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)統的鐵素體(ti)不銹鋼(gang)


  鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是含鉻(ge)11%~30%的(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr合金(jin)(傳(chuan)統鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合金(jin)(超(chao)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)),加入(ru)鉬的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)是為了(le)(le)提高不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。傳(chuan)統鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是400系列(lie),可(ke)磁化(hua)。典型的(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)牌號見表1-6。高鉻(ge)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)具(ju)有(you)很(hen)(hen)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),包括耐(nai)氯(lv)離(li)子應(ying)(ying)力(li)(li)腐蝕(shi);鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)抗(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)也(ye)很(hen)(hen)好,如446不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)。當鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中加人鋁或(huo)稀土元素(su)(su)(su)(su)時,其抗(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)會大大提高。熱(re)(re)處(chu)理不(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)提高鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)硬度。盡管具(ju)有(you)相同耐(nai)腐蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)成本要比奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)低(di)(di),但鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用還(huan)是不(bu)(bu)如奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)應(ying)(ying)用得普(pu)(pu)遍(bian)。其原因是:鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)成型性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)差,韌性(xing)差,可(ke)焊(han)(han)性(xing)差。為了(le)(le)改(gai)善鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)延(yan)(yan)伸(shen)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),焊(han)(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)時,有(you)時選(xuan)用奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)條或(huo)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)填(tian)充材(cai)料(liao),這樣雖解(jie)決了(le)(le)延(yan)(yan)伸(shen)性(xing)問(wen)題(ti),但卻降(jiang)低(di)(di)了(le)(le)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)較高的(de)(de)(de)(de)(de)導熱(re)(re)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng);較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)系數及較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)成本,因此,430(1Cr17)、443和446普(pu)(pu)遍(bian)應(ying)(ying)用于制造(zao)低(di)(di)壓容(rong)器(qi)、高溫熱(re)(re)交換器(qi)。444是一個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)品(pin)種,含碳量(liang)比超(chao)低(di)(di)碳級還(huan)低(di)(di),加入(ru)鈦(tai)或(huo)鈷可(ke)抗(kang)敏(min)化(hua),這個(ge)品(pin)種焊(han)(han)縫(feng)延(yan)(yan)伸(shen)性(xing)比傳(chuan)統鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)好。


表 6.jpg


  1Cr15(429) 該鋼具有(you)良好(hao)的耐腐蝕性,其焊接性能比1Cr17(430)好(hao),用(yong)于建筑內裝修或制造重油燃燒(shao)器部件、家用(yong)電器部件等。


  1Cr17(430)當(dang)鋼中(zhong)碳含(han)量較高、鉻含(han)量較低時(shi)有一定數(shu)量的(de)珠(zhu)光體。其室(shi)溫脆性(xing)較大。該鋼種在氧(yang)化性(xing)酸(suan)類溶液(ye)中(zhong)有良好的(de)耐腐蝕性(xing),尤其在稀(xi)硝酸(suan)中(zhong),可用于制造(zao)生產(chan)硝酸(suan)用化工(gong)設備,如吸收塔、硝酸(suan)熱交換(huan)器、酸(suan)槽(cao)、輸送管道(dao)和儲罐,也可制造(zao)食品(pin)和釀造(zao)工(gong)業用容器、管道(dao)等。


二、新(舊)鐵素體不銹(xiu)鋼


 現在市場上的鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼分為兩大類(lei),一類(lei)是(shi)新(xin)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,也叫(jiao)超鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼;另一類(lei)是(shi)舊鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,即傳統鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,其組(zu)成與(yu)性能符(fu)合AISI標準,如表1-6所示(shi)。


三(san)、 新(超(chao))鐵素體不銹鋼(gang)


 新(xin)(超(chao)(chao))鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開發(fa)背景 316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)被(bei)認(ren)為(wei)是(shi)最耐腐(fu)蝕的(de)(de)普通奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),但是(shi),它還是(shi)不(bu)(bu)耐海水(shui)(shui)腐(fu)蝕。盡管(guan)銅鎳合(he)金(jin)、鎳基合(he)金(jin)或鈦(tai)合(he)金(jin)可以耐海水(shui)(shui)腐(fu)蝕,但是(shi)它們的(de)(de)價(jia)錢太高(gao)。因此,開發(fa)一種能耐海水(shui)(shui)腐(fu)蝕的(de)(de)低價(jia)格鋼(gang)(gang)材就(jiu)很有必(bi)要(yao),新(xin)(超(chao)(chao))鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就(jiu)是(shi)在這種背景下開發(fa)出來的(de)(de)。在這類(lei)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,用鉬穩(wen)定鋼(gang)(gang)材表面的(de)(de)氧化膜。從1980年開始,高(gao)性能新(xin)(超(chao)(chao))鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開始在海水(shui)(shui)冷(leng)卻的(de)(de)蒸汽冷(leng)凝(ning)器中使用。


 新(xin)(xin)(超(chao))鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)是在(zai)(zai)(zai)鐵-鉻不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學組成中加入(ru)鉬(mu),以(yi)(yi)改(gai)善(shan)其(qi)耐(nai)點蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力,加入(ru)鈦或鈮以(yi)(yi)改(gai)善(shan)其(qi)耐(nai)晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力。新(xin)(xin)(超(chao))鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)最大優點是其(qi)耐(nai)氯離子(zi)應(ying)力腐蝕(shi)(shi)(shi),耐(nai)其(qi)他腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)也較好。在(zai)(zai)(zai)先進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)冶煉(lian)技術應(ying)用(yong)(yong)以(yi)(yi)前,鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)有較高水平的(de)(de)(de)(de)填隙(xi)原(yuan)(yuan)子(zi)-碳和(he)氮(dan),所以(yi)(yi)其(qi)可加工性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)和(he)抗蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)都(dou)受(shou)到限制。采用(yong)(yong)先進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)冶煉(lian)技術(如AOD、VIM、VOD等)后,新(xin)(xin)的(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)含(han)有高的(de)(de)(de)(de)鉻元(yuan)素(su),低的(de)(de)(de)(de)填隙(xi)原(yuan)(yuan)子(zi);在(zai)(zai)(zai)精煉(lian)階段,盡力降低填隙(xi)原(yuan)(yuan)子(zi)含(han)量(liang)或加入(ru)鈦和(he)鈮去(qu)束縛碳和(he)氮(dan)原(yuan)(yuan)子(zi)。


四、合金化學組成


   新(超)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼(gang)含鉻高達29%,含鉬4%,有(you)(you)些品種含鎳(nie)3.5%,具有(you)(you)完整的鐵(tie)素體(ti)顯微結(jie)構,常用的新(超)準素體(ti)不銹鋼(gang)有(you)(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(ti)不銹鋼的應用


  新(超(chao))鐵素(su)體不(bu)銹鋼大量應用(yong)于(yu)電(dian)廠冷凝器、海水(shui)處理與含氯離(li)子溶液的熱交換器中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超(chao)鐵素(su)體不(bu)銹鋼在石(shi)化工(gong)業、化學工(gong)業也(ye)得應用(yong)。因為E-Brite26-1含鉻量大,所以其(qi)在高溫(wen)狀態下抗氧化、耐硫化性能好,可用(yong)于(yu)空(kong)氣預熱、煙氣余(yu)熱回(hui)收等場合。