當鉻鎳奧氏體不銹鋼的耐點蝕當量值≥40%時,便可稱為超級奧氏體不銹(xiu)鋼。超級奧氏體不銹(xiu)鋼主要是為解決在含Cl-的苛刻腐蝕條件下原有的高鉬(>4%)鉻鎳奧氏體不銹鋼耐點蝕、耐縫隙腐蝕等性能的不足和組織熱穩定性差而發展起來的。氮在奧氏體不銹鋼中的大量應用為此類鋼的產生和發展創造了條件。超級奧氏體不銹鋼的出現還填補了過去鉻鎳奧氏體不銹鋼與高鎳耐蝕合金之間沒有高耐點蝕和高耐縫隙腐蝕不銹鋼的空白。
超級奧氏體不銹鋼性能的最大特點是在苛刻的腐蝕環境中,此類鋼的耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能優異,不僅遠遠優于原有的所有奧氏體不銹鋼,而且還可與一些知名的鎳基耐蝕合金相媲美。
超(chao)級(ji)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)分6%Mo型和7%Mo型兩類(lei),分別于20世(shi)紀70年代(dai)(dai)和90年代(dai)(dai)問世(shi)。
表5.6列入了自(zi)20世紀70~90年(nian)代以(yi)來問世的(de)8種6%Mo和7%Mo型(xing)超級奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼的(de)牌號和化學成分,按它(ta)們的(de)耐點蝕當量(liang)(PRE)值計算,7%Mo型(xing)超級奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼654SMO的(de)PRE值可高達56%。

圖(tu)(tu)5.17和表5.7系超級奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的耐點(dian)蝕(shi)和耐縫(feng)(feng)隙(xi)腐蝕(shi)性能(neng)(neng)與各種(zhong)鉻鎳奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼性能(neng)(neng)的比(bi)較。可(ke)以看(kan)出(chu),超級奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼254 SMO和AL 6XN 性能(neng)(neng)最佳。從(cong)(cong)圖(tu)(tu)5.17中(zhong)(zhong)還可(ke)看(kan)出(chu),相同PRE值條件下,臨(lin)界點(dian)蝕(shi)和臨(lin)界縫(feng)(feng)隙(xi)腐蝕(shi)的溫度間(jian)相差較大(da)(da)且隨PRE值的增加還有進一步拉大(da)(da)的趨勢,這充(chong)分說明,從(cong)(cong)合金化入手解(jie)決(jue)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼耐縫(feng)(feng)隙(xi)腐蝕(shi)的難度要遠遠大(da)(da)于(yu)解(jie)決(jue)耐點(dian)腐蝕(shi)的難度。因(yin)此,從(cong)(cong)結構設計(ji)和應用過程中(zhong)(zhong)避(bi)免產生縫(feng)(feng)隙(xi)入手解(jie)決(jue)縫(feng)(feng)隙(xi)腐蝕(shi)的問題是(shi)最佳途徑,需要予以重(zhong)視。


表(biao)5.8~表(biao)5.10系在(zai)一些試驗(yan)條件下(xia),幾種超級(ji)奧氏體不銹(xiu)鋼與知名(ming)高鎳(鎳基(ji))耐(nai)蝕合金 Inconel 625(0Cr22Ni61Mo9Nb4)和(he) Hastelloy C-276 (00Cr16Ni6cMo16W4)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕性能的比(bi)較。
從表5.8~表5.11可(ke)以看出(chu),高(gao)(gao)鉬量與(yu)高(gao)(gao)氮、高(gao)(gao)鉻量使(shi)654 SMO具有較Inconel 625更佳的耐點(dian)蝕、耐縫隙(xi)腐(fu)蝕性(xing)能(neng),而且(qie)在許多(duo)試驗條件(jian)下還可(ke)與(yu)Hastelloy C-276合金相當,甚至稍優。


表5.12列出了(le)兩種超級(ji)奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學性(xing)(xing)能。由于鋼(gang)(gang)中高(gao)鉬、高(gao)氮量(liang)的(de)(de)強化作(zuo)用(yong),超級(ji)奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)屈(qu)服強度約比普通(tong)鉻(ge)鎳奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)高(gao)50%,雖然塑、韌性(xing)(xing)稍(shao)有降低,但并不(bu)(bu)影(ying)響(xiang)超級(ji)奧(ao)(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)工程應用(yong)。

超級奧(ao)(ao)氏體不銹(xiu)鋼主要用于海洋開發(fa)、海水淡化(hua)、紙漿生產(chan)和煙氣脫硫裝置等領域。圖5.18系一種超級奧(ao)(ao)氏體不銹(xiu)鋼(德國牌號(hao) Cronifor 1925hMo,化(hua)學(xue)成分標(biao)號(hao) 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),在(zai)煙氣脫硫(FGD)條(tiao)件下(xia),使用范圍在(zai)50~70℃,并與幾種不銹(xiu)鋼和高(gao)鎳合金進行了比較。

由(you)于在超級奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼中鉻、鉬、氮量高,在冶(ye)金(jin)廠生產和(he)用(yong)戶使用(yong)此(ci)類鋼時的(de)難點是:冶(ye)煉時高氮量的(de)控制;鋼的(de)熱(re)塑性差,熱(re)加(jia)工工藝的(de)掌(zhang)握;在熱(re)加(jia)工、熱(re)處理(li)和(he)焊接過程中, χσ 相(xiang)等(deng)脆性相(xiang)易析出的(de)防止等(deng)。

