低壓容器、高溫熱交換器。444是(shi)(shi)一個新(xin)的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)品種,含碳量比超(chao)低碳級還低,加(jia)入鈦或(huo)(huo)鈷可抗敏化,這個品種焊縫(feng)延伸性(xing)比傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)好。


表 6.jpg


  1Cr15(429) 該(gai)鋼具有良好的耐腐(fu)蝕(shi)性(xing),其焊接性(xing)能比1Cr17(430)好,用(yong)(yong)于建筑內裝修或制造重油燃燒器(qi)部件、家用(yong)(yong)電器(qi)部件等。


  1Cr17(430)當鋼中碳含(han)量(liang)較(jiao)高、鉻(ge)含(han)量(liang)較(jiao)低時有(you)一定數量(liang)的珠光(guang)體。其室溫脆性較(jiao)大。該鋼種在氧化性酸(suan)類溶液中有(you)良好的耐腐蝕(shi)性,尤其在稀硝(xiao)酸(suan)中,可用(yong)于制(zhi)造(zao)生(sheng)產(chan)硝(xiao)酸(suan)用(yong)化工設備,如吸收塔、硝(xiao)酸(suan)熱交(jiao)換器、酸(suan)槽、輸送管道和儲罐,也可制(zhi)造(zao)食品和釀造(zao)工業用(yong)容器、管道等。


二(er)、新(舊)鐵素(su)體不銹鋼


 現在市場上(shang)的鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼分為(wei)兩大類,一類是新鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,也叫超鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼;另一類是舊鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,即傳統鐵(tie)素(su)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,其組成與性能(neng)符(fu)合(he)AISI標準,如表1-6所示。


三、 新(超)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)


 新(xin)(超)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)開(kai)(kai)(kai)發(fa)背(bei)景 316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)被認為是(shi)最耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)普通奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),但(dan)是(shi),它還是(shi)不(bu)耐(nai)海水腐(fu)(fu)蝕(shi)。盡管(guan)銅鎳合金(jin)(jin)、鎳基(ji)合金(jin)(jin)或(huo)鈦合金(jin)(jin)可以(yi)耐(nai)海水腐(fu)(fu)蝕(shi),但(dan)是(shi)它們(men)的(de)價(jia)錢太(tai)高。因(yin)此,開(kai)(kai)(kai)發(fa)一種能耐(nai)海水腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)低(di)價(jia)格鋼(gang)材(cai)就(jiu)很有必要,新(xin)(超)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就(jiu)是(shi)在這(zhe)種背(bei)景下開(kai)(kai)(kai)發(fa)出來的(de)。在這(zhe)類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中,用鉬穩定鋼(gang)材(cai)表面的(de)氧(yang)化膜。從1980年(nian)開(kai)(kai)(kai)始,高性(xing)能新(xin)(超)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)開(kai)(kai)(kai)始在海水冷卻的(de)蒸(zheng)汽冷凝器中使用。


 新(xin)(超(chao)(chao))鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼是在鐵(tie)(tie)-鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)化學組成中加入(ru)鉬(mu),以(yi)改(gai)善其(qi)(qi)(qi)耐點蝕能(neng)(neng)力(li),加入(ru)鈦或(huo)鈮(ni)以(yi)改(gai)善其(qi)(qi)(qi)耐晶間腐蝕能(neng)(neng)力(li)。新(xin)(超(chao)(chao))鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)最大優點是其(qi)(qi)(qi)耐氯離子應力(li)腐蝕,耐其(qi)(qi)(qi)他腐蝕的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)也較好。在先進(jin)(jin)的(de)(de)冶煉(lian)技(ji)術應用(yong)以(yi)前,鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼有較高水平的(de)(de)填(tian)隙原子-碳(tan)和氮,所以(yi)其(qi)(qi)(qi)可加工性(xing)、韌性(xing)和抗蝕性(xing)能(neng)(neng)都受到限制。采用(yong)先進(jin)(jin)的(de)(de)冶煉(lian)技(ji)術(如AOD、VIM、VOD等)后,新(xin)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼含有高的(de)(de)鉻(ge)元素,低的(de)(de)填(tian)隙原子;在精煉(lian)階段,盡力(li)降低填(tian)隙原子含量或(huo)加入(ru)鈦和鈮(ni)去束縛碳(tan)和氮原子。


四、合金化學組(zu)成


   新(超)鐵素體不銹鋼含(han)(han)鉻高(gao)達29%,含(han)(han)鉬4%,有(you)些品種含(han)(han)鎳3.5%,具有(you)完整的鐵素體顯微結(jie)構,常用的新(超)準素體不銹鋼有(you)18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。


五(wu)、新(超)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼的應用


  新(超)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)大量應用(yong)于電(dian)廠冷(leng)凝器、海水處理與(yu)含氯離(li)子溶(rong)液的熱(re)交換器中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵(tie)素體不銹鋼(gang)在石化(hua)工業、化(hua)學工業也(ye)得應用(yong)。因為E-Brite26-1含鉻(ge)量大,所以其在高溫狀態下抗氧化(hua)、耐硫化(hua)性能(neng)好,可用(yong)于空氣預熱(re)、煙(yan)氣余(yu)熱(re)回收等場(chang)合。