Cr-Ni系奧氏體不(bu)銹鋼以鎳為主要奧氏體化元素,鎳含量至少要在8%,最高可達30%。為保證鋼的不銹性和耐蝕性,鉻含量一般不低于17%。其基礎牌號為18-8型不銹鋼(gang),該鋼種的鉻、鎳含量分別為19%和10%,在氧化性介質中耐蝕性優良,在多種不太強的腐蝕性環境中也表現良好。為了提高其在各種不同使用條件下及較強腐蝕性環境中的耐蝕性能,鋼的合金成分在兩個方面進行發展和改進:一方面是提高鉻、鎳含量,鉻可以提高到25%以上,鎳甚至可達到30%;另一方面是向鋼中添加諸如鉬、銅、硅、氮、鈦和鈮等其他合金元素。該鋼種的碳含量一般都比較低,目前常用牌號的碳含量多低于8%,并且有越來越多的牌號達到超低碳(≤0.03%)甚至更低的水平(≤0.02%)。
18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼,隨著不同性能的差異,演變出12Cr17Ni7、12Cr18Ni9、Y12Cr18Ni9、06Cr19Ni10、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb、022Cr17Ni7、022Cr19Ni10、022Cr19Ni10N等牌號,各牌號成分上略有差異,用途也不盡相同(見表2-1-1)。

(1) 12Cr17Ni7鋼合金化程(cheng)度(du)最(zui)低。其(qi)最(zui)大(da)特點是(shi)組織具有(you)亞(ya)穩性(xing),冷作硬化能(neng)力最(zui)強,可(ke)根據(ju)不同強度(du)的要(yao)求(qiu),通過適當的變(bian)形(xing)處(chu)理,在1/4、1/2、3/4硬化態和固溶狀態下(xia)使用。但是(shi)強度(du)提高(gao)的同時,塑韌性(xing)明顯下(xia)降。同時,由于較高(gao)的碳含(han)量和較低的鉻含(han)量使得其(qi)耐蝕性(xing)能(neng)也較弱。
(2)12Cr18Ni9鋼(gang)中鉻、鎳含量均(jun)有提高(gao),因此材料為穩定的奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)。其(qi)特點(dian)是強(qiang)度稍低,但耐(nai)蝕性(xing)稍好。主要在(zai)退火狀態下使(shi)用,具有很高(gao)的室溫(wen)塑性(xing),易于冷成型,在(zai)耐(nai)蝕、耐(nai)熱(re)方面(mian)是最通用的一(yi)種奧(ao)氏體(ti)不銹鋼(gang)。
(3)Y12Cr18Ni9鋼(gang)特點(dian)是硫(liu)含量(liang)較高,因而改進了它的機加(jia)工性(xing)能,使之(zhi)成為易切削鋼(gang)。但由于硫(liu)含量(liang)的增(zeng)加(jia)導致鋼(gang)中MnS夾雜含量(liang)增(zeng)加(jia),其成型(xing)性(xing)和(he)耐蝕性(xing)比12Cr18Ni9鋼(gang)稍(shao)差(cha)。
(4)06Cr19Ni10鋼(gang)(gang)碳含(han)量(liang)(liang)小于0.08%,并適當提高了(le)鎳和(he)鉻(ge)含(han)量(liang)(liang),因此其耐(nai)蝕性能(neng)特別是耐(nai)晶間腐蝕性能(neng)優于12Cr17Ni7、12Cr18Ni9 和(he)Y12Cr18Ni9,力學性能(neng)與(yu)12Cr18Ni9鋼(gang)(gang)相(xiang)近。降低碳含(han)量(liang)(liang)雖(sui)提高了(le)抗晶間腐蝕的(de)能(neng)力,但在高溫下長期運行仍能(neng)引起晶間腐蝕。
(5)為完(wan)全避免晶(jing)間腐(fu)蝕的出(chu)現(xian),開發了06Cr18Ni11Ti和(he)06Cr18Ni11Nb鋼。這兩(liang)種鋼的特點(dian)是分別采(cai)用穩定化元素鈦和(he)鈮在(zai)(zai)適當(dang)(dang)熱處理(li)工藝下與鋼中的碳(tan)元素優先結(jie)合形成穩定的TiC和(he)NbC,從而阻止(zhi)富鉻碳(tan)化物在(zai)(zai)晶(jing)界的沉淀,使這兩(liang)種鋼具有(you)良好(hao)的抗晶(jing)間腐(fu)蝕的能力(li),其力(li)學性能與12Cr18Ni9和(he)06Cr19Ni10相當(dang)(dang)。
(6)國內在(zai)相當(dang)長一段時(shi)間(jian)內曾廣(guang)泛使(shi)用1Cr18Ni9Ti。1Cr18Ni9Ti是(shi)蘇聯軍(jun)工(gong)體系中(zhong)大量(liang)(liang)使(shi)用的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材料,包括飛機(ji)制(zhi)造、核潛艇制(zhi)造等,在(zai)歷(li)史(shi)上(shang)發(fa)揮過重要的(de)(de)(de)作(zuo)用。但是(shi),1Cr18Ni9Ti材料本(ben)身在(zai)設計時(shi)有(you)著先天(tian)的(de)(de)(de)缺陷。當(dang)時(shi)在(zai)沒(mei)有(you)爐外(wai)精煉(lian)技術的(de)(de)(de)特定歷(li)史(shi)條(tiao)件下,為解(jie)決晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕問題(ti),采用了鈦穩定化技術。但是(shi)由于鋼(gang)(gang)中(zhong)含鈦,很容(rong)易(yi)生(sheng)成TiN夾雜,導致此鋼(gang)(gang)在(zai)連鑄時(shi)發(fa)生(sheng)節瘤現象。更(geng)致命的(de)(de)(de)是(shi),TiN夾雜嚴重破壞不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)表(biao)面質量(liang)(liang),對于高表(biao)面質量(liang)(liang)要求的(de)(de)(de)軍(jun)工(gong)產品生(sheng)產,不(bu)得已(yi)(yi)進行表(biao)面修磨等處(chu)理。隨著冶金技術的(de)(de)(de)發(fa)展,工(gong)業(ye)生(sheng)產超低碳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)已(yi)(yi)經實現。為此,國外(wai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)標準(zhun)(zhun)中(zhong)早已(yi)(yi)把1Cr18Ni9Ti排除在(zai)外(wai)。我國不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)行業(ye)通過大量(liang)(liang)調研(yan)及(ji)工(gong)作(zuo),在(zai)最新的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)標準(zhun)(zhun)中(zhong)也將此鋼(gang)(gang)列為不(bu)推(tui)薦選用牌號。
(7)022Cr17Ni7、022Cr19Ni10分別在12Cr17Ni7、06Cr19Ni10牌號基礎上(shang),將碳含量(liang)降低(di)到0.03%以(yi)下,從(cong)而確保無晶間腐蝕。
(8)022Cr19Ni10N是在022Cr19Ni10基礎上(shang)添加0.1%~0.25%N,以提(ti)高力學性(xing)能和耐蝕(shi)性(xing)能。
在(zai)(zai)18-8型(xing)Cr-Ni系奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)體(ti)(ti)系中(zhong),鉻、鎳當(dang)量(liang)適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件下(xia),奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)會(hui)(hui)極(ji)其穩(wen)定(ding),同時(shi)由于(yu)相對簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中(zhong)間(jian)相,在(zai)(zai)適宜熱處理(li)制度下(xia),可以杜絕中(zhong)間(jian)相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu),從而保證基體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)為(wei)純奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)。這樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基體(ti)(ti)材料具有非(fei)常(chang)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)韌性(xing)(xing)(xing),并且可以在(zai)(zai)液氦以下(xia)溫度繼(ji)續(xu)保持,因而得到了廣泛應(ying)用。一(yi)般(ban)來說,19Cr-10Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分基本能保證奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)。當(dang)然(ran),由于(yu)制造工藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異(yi),在(zai)(zai)此類材料中(zhong)有時(shi)候會(hui)(hui)有少量(liang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)存在(zai)(zai)。18Cr-8Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)06Cr19Ni10 鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)完全固溶(rong)時(shi)也(ye)以奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)為(wei)主要基體(ti)(ti),但(dan)是在(zai)(zai)大變形和未充分固溶(rong)條件下(xia),會(hui)(hui)有少量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)存在(zai)(zai)。進一(yi)步降低(di)鉻、鎳含量(liang),比如17Cr-7Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)12Cr17Ni7不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),其奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)較差,也(ye)稱為(wei)亞穩(wen)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai),可以極(ji)大地(di)提高不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度。人們利用12Cr17Ni7不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這種特(te)性(xing)(xing)(xing),制造出(chu)高強度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)部件,廣泛應(ying)用于(yu)鐵(tie)路車廂、礦山設備等領域。
為了保證18-8型(xing)Cr-Ni系(xi)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)能,要(yao)求(qiu)其中(zhong)的(de)(de)碳含(han)量(liang)(liang)盡量(liang)(liang)低,由此(ci)發展(zhan)出了超低碳的(de)(de)022Cr17Ni7和(he)(he)022Cr19Ni10奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。碳含(han)量(liang)(liang)降低帶來(lai)耐(nai)蝕性(xing)能的(de)(de)提(ti)升,但同時材料的(de)(de)強(qiang)(qiang)度進一步(bu)降低。為了彌補這一弱勢,采用氮合金化技術以提(ti)高18-8型(xing)Cr-Ni系(xi)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)力學性(xing)能。含(han)氮18-8型(xing)Cr-Ni系(xi)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)因兼(jian)具高強(qiang)(qiang)度和(he)(he)良好的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing),迅(xun)速得到(dao)了用戶(hu)的(de)(de)認可。目前,在技術要(yao)求(qiu)許(xu)可的(de)(de)情況下,06Cr19Ni10N和(he)(he)022Cr19Ni10N 普遍(bian)替代了06Cr19Ni10和(he)(he)022Cr19Ni10。在核工程領域(yu),控氮型(xing)(N≤0.10%)Cr-Ni系(xi)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)更是得到(dao)了廣(guang)泛(fan)應用。
核(he)(he)反(fan)應(ying)堆(dui)(dui)用不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共同特點是:(1)較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能,主(zhu)要(yao)包括耐(nai)點蝕(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)、晶間(jian)腐蝕(shi)(shi)及(ji)動水腐蝕(shi)(shi);(2)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性(xing)(xing)能,既(ji)包括較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度,也要(yao)求(qiu)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑韌(ren)性(xing)(xing)以滿(man)足制造(zao)(zao)加工的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)和防止輻(fu)(fu)照脆化。因此,核(he)(he)反(fan)應(ying)堆(dui)(dui)用不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)均(jun)要(yao)求(qiu)較(jiao)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶粒度級別(bie)和完(wan)全固(gu)溶處(chu)理。隨著(zhu)氮(dan)在(zai)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有益作用被發現,含(han)氮(dan)和控氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)被廣泛(fan)應(ying)用于(yu)核(he)(he)反(fan)應(ying)堆(dui)(dui)建(jian)造(zao)(zao),特別(bie)是在(zai)堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)(jian)和一(yi)回路管路系統等(deng)(deng)核(he)(he)心(xin)設(she)備上,以彌補(bu)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)強度偏低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)足。含(han)氮(dan)/控氮(dan)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)在(zai)長(chang)期(qi)輻(fu)(fu)照下會脆化,且(qie)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同氮(dan)含(han)量對應(ying)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)(fu)照劑量。因此,對于(yu)用于(yu)堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)(jian)制造(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)含(han)量不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)允(yun)許超過0.10%。在(zai)我國(guo),當前控氮(dan)鋼(gang)種(zhong)主(zhu)要(yao)用于(yu)生(sheng)產制造(zao)(zao)核(he)(he)電站堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)(jian)和一(yi)、二、三級設(she)備等(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao),包括鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)(jian)、板(ban)材(cai)(cai)、棒材(cai)(cai)和管材(cai)(cai)等(deng)(deng),在(zai)核(he)(he)電站建(jian)造(zao)(zao)中作為關鍵結構(gou)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)之一(yi)發揮(hui)了(le)重大(da)作用。為滿(man)足核(he)(he)反(fan)應(ying)堆(dui)(dui)用不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)能要(yao)求(qiu),對材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冶(ye)金質量也提出了(le)嚴格(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu),如對影響(xiang)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)金屬(shu)夾雜物等(deng)(deng)級,對核(he)(he)運行環(huan)境下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈷(gu)、銅、硼元素含(han)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)限(xian)制等(deng)(deng)。堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)(jian)主(zhu)要(yao)由(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同尺寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)(jian)、板(ban)材(cai)(cai)、棒材(cai)(cai)和管材(cai)(cai)(包括異型管)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)加工而成,板(ban)材(cai)(cai)和鍛(duan)(duan)件(jian)(jian)(jian)占(zhan)其中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕大(da)部分(fen)。我國(guo)核(he)(he)電堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)體(ti)(ti)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)選用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)也是與Z3CN18-10與Z2CN19-10相當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)022Cr19Ni10N(控氮(dan)304型不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)),目(mu)前在(zai)我國(guo)二代核(he)(he)電、AP1000和華龍一(yi)號上廣泛(fan)應(ying)用。
奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中最重要的(de)鋼(gang)(gang)種(zhong),該(gai)類鋼(gang)(gang)是一(yi)種(zhong)十分優良的(de)材料,有極好(hao)的(de)抗腐蝕性和生(sheng)物(wu)相(xiang)容性,因而在化(hua)學(xue)工業(ye)、沿海、食(shi)品(pin)、生(sheng)物(wu)醫學(xue)、石油化(hua)工等領域(yu)中得(de)到(dao)廣泛(fan)應用。表(biao)2-1-2給出(chu)了(le)各牌號18-8型Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)典(dian)型應用領域(yu)。





至(zhi)德鋼業,我(wo)們根據您的(de)實際需求,給出參考(kao)建議,為您提(ti)供高性(xing)價比的(de)不銹(xiu)鋼管(guan)道及配件。

