在第二次世界大戰后不久繁榮起來的肥料、化學纖維工業中，由于很多情況下需要處理硫酸、硫鹽酸、紡絲液，所以316不銹鋼等含鉬的奧氏體不銹(xiu)鋼，沒有在美國標準中出現含鉬和銅的奧氏體不銹鋼，現在的SUS316J1不銹鋼以及日本各公司獨立開發的高鎳耐腐蝕性不銹鋼等都被廣泛的應用。一般認為添加鉬銅的不銹鋼最先是由德國開發的，日本各個公司的高鎳不銹鋼也是參考德國Krupp公司開發的耐硫酸V16A鋼（18Cr-18Ni-2Mo-2Cu）等又進行了日本國產化的產品。此外，對于美國開發的Carpenter20(20Cr-30Ni-2Mo-3Cu)和Worthite(20Cr-24Ni-3Si-3Mo-2Cu),也實現了日本國產化從而被廣泛使用。1950年3月，日本根據經濟安定本部的化學工業發展計劃，在日本商工省主辦的不銹鋼座談會上，提出了一份不銹鋼的預期需求量約為3300t/a的細目，不銹鋼材料在用于化學肥料和有機合成共占了70%以上，用于化學成套設備的占壓倒性多數，特別是316不銹鋼需求量最多。圖3.1 顯示了1951年~1958年不銹鋼各種滾軋鋼材的產量，1951年316L不銹鋼占總產量6427噸的34.2%，此后雖然受到經濟變化的影響，任然能達到10%~16%。該圖中還能看到其他鋼種的變化，特別是13Cr系列不銹鋼產量直線上升，1957年~1958年達到了總體的45%，這是因為其中大約一半都作為日本出口西餐餐具用材料供應給日本新瀉縣。


表 2.jpg


  20世紀50年代后半期，紙漿工業對不銹鋼需求增強，特別是在強腐蝕環境中，由于當時采用了蒸解紙漿原料時使用亞硫酸鹽的SP法，所以除了漂白工序以外，在蒸解工序中也大量使用不銹鋼，特別是316不銹鋼和317L不銹鋼。與初期處于處理其他酸的成套設備一樣，雖然利用焊接后固溶溫度下的熱處理、急冷等方法進行處理，但這種用途也存在晶間腐蝕問題，此后蒸汽溶解釜就固定使用316L不銹鋼和316L不銹鋼復合(he)板。此外近年來使用堿的蒸解KP法成為主流，由于腐蝕性較弱，蒸解釜所使用的不銹鋼，其主體也變成為了304或304L不銹鋼。可是在漂白工序中，有時候也會暴露在腐蝕性極為強烈的條件下，所有316不銹鋼是不夠的，有時候也會使用317L不銹鋼甚至是 Hastelloy 碳或鈦。

 

  表3.3 中列舉了1960年以前日本的不銹鋼專門生產廠商開發、制造的耐腐蝕特殊不銹鋼的成分，其中大多數是把歐洲開發的鋼種通過在日本化學成套設備上的使用、改良后獲得的，特別是高Cr-高Ni-Mo-Cu鋼和Cr-Ni-高Mo鋼被認為是日本的生產廠商把在德國用于化學成套設備上的不銹鋼改良成日本國內用鋼后獲得的。此外，表3.3中把鉻降低到10%左右的鋼種，是作為耐鹽酸不銹鋼被制造的，但是由于最初其耐鹽酸性還不是十分充分，所以并未被大規模利用。針對這個耐鹽酸性問題，除了非金屬材料以外，作為金屬材料使用了 Hastelloy B(Ni-30Mo)、Hastelloy C（Ni-16Cr-16Mo)等鎳合金，此后也使用了鉭和鋯。


表 3.jpg


  對于上述不銹鋼難以抵抗的環境，作為針對非氧化性酸的金屬材料，人們使用鎳合金，Illium(Cr20%以上，含多量 Mo、Cu的Ni合金）以及 Hastelloy B(Ni-30Mo)、Hastelloy C(Ni-16Cr-16Mo)等，這些也是國外開發又在20世紀60年代初之前被日本國產化了的。此后，又開發、制造了一系列日本版鋼材，如把美國開發的Carpenter 20合金的鎳含量控制在33%~35%,針對高溫硫酸改善了耐腐蝕性的不銹鋼（Carpenter 20Cb-3)以及含鎳較多的 Incoloy 825(20Cr-40Ni-3Mo-2Cu當時被稱做Nionel)等。可是，不怎么增加鎳量，而是通過增加鉻的含量來提高耐腐蝕性的鋼，如25Cr-30Ni-5Mo-1.4Cu(STC85A)8]、20Cr-40Ni-12Mo(NARLOY-3)分別于1964年和1967年在日本國內被開發。前者與Car-penter 20相比，含有較多的鉻而Mo、Cu較少，具有更強的耐硫酸性；后者是將Hastelloy C的鎳含量減少的合金，通過提高鉻含量，在含有氧化酸以及氧化劑的非氧化酸環境中，可以發揮出優于Hastelloy C的耐腐蝕性。


 另(ling)外，為了節約(yue)奧(ao)氏體不銹(xiu)(xiu)鋼中的鎳(nie)(nie)含量，由(you)奧(ao)氏體和(he)(he)鐵素體兩相(xiang)所(suo)(suo)組成的不銹(xiu)(xiu)鋼，在(zai)(zai)20世紀(ji)30年(nian)代(dai)，作(zuo)為耐晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)被(bei)(bei)歐(ou)洲開(kai)發(fa)出來，美國(guo)也(ye)投入了生產，不過(guo)由(you)于(yu)在(zai)(zai)制(zhi)造(zao)上存在(zai)(zai)一(yi)定的困難，所(suo)(suo)以主要(yao)作(zuo)為鑄件(jian)被(bei)(bei)使用(yong)，在(zai)(zai)各國(guo)也(ye)被(bei)(bei)標準化(hua)(hua)(hua)。日(ri)本也(ye)于(yu)1950年(nian)左右(you)制(zhi)造(zao)出相(xiang)當于(yu)美國(guo)AISI329的雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼鑄件(jian)，雖然它可以替代(dai)316不銹(xiu)(xiu)鋼且可節鎳(nie)(nie)的不銹(xiu)(xiu)鋼十分引(yin)人(ren)關注(zhu)，也(ye)被(bei)(bei)用(yong)于(yu)化(hua)(hua)(hua)學(xue)工(gong)業(ye)，但是(shi)由(you)于(yu)其(qi)焊接部位存在(zai)(zai)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性和(he)(he)韌性的問題，是(shi)其(qi)用(yong)途被(bei)(bei)縮小。此后(hou)人(ren)們清楚了鎳(nie)(nie)鉻硅錳鉬(mu)(mu)等元素影響鑄件(jian)對硫(liu)(liu)酸(suan)的耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性，而鎳(nie)(nie)鉬(mu)(mu)鉻會影響板(ban)材耐硫(liu)(liu)酸(suan)性。隨后(hou)開(kai)發(fa)通過(guo)低碳化(hua)(hua)(hua)和(he)(he)添加氮來改善焊接部分耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性和(he)(he)韌性的雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼25Cr-5Ni-1.5Mo-N鋼（NTKR-4）并(bing)于(yu)1969年(nian)其(qi)板(ban)材投入工(gong)業(ye)性生產，這種鋼被(bei)(bei)作(zuo)為SUS321J1，在(zai)(zai)1972年(nian)被(bei)(bei)JIS所(suo)(suo)采用(yong)。


 伴隨著(zhu)各個(ge)領域的(de)(de)(de)(de)(de)(de)飛速發(fa)展(zhan)，環境(jing)污(wu)染問(wen)題產(chan)生了，1963年(nian)日(ri)本制定(ding)了防止大(da)氣污(wu)染法和防止水(shui)質污(wu)染法。針對(dui)(dui)環境(jing)負荷的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)嚴格起來，所以(yi)1965年(nian)以(yi)后(hou)，對(dui)(dui)用(yong)于(yu)(yu)處(chu)理(li)這(zhe)些(xie)問(wen)題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)機器(qi)，特別是(shi)用(yong)于(yu)(yu)排(pai)煙(yan)脫(tuo)硫(liu)(liu)設(she)(she)備(bei)(bei)和汽車排(pai)氣系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼(gang)展(zhan)開(kai)了研究(jiu)，并(bing)投入使(shi)用(yong)。對(dui)(dui)排(pai)脫(tuo)硫(liu)(liu)設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)設(she)(she)計制造始于(yu)(yu)1968年(nian)左右(you)，并(bing)迅速擴展(zhan)到各工業領域。到1976年(nian)為(wei)止，日(ri)本國內次類設(she)(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數達(da)到大(da)約1100套。此(ci)后(hou)雖然數量緩慢下降，可是(shi)處(chu)理(li)能力(li)卻(que)獲(huo)得了實在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高。排(pai)煙(yan)脫(tuo)硫(liu)(liu)方式(shi)(shi)有濕式(shi)(shi)和干式(shi)(shi)兩種(zhong)，濕式(shi)(shi)法為(wei)主流(liu)，但是(shi)優雅暴(bao)露在(zai)包含(han)氯離(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)嚴酷環境(jing)中(zhong)，而這(zhe)種(zhong)氯離(li)(li)子又是(shi)從硫(liu)(liu)酸、亞硫(liu)(liu)酸以(yi)及煤氣中(zhong)散(san)發(fa)出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，所有不銹鋼(gang)被(bei)大(da)量采(cai)用(yong)。在(zai)腐(fu)蝕(shi)形態(tai)方面，有全(quan)面腐(fu)蝕(shi)、點腐(fu)蝕(shi)、間(jian)隙腐(fu)蝕(shi)以(yi)及應力(li)腐(fu)蝕(shi)，甚至侵蝕(shi)與腐(fu)蝕(shi)這(zhe)些(xie)都成為(wei)很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。被(bei)腐(fu)蝕(shi)特別嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)(she)備(bei)(bei)是(shi)冷卻(que)塔、吸收塔等，在(zai)PH為(wei)中(zhong)性以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)個(ge)別地(di)方會采(cai)用(yong)304或(huo)304L不銹鋼(gang)，在(zai)更為(wei)接近(jin)酸性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境(jing)中(zhong)采(cai)用(yong)316L不銹鋼(gang)，此(ci)外317L和雙(shuang)相不銹鋼(gang)多用(yong)于(yu)(yu)當時利(li)用(yong)威耳(er)曼法建設(she)(she)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)排(pai)煙(yan)脫(tuo)硫(liu)(liu)設(she)(she)備(bei)(bei)，這(zhe)種(zhong)雙(shuang)相不銹鋼(gang)也于(yu)(yu)1972年(nian)作為(wei)SUS329J1被(bei)規定(ding)于(yu)(yu)JIS標準中(zhong)。


  1970年以(yi)(yi)后，作(zuo)為(wei)耐(nai)(nai)點(dian)腐蝕性(xing)的(de)(de)合(he)金元素，氮的(de)(de)效果受到矚目(mu)。作(zuo)為(wei)添(tian)加(jia)了氮的(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)腐蝕奧(ao)氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼，20世紀70年代前半期開發(fa)了21Cr-12Ni2-2.5Cu-0.2N鋼（NAS124L）以(yi)(yi)及25Cr-13Ni-0.7Mo-0.3N鋼（YUS170）。為(wei)了節約鉬，這(zhe)些鋼在(zai)(zai)增加(jia)鉻(ge)含量的(de)(de)同時(shi)，添(tian)加(jia)了奧(ao)氏(shi)(shi)體生產元素氮，目(mu)的(de)(de)是(shi)替代鎳(nie)并提高(gao)鋼的(de)(de)耐(nai)(nai)點(dian)腐蝕性(xing)。其耐(nai)(nai)酸性(xing)也(ye)(ye)優于SUS316不(bu)銹鋼管，特別(bie)是(shi)排煙脫硫設(she)備的(de)(de)洗滌塔那樣的(de)(de)存在(zai)(zai)不(bu)純物質氯化(hua)物的(de)(de)環(huan)境中，比SUS329J1更為(wei)優越，所以(yi)(yi)也(ye)(ye)有一些成套設(she)備使用這(zhe)些鋼。在(zai)(zai)雙相不(bu)銹鋼中也(ye)(ye)是(shi)如此，在(zai)(zai)帶材生產過程(cheng)中造成一定問題的(de)(de)熱加(jia)工性(xing)已經改善，鉬含量多(duo)于SUS329J1，進一步提高(gao)耐(nai)(nai)點(dian)腐蝕性(xing)的(de)(de)2205不(bu)銹鋼，以(yi)(yi)及瑞(rui)典開發(fa)的(de)(de)S32205在(zai)(zai)日(ri)本均(jun)實現了國產化(hua)。這(zhe)些鋼不(bu)僅耐(nai)(nai)點(dian)腐蝕性(xing)強，而且(qie)耐(nai)(nai)酸性(xing)也(ye)(ye)十分出眾，所以(yi)(yi)被(bei)廣泛利(li)用，1984年作(zuo)為(wei)SUS329J2L被(bei)規定在(zai)(zai)JIS標準中。


 1979年(nian)鉬原(yuan)料(liao)價格的(de)(de)(de)(de)暴漲(zhang)，以此為契機，節省鉬的(de)(de)(de)(de)特(te)(te)殊鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)開發(fa)十(shi)分盛行。作(zuo)為耐(nai)酸(suan)(suan)(suan)(suan)性不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，1980年(nian)開發(fa)了增加了硅、銅的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)，對(dui)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、磷(lin)酸(suan)(suan)(suan)(suan)、醋(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)性優于(yu)SUS316不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。另(ling)外，開發(fa)了增加銅、鉬的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)，不(bu)(bu)(bu)(bu)提高(gao)(gao)鎳(nie)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)經濟(ji)性耐(nai)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)YUS260和(he)NAS115N。這些鋼(gang)(gang)比(bi)Carpenter20等到(dao)現在(zai)(zai)為止的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)鎳(nie)耐(nai)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)奧氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)更為廉價，特(te)(te)別是(shi)在(zai)(zai)煙(yan)囪中遇(yu)到(dao)的(de)(de)(de)(de)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)露(lu)點腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)下具有較強耐(nai)腐蝕(shi)性。最近，作(zuo)為能夠抵抗(kang)高(gao)(gao)溫高(gao)(gao)濃度(du)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)，制造(zao)、焊接加工都比(bi)較容易的(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，還(huan)開發(fa)了含(han)有高(gao)(gao)硅、添加鈀的(de)(de)(de)(de)NAC6SI不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)。我們期(qi)待能開發(fa)出這樣(yang)一種用于(yu)硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)成套設備的(de)(de)(de)(de)耐(nai)腐蝕(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，即(ji)在(zai)(zai)100℃的(de)(de)(de)(de)98-99%粗制硫(liu)(liu)(liu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)流動(dong)的(de)(de)(de)(de)管(guan)道以及即(ji)使在(zai)(zai)加熱到(dao)200℃時也具有耐(nai)腐蝕(shi)性，能代(dai)替耐(nai)酸(suan)(suan)(suan)(suan)磚和(he)高(gao)(gao)鉻鑄鐵。


 1976年(nian)瑞(rui)典開發了高鉬且添(tian)加(jia)了氮的(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)20Cr-18Ni-6Mo-0.2N鋼(gang)(gang)(gang)(gang)及254SMO不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)管(guan)，這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中，屬于(yu)耐(nai)點蝕(shi)(shi)性十分優越(yue)的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種，代替了從(cong)前的(de)鎳(nie)(nie)合(he)金，在(zai)(zai)多種環(huan)境中均可使(shi)(shi)用。所以(yi)日(ri)本各個公司都在(zai)(zai)開發類似的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種或(huo)者改良的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種，1991年(nian)修正(zheng)JIS標準時(shi)作(zuo)(zuo)為SUS317J4L（以(yi)后改稱為SUS836L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)）被標準化。由于(yu)腐蝕(shi)(shi)性過于(yu)強烈(lie)到現在(zai)(zai)為止一直使(shi)(shi)用Hastelloy C等鎳(nie)(nie)基耐(nai)腐蝕(shi)(shi)合(he)金或(huo)鈦的(de)設備，是這種鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)使(shi)(shi)用對(dui)象(xiang)，作(zuo)(zuo)為廉價的(de)材料，其(qi)適(shi)用領域有可能進一步擴展，也可用于(yu)漂白工序或(huo)發生(sheng)鹽酸露點腐蝕(shi)(shi)的(de)地方。



表3.4 中列(lie)舉(ju)了(le)如今日本各公司生產的主要耐腐蝕(shi)奧氏體(ti)不銹鋼。