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(de)鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼


  鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)含(han)鉻11%~30%的(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr合金(傳統(tong)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti))或Fe-Cr-Mo合金(超(chao)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)),加(jia)入(ru)鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)為(wei)了提高(gao)(gao)(gao)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐點蝕(shi)能力(li)。傳統(tong)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)400系(xi)列,可(ke)磁(ci)化(hua)。典型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)傳統(tong)鐵(tie)素(su)(su)(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(gao)(gao)(gao)鉻鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)具(ju)有很(hen)好的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)性(xing)(xing)能,包括耐氯離(li)子應(ying)力(li)腐(fu)蝕(shi);鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)抗氧(yang)化(hua)能力(li)也很(hen)好,如446不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)人鋁或稀土元素(su)(su)(su)時,其抗氧(yang)化(hua)能力(li)會大大提高(gao)(gao)(gao)。熱處理(li)不(bu)(bu)能提高(gao)(gao)(gao)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)硬度(du)。盡管具(ju)有相(xiang)同耐腐(fu)蝕(shi)能力(li),鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)本要比奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低(di),但鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用還是(shi)不(bu)(bu)如奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)應(ying)用得普遍(bian)。其原因(yin)是(shi):鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)型(xing)性(xing)(xing)能差(cha),韌(ren)性(xing)(xing)差(cha),可(ke)焊(han)性(xing)(xing)差(cha)。為(wei)了改善(shan)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)延伸性(xing)(xing)能,焊(han)接430(1Cr17)、446不(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)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)條(tiao)或奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)填充材料,這樣雖解決了延伸性(xing)(xing)問題,但卻降低(di)了焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)能力(li)。鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)有較(jiao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)導熱性(xing)(xing)能;較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)熱膨脹(zhang)系(xi)數及較(jiao)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)本,因(yin)此,430(1Cr17)、443和446普遍(bian)應(ying)用于制造低(di)壓容器、高(gao)(gao)(gao)溫(wen)熱交換(huan)器。444是(shi)一個新的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)品種(zhong),含(han)碳量(liang)比超(chao)低(di)碳級還低(di),加(jia)入(ru)鈦或鈷可(ke)抗敏(min)化(hua),這個品種(zhong)焊(han)縫延伸性(xing)(xing)比傳統(tong)鐵(tie)素(su)(su)(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(you)良好(hao)的耐腐蝕性,其(qi)焊接(jie)性能比1Cr17(430)好(hao),用于建筑內(nei)裝修或制(zhi)造重油燃(ran)燒器部(bu)(bu)件、家用電器部(bu)(bu)件等。


  1Cr17(430)當鋼中(zhong)(zhong)(zhong)碳(tan)含(han)量(liang)較(jiao)高、鉻含(han)量(liang)較(jiao)低時有(you)(you)一定數量(liang)的珠光體(ti)。其室溫脆(cui)性(xing)(xing)較(jiao)大(da)。該鋼種(zhong)在氧(yang)化性(xing)(xing)酸類溶液(ye)中(zhong)(zhong)(zhong)有(you)(you)良(liang)好的耐(nai)腐蝕性(xing)(xing),尤(you)其在稀硝酸中(zhong)(zhong)(zhong),可用(yong)于制(zhi)造生產硝酸用(yong)化工設備(bei),如(ru)吸收塔(ta)、硝酸熱(re)交(jiao)換器、酸槽、輸送(song)管道(dao)(dao)和儲(chu)罐,也可制(zhi)造食(shi)品和釀造工業用(yong)容器、管道(dao)(dao)等。


二(er)、新(xin)(舊)鐵素體不銹鋼


 現在市場(chang)上的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼分(fen)為兩大類(lei),一類(lei)是(shi)新鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,也(ye)叫超鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼;另一類(lei)是(shi)舊(jiu)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,即傳(chuan)統鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼,其組(zu)成與性能符合AISI標準,如(ru)表1-6所示。


三、 新(xin)(超)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)


 新(xin)(超)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)開發背景(jing) 316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)被認為是(shi)(shi)最耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)普(pu)通奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),但是(shi)(shi),它還是(shi)(shi)不(bu)(bu)耐(nai)(nai)(nai)海(hai)(hai)水(shui)腐(fu)(fu)蝕(shi)。盡(jin)管銅鎳合(he)(he)金(jin)、鎳基合(he)(he)金(jin)或鈦(tai)合(he)(he)金(jin)可以耐(nai)(nai)(nai)海(hai)(hai)水(shui)腐(fu)(fu)蝕(shi),但是(shi)(shi)它們(men)的(de)(de)價錢太高。因(yin)此,開發一(yi)種(zhong)能耐(nai)(nai)(nai)海(hai)(hai)水(shui)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)低價格(ge)鋼(gang)材就很有必要,新(xin)(超)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)就是(shi)(shi)在(zai)這種(zhong)背景(jing)下開發出(chu)來的(de)(de)。在(zai)這類不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中,用(yong)鉬穩定鋼(gang)材表面(mian)的(de)(de)氧化膜。從1980年開始,高性能新(xin)(超)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)開始在(zai)海(hai)(hai)水(shui)冷(leng)卻的(de)(de)蒸(zheng)汽冷(leng)凝器中使用(yong)。


 新(超(chao))鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)在鐵(tie)-鉻不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)化學組成中(zhong)加入(ru)鉬,以(yi)改善其(qi)耐(nai)(nai)(nai)點(dian)蝕能力,加入(ru)鈦(tai)或(huo)鈮(ni)以(yi)改善其(qi)耐(nai)(nai)(nai)晶間腐蝕能力。新(超(chao))鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)最大優點(dian)是(shi)其(qi)耐(nai)(nai)(nai)氯離子應(ying)力腐蝕,耐(nai)(nai)(nai)其(qi)他腐蝕的(de)(de)性(xing)能也較(jiao)好。在先(xian)進的(de)(de)冶(ye)煉技(ji)術(shu)應(ying)用以(yi)前,鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)有較(jiao)高(gao)水(shui)平(ping)的(de)(de)填(tian)隙(xi)原(yuan)子-碳和(he)氮(dan)(dan),所以(yi)其(qi)可加工性(xing)、韌性(xing)和(he)抗蝕性(xing)能都受到限制。采(cai)用先(xian)進的(de)(de)冶(ye)煉技(ji)術(shu)(如AOD、VIM、VOD等)后(hou),新的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)含有高(gao)的(de)(de)鉻元素(su)(su),低的(de)(de)填(tian)隙(xi)原(yuan)子;在精(jing)煉階段(duan),盡力降低填(tian)隙(xi)原(yuan)子含量或(huo)加入(ru)鈦(tai)和(he)鈮(ni)去(qu)束縛(fu)碳和(he)氮(dan)(dan)原(yuan)子。


四、合金化學組成


   新(xin)(超(chao))鐵素(su)(su)(su)體不銹鋼(gang)含(han)(han)鉻高(gao)達29%,含(han)(han)鉬4%,有些品種含(han)(han)鎳3.5%,具有完整的(de)鐵素(su)(su)(su)體顯微(wei)結構,常用的(de)新(xin)(超(chao))準素(su)(su)(su)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。


五(wu)、新(超)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼的應用


  新(超)鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大(da)量(liang)應用(yong)于電廠冷凝器、海水處(chu)理(li)與(yu)含(han)氯離子溶液的熱(re)交換器中(zhong),18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)在石(shi)化(hua)工(gong)業、化(hua)學(xue)工(gong)業也(ye)得應用(yong)。因為E-Brite26-1含(han)鉻量(liang)大(da),所以其(qi)在高溫狀態下抗氧(yang)化(hua)、耐硫化(hua)性能好,可用(yong)于空氣預熱(re)、煙氣余熱(re)回收等(deng)場合。