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(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、傳統的鐵素體不(bu)銹鋼
鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)含鉻11%~30%的(de)(de)(de)(de)Fe-Cr合金(傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合金(超鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)),加入鉬的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)為了提高(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)(li)。傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)400系(xi)(xi)列,可(ke)(ke)磁化(hua)。典型(xing)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)牌號見表1-6。高(gao)(gao)鉻鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有很好(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng),包括耐(nai)氯離子應力(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi);鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)力(li)(li)也(ye)很好(hao)(hao),如446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中加人鋁(lv)或(huo)稀土元(yuan)素(su)(su)(su)時(shi)(shi),其(qi)(qi)抗(kang)(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)力(li)(li)會大大提高(gao)(gao)。熱(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)提高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)硬度。盡管具有相同耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)本要比奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)低,但鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)還是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)如奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應用(yong)(yong)得普(pu)遍。其(qi)(qi)原因是(shi):鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成(cheng)型(xing)性(xing)能(neng)(neng)差,韌性(xing)差,可(ke)(ke)焊(han)(han)性(xing)差。為了改(gai)善鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)延伸性(xing)能(neng)(neng),焊(han)(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時(shi)(shi),有時(shi)(shi)選(xuan)用(yong)(yong)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)條(tiao)或(huo)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)填充材料,這樣雖解(jie)決了延伸性(xing)問題,但卻降低了焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有較(jiao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)導熱(re)性(xing)能(neng)(neng);較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)熱(re)膨脹系(xi)(xi)數及較(jiao)低的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本,因此,430(1Cr17)、443和446普(pu)遍應用(yong)(yong)于制造低壓容(rong)器(qi)、高(gao)(gao)溫熱(re)交(jiao)換器(qi)。444是(shi)一個新的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)品種(zhong),含碳量比超低碳級還低,加入鈦或(huo)鈷可(ke)(ke)抗(kang)(kang)敏(min)化(hua),這個品種(zhong)焊(han)(han)縫(feng)延伸性(xing)比傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)好(hao)(hao)。
1Cr15(429) 該鋼(gang)具有良好的耐腐蝕性,其(qi)焊接(jie)性能比1Cr17(430)好,用于建(jian)筑內裝修或制造重油(you)燃燒器部件、家用電器部件等。
1Cr17(430)當(dang)鋼中碳含(han)(han)量較高(gao)、鉻含(han)(han)量較低時(shi)有一定數量的(de)珠(zhu)光體。其室溫脆性較大。該鋼種(zhong)在氧化性酸(suan)(suan)類溶(rong)液(ye)中有良好的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性,尤其在稀(xi)硝酸(suan)(suan)中,可用(yong)于(yu)制造生產硝酸(suan)(suan)用(yong)化工(gong)設備,如吸(xi)收塔(ta)、硝酸(suan)(suan)熱(re)交(jiao)換器、酸(suan)(suan)槽(cao)、輸(shu)送管道(dao)和(he)儲罐(guan),也可制造食品和(he)釀造工(gong)業用(yong)容器、管道(dao)等。
二、新(舊(jiu))鐵素體不銹鋼
現在市場上的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)分(fen)為兩大類(lei)(lei),一(yi)類(lei)(lei)是新(xin)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),也叫超(chao)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang);另一(yi)類(lei)(lei)是舊鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),即傳統鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang),其組成與性能符合AISI標(biao)準,如(ru)表1-6所示。
三、 新(超(chao))鐵(tie)素(su)體不銹鋼
新(xin)(xin)(超)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)開發(fa)背景 316不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)被認(ren)為是(shi)(shi)最耐(nai)腐蝕的(de)(de)普通奧氏體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),但是(shi)(shi),它還(huan)是(shi)(shi)不(bu)耐(nai)海(hai)水(shui)(shui)腐蝕。盡管銅鎳合(he)金、鎳基(ji)合(he)金或鈦合(he)金可以耐(nai)海(hai)水(shui)(shui)腐蝕,但是(shi)(shi)它們的(de)(de)價錢太高(gao)。因此,開發(fa)一種能耐(nai)海(hai)水(shui)(shui)腐蝕的(de)(de)低價格鋼(gang)(gang)材就很有(you)必要,新(xin)(xin)(超)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)就是(shi)(shi)在這種背景下開發(fa)出來(lai)的(de)(de)。在這類不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中,用鉬穩定鋼(gang)(gang)材表面的(de)(de)氧化膜。從1980年(nian)開始(shi)(shi),高(gao)性能新(xin)(xin)(超)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)開始(shi)(shi)在海(hai)水(shui)(shui)冷卻的(de)(de)蒸(zheng)汽(qi)冷凝器中使(shi)用。
新(超)鐵(tie)(tie)素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)在(zai)鐵(tie)(tie)-鉻不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)化(hua)學(xue)組成中加(jia)入(ru)鉬,以改善其(qi)耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)能(neng)(neng)力(li),加(jia)入(ru)鈦或鈮(ni)(ni)以改善其(qi)耐(nai)(nai)晶間腐蝕(shi)能(neng)(neng)力(li)。新(超)鐵(tie)(tie)素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)最大優點(dian)是(shi)其(qi)耐(nai)(nai)氯離(li)子(zi)應力(li)腐蝕(shi),耐(nai)(nai)其(qi)他腐蝕(shi)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)也較(jiao)好。在(zai)先(xian)進的(de)(de)冶煉技術應用以前,鐵(tie)(tie)素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼有較(jiao)高水平的(de)(de)填隙(xi)原(yuan)子(zi)-碳和氮,所(suo)以其(qi)可加(jia)工性(xing)、韌性(xing)和抗蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)都受到限制。采(cai)用先(xian)進的(de)(de)冶煉技術(如AOD、VIM、VOD等)后(hou),新的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體不銹(xiu)(xiu)鋼含有高的(de)(de)鉻元素(su),低(di)的(de)(de)填隙(xi)原(yuan)子(zi);在(zai)精煉階段,盡力(li)降低(di)填隙(xi)原(yuan)子(zi)含量或加(jia)入(ru)鈦和鈮(ni)(ni)去(qu)束縛碳和氮原(yuan)子(zi)。
四、合金化(hua)學(xue)組成
新(xin)(超)鐵素體(ti)(ti)不銹鋼含鉻高達29%,含鉬4%,有(you)些品種含鎳3.5%,具(ju)有(you)完整的(de)鐵素體(ti)(ti)顯微結構,常用(yong)的(de)新(xin)(超)準素體(ti)(ti)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、新(xin)(超)鐵素(su)體不銹鋼的應(ying)用
新(超(chao))鐵(tie)素體不銹鋼大量應用于電廠冷凝器(qi)、海水處理與含氯離(li)子溶(rong)液的熱交換器(qi)中(zhong),18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超(chao)鐵(tie)素體不銹鋼在石化工業、化學工業也得應用。因為E-Brite26-1含鉻量大,所(suo)以其在高(gao)溫狀態下抗(kang)氧(yang)化、耐(nai)硫化性能好,可用于空氣預熱、煙氣余熱回(hui)收(shou)等(deng)場合。