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(tie)素體不(bu)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(bu)銹鋼
鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)含鉻11%~30%的(de)(de)Fe-Cr合金(jin)(傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合金(jin)(超鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)),加入鉬的(de)(de)目的(de)(de)是(shi)為了(le)提(ti)(ti)高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)400系(xi)列,可(ke)磁化。典(dian)型(xing)(xing)的(de)(de)傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)牌(pai)號(hao)見表1-6。高(gao)鉻鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具有很(hen)好的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),包括(kuo)耐(nai)氯離子應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi);鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)氧化能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)也很(hen)好,如(ru)446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加人鋁或(huo)稀土元(yuan)素(su)(su)(su)(su)(su)時,其抗(kang)氧化能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)會(hui)大大提(ti)(ti)高(gao)。熱(re)(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)提(ti)(ti)高(gao)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)硬度。盡管具有相同耐(nai)腐蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成本要比奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di),但(dan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)應(ying)用還是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)如(ru)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)應(ying)用得普(pu)(pu)遍。其原因是(shi):鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)成型(xing)(xing)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)差,韌(ren)性(xing)(xing)差,可(ke)焊(han)性(xing)(xing)差。為了(le)改(gai)善鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的(de)(de)延(yan)伸性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),焊(han)接(jie)430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時,有時選用奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)條或(huo)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)填充材料(liao),這(zhe)樣雖解決了(le)延(yan)伸性(xing)(xing)問題,但(dan)卻降低(di)了(le)焊(han)縫的(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有較高(gao)的(de)(de)導(dao)熱(re)(re)性(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng);較低(di)的(de)(de)熱(re)(re)膨脹(zhang)系(xi)數及較低(di)的(de)(de)成本,因此,430(1Cr17)、443和446普(pu)(pu)遍應(ying)用于制造低(di)壓容(rong)器(qi)、高(gao)溫熱(re)(re)交換器(qi)。444是(shi)一個新的(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)品(pin)種(zhong),含碳量比超低(di)碳級還低(di),加入鈦(tai)或(huo)鈷可(ke)抗(kang)敏化,這(zhe)個品(pin)種(zhong)焊(han)縫延(yan)伸性(xing)(xing)比傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)好。

1Cr15(429) 該鋼具(ju)有良好的耐腐蝕(shi)性,其(qi)焊接(jie)性能(neng)比1Cr17(430)好,用于建(jian)筑內(nei)裝修或制(zhi)造重油燃燒器(qi)部件(jian)、家(jia)用電(dian)器(qi)部件(jian)等。
1Cr17(430)當鋼中碳含(han)量(liang)較(jiao)高、鉻含(han)量(liang)較(jiao)低(di)時有(you)一定(ding)數量(liang)的珠(zhu)光體(ti)。其室(shi)溫(wen)脆(cui)性較(jiao)大(da)。該鋼種在氧化性酸(suan)類溶液中有(you)良好的耐(nai)腐蝕性,尤(you)其在稀(xi)硝酸(suan)中,可用于制造生產硝酸(suan)用化工(gong)設備(bei),如吸(xi)收塔、硝酸(suan)熱(re)交換器(qi)、酸(suan)槽、輸送管道(dao)(dao)和儲罐,也(ye)可制造食(shi)品和釀造工(gong)業用容器(qi)、管道(dao)(dao)等。
二、新(舊(jiu))鐵素體不(bu)銹鋼
現(xian)在市場上的鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang)分為兩大類,一類是新鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang),也叫超鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang);另一類是舊鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang),即傳(chuan)統(tong)鐵(tie)素體(ti)(ti)不銹鋼(gang),其(qi)組成(cheng)與性能符合AISI標準,如表1-6所示。
三、 新(超)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼
新(超)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開(kai)(kai)發(fa)背(bei)景(jing) 316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)被認(ren)為(wei)是(shi)(shi)最耐腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)普通奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),但是(shi)(shi),它還是(shi)(shi)不(bu)耐海(hai)(hai)水(shui)(shui)腐(fu)(fu)蝕(shi)。盡(jin)管銅鎳合(he)金、鎳基合(he)金或(huo)鈦合(he)金可以(yi)耐海(hai)(hai)水(shui)(shui)腐(fu)(fu)蝕(shi),但是(shi)(shi)它們的(de)(de)(de)價(jia)錢太高。因(yin)此,開(kai)(kai)發(fa)一種能耐海(hai)(hai)水(shui)(shui)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)低價(jia)格鋼(gang)(gang)材就很有必要,新(超)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就是(shi)(shi)在這種背(bei)景(jing)下(xia)開(kai)(kai)發(fa)出來(lai)的(de)(de)(de)。在這類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong),用鉬穩定(ding)鋼(gang)(gang)材表面的(de)(de)(de)氧化膜。從1980年開(kai)(kai)始,高性能新(超)鐵(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開(kai)(kai)始在海(hai)(hai)水(shui)(shui)冷(leng)卻的(de)(de)(de)蒸汽冷(leng)凝器中(zhong)使用。
新(xin)(超)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)在鐵(tie)(tie)-鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)化學組成中加(jia)(jia)入鉬,以(yi)改善其(qi)耐點蝕(shi)能(neng)力,加(jia)(jia)入鈦或(huo)(huo)鈮以(yi)改善其(qi)耐晶間(jian)腐蝕(shi)能(neng)力。新(xin)(超)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)最大優(you)點是(shi)其(qi)耐氯離子(zi)(zi)應力腐蝕(shi),耐其(qi)他腐蝕(shi)的(de)(de)性能(neng)也(ye)較好。在先(xian)進(jin)的(de)(de)冶煉技(ji)術應用(yong)以(yi)前,鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有較高水平的(de)(de)填(tian)(tian)(tian)隙(xi)原子(zi)(zi)-碳(tan)和(he)氮,所以(yi)其(qi)可加(jia)(jia)工性、韌性和(he)抗蝕(shi)性能(neng)都受(shou)到限制。采用(yong)先(xian)進(jin)的(de)(de)冶煉技(ji)術(如(ru)AOD、VIM、VOD等)后,新(xin)的(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)含有高的(de)(de)鉻(ge)元素,低的(de)(de)填(tian)(tian)(tian)隙(xi)原子(zi)(zi);在精煉階段,盡力降低填(tian)(tian)(tian)隙(xi)原子(zi)(zi)含量或(huo)(huo)加(jia)(jia)入鈦和(he)鈮去束(shu)縛(fu)碳(tan)和(he)氮原子(zi)(zi)。
四、合金化(hua)學(xue)組成(cheng)
新(xin)(超)鐵素體不銹鋼(gang)含(han)鉻高達29%,含(han)鉬4%,有些品種含(han)鎳3.5%,具有完整(zheng)的(de)鐵素體顯微結構,常用的(de)新(xin)(超)準素體不銹鋼(gang)有18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等(deng)。
五、新(xin)(超)鐵素(su)體不銹鋼的應用
新(超(chao))鐵(tie)(tie)素體(ti)不銹鋼大量應用(yong)(yong)于電廠冷(leng)凝器(qi)、海水處理與含氯離子溶液的熱(re)(re)交換器(qi)中(zhong),18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超(chao)鐵(tie)(tie)素體(ti)不銹鋼在(zai)石化工業、化學工業也(ye)得(de)應用(yong)(yong)。因為E-Brite26-1含鉻(ge)量大,所以其在(zai)高溫(wen)狀態下抗氧化、耐硫化性能好,可用(yong)(yong)于空氣預熱(re)(re)、煙氣余熱(re)(re)回收等場合(he)。

