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(su)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、傳統的鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)鋼


  鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)含鉻(ge)(ge)11%~30%的(de)(de)(de)Fe-Cr合(he)金(傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合(he)金(超鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)),加入鉬的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是(shi)為了(le)提高(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)(shi)能(neng)力(li)(li)。傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)400系列,可(ke)磁化。典型(xing)的(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)牌號(hao)見表(biao)1-6。高(gao)(gao)鉻(ge)(ge)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具有很(hen)好的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng),包括耐(nai)氯(lv)離子應(ying)力(li)(li)腐蝕(shi)(shi);鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)氧化能(neng)力(li)(li)也很(hen)好,如(ru)(ru)446不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)加人鋁或(huo)稀(xi)土元(yuan)素(su)(su)(su)(su)時,其(qi)抗(kang)(kang)氧化能(neng)力(li)(li)會大大提高(gao)(gao)。熱處理不(bu)(bu)(bu)能(neng)提高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)硬度。盡管具有相同(tong)耐(nai)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力(li)(li),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)本(ben)要比奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)低(di),但(dan)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應(ying)用還是(shi)不(bu)(bu)(bu)如(ru)(ru)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)應(ying)用得普遍。其(qi)原因是(shi):鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)成(cheng)型(xing)性(xing)能(neng)差,韌性(xing)差,可(ke)焊(han)(han)性(xing)差。為了(le)改善鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)縫的(de)(de)(de)延(yan)伸性(xing)能(neng),焊(han)(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)時,有時選用奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)條或(huo)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)填充材料,這樣雖解決了(le)延(yan)伸性(xing)問題,但(dan)卻降(jiang)低(di)了(le)焊(han)(han)縫的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)腐蝕(shi)(shi)能(neng)力(li)(li)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)導熱性(xing)能(neng);較低(di)的(de)(de)(de)熱膨脹系數及較低(di)的(de)(de)(de)成(cheng)本(ben),因此,430(1Cr17)、443和446普遍應(ying)用于制造低(di)壓容器、高(gao)(gao)溫熱交換器。444是(shi)一個(ge)新的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)品種,含碳量比超低(di)碳級還低(di),加入鈦或(huo)鈷可(ke)抗(kang)(kang)敏(min)化,這個(ge)品種焊(han)(han)縫延(yan)伸性(xing)比傳(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)好。


表 6.jpg


  1Cr15(429) 該鋼(gang)具有(you)良好的耐腐蝕性,其焊接性能比(bi)1Cr17(430)好,用于建筑(zhu)內(nei)裝修或制(zhi)造重油(you)燃(ran)燒器部件(jian)、家用電(dian)器部件(jian)等(deng)。


  1Cr17(430)當鋼(gang)中(zhong)碳(tan)含量較(jiao)高、鉻含量較(jiao)低時有(you)一(yi)定數量的(de)(de)珠光體。其(qi)室溫脆(cui)性較(jiao)大(da)。該鋼(gang)種在(zai)氧化(hua)性酸(suan)(suan)類溶液(ye)中(zhong)有(you)良好的(de)(de)耐腐蝕(shi)性,尤其(qi)在(zai)稀(xi)硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)中(zhong),可(ke)用(yong)于制造生產硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)用(yong)化(hua)工設備,如吸收塔(ta)、硝(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)熱交換(huan)器、酸(suan)(suan)槽(cao)、輸送管道(dao)(dao)和儲(chu)罐,也(ye)可(ke)制造食(shi)品和釀造工業用(yong)容(rong)器、管道(dao)(dao)等。


二、新(xin)(舊)鐵素體不銹鋼


 現在市場上的鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)分為兩大類,一類是新(xin)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang),也叫超鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang);另一類是舊鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang),即傳統(tong)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang),其組(zu)成與性能符合AISI標(biao)準,如表1-6所示(shi)。


三、 新(超(chao))鐵素體不銹(xiu)鋼


 新(xin)(超(chao))鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開(kai)(kai)(kai)發背景 316不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)被認為(wei)是(shi)(shi)最耐(nai)(nai)腐蝕(shi)的普通奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),但是(shi)(shi),它(ta)還是(shi)(shi)不(bu)(bu)耐(nai)(nai)海(hai)(hai)(hai)水(shui)腐蝕(shi)。盡管(guan)銅鎳(nie)合金(jin)、鎳(nie)基合金(jin)或鈦合金(jin)可以耐(nai)(nai)海(hai)(hai)(hai)水(shui)腐蝕(shi),但是(shi)(shi)它(ta)們的價(jia)錢(qian)太高。因此,開(kai)(kai)(kai)發一種能耐(nai)(nai)海(hai)(hai)(hai)水(shui)腐蝕(shi)的低價(jia)格(ge)鋼(gang)(gang)材就很有必(bi)要,新(xin)(超(chao))鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就是(shi)(shi)在(zai)這種背景下開(kai)(kai)(kai)發出來的。在(zai)這類(lei)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,用鉬穩定鋼(gang)(gang)材表面的氧化(hua)膜。從(cong)1980年開(kai)(kai)(kai)始,高性能新(xin)(超(chao))鐵素(su)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開(kai)(kai)(kai)始在(zai)海(hai)(hai)(hai)水(shui)冷卻的蒸汽(qi)冷凝器中使用。


 新(xin)(超(chao))鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼是(shi)(shi)在鐵(tie)-鉻(ge)不銹(xiu)鋼的(de)化學組成中加(jia)入鉬,以(yi)改(gai)善(shan)其(qi)耐(nai)點蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li),加(jia)入鈦(tai)(tai)或(huo)鈮以(yi)改(gai)善(shan)其(qi)耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)。新(xin)(超(chao))鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼的(de)最(zui)大優點是(shi)(shi)其(qi)耐(nai)氯離(li)子(zi)(zi)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi),耐(nai)其(qi)他腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)也較(jiao)好。在先進的(de)冶煉技(ji)術應用(yong)以(yi)前,鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼有較(jiao)高水平的(de)填(tian)(tian)隙(xi)(xi)原(yuan)子(zi)(zi)-碳(tan)和氮,所以(yi)其(qi)可加(jia)工性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)和抗蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)都受到限制。采(cai)用(yong)先進的(de)冶煉技(ji)術(如AOD、VIM、VOD等)后,新(xin)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼含有高的(de)鉻(ge)元素(su)(su),低的(de)填(tian)(tian)隙(xi)(xi)原(yuan)子(zi)(zi);在精煉階段,盡力(li)降低填(tian)(tian)隙(xi)(xi)原(yuan)子(zi)(zi)含量或(huo)加(jia)入鈦(tai)(tai)和鈮去束縛碳(tan)和氮原(yuan)子(zi)(zi)。


四、合金化學組成


   新(超(chao))鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼含鉻(ge)高達29%,含鉬4%,有些品(pin)種含鎳3.5%,具有完整的鐵素(su)體(ti)顯微結構(gou),常用的新(超(chao))準素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼有18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。


五、新(超)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)的應用


  新(超)鐵素體不銹鋼大量應用于(yu)電廠冷凝器、海水處(chu)理與含(han)氯離子溶液的熱(re)交換(huan)器中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵素體不銹鋼在(zai)石化工業(ye)、化學工業(ye)也得應用。因為E-Brite26-1含(han)鉻量大,所以(yi)其(qi)在(zai)高溫狀態下抗氧化、耐硫化性能好,可用于(yu)空氣預熱(re)、煙氣余熱(re)回收等場合。