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(chuan)統的鐵素體不(bu)銹鋼
鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是含鉻11%~30%的(de)(de)(de)(de)(de)Fe-Cr合(he)金(傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))或(huo)(huo)Fe-Cr-Mo合(he)金(超鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)),加(jia)(jia)入鉬的(de)(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)(de)是為了(le)提高不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力。傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)是400系列,可磁(ci)化(hua)。典型(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)牌號見(jian)表1-6。高鉻鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)具有很(hen)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng),包(bao)括耐(nai)(nai)(nai)氯離(li)子應(ying)力腐(fu)蝕(shi)(shi);鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)抗氧化(hua)能(neng)(neng)力也(ye)很(hen)好(hao),如446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中加(jia)(jia)人鋁或(huo)(huo)稀土元素(su)(su)(su)(su)時,其抗氧化(hua)能(neng)(neng)力會(hui)大大提高。熱處理不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)提高鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)硬度。盡(jin)管具有相同耐(nai)(nai)(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力,鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)要(yao)比(bi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)低(di)(di),但鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)還是不(bu)(bu)(bu)(bu)如奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)應(ying)用(yong)得普遍。其原因(yin)是:鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)性(xing)能(neng)(neng)差(cha)(cha),韌性(xing)差(cha)(cha),可焊(han)性(xing)差(cha)(cha)。為了(le)改善鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)延伸(shen)性(xing)能(neng)(neng),焊(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)時,有時選用(yong)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)焊(han)條或(huo)(huo)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)填(tian)充材料,這(zhe)樣雖(sui)解決了(le)延伸(shen)性(xing)問(wen)題,但卻降(jiang)低(di)(di)了(le)焊(han)縫的(de)(de)(de)(de)(de)抗腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)力。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)有較高的(de)(de)(de)(de)(de)導熱性(xing)能(neng)(neng);較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)熱膨脹(zhang)系數及較低(di)(di)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben),因(yin)此,430(1Cr17)、443和(he)446普遍應(ying)用(yong)于制(zhi)造低(di)(di)壓容器、高溫熱交(jiao)換器。444是一(yi)個(ge)新的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)品種,含碳(tan)量比(bi)超低(di)(di)碳(tan)級還低(di)(di),加(jia)(jia)入鈦或(huo)(huo)鈷可抗敏化(hua),這(zhe)個(ge)品種焊(han)縫延伸(shen)性(xing)比(bi)傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)好(hao)。

1Cr15(429) 該鋼具有良好的(de)耐腐蝕(shi)性,其焊接(jie)性能比1Cr17(430)好,用于建筑內(nei)裝修或制造重油燃燒(shao)器(qi)部(bu)件、家用電(dian)器(qi)部(bu)件等。
1Cr17(430)當(dang)鋼(gang)中(zhong)碳含(han)量(liang)較(jiao)高、鉻含(han)量(liang)較(jiao)低時有一定數量(liang)的珠光體。其(qi)室溫(wen)脆性(xing)較(jiao)大。該(gai)鋼(gang)種在(zai)氧化(hua)(hua)性(xing)酸類(lei)溶(rong)液中(zhong)有良好的耐腐蝕性(xing),尤其(qi)在(zai)稀硝酸中(zhong),可用于(yu)制造(zao)(zao)生產硝酸用化(hua)(hua)工設備(bei),如吸收塔、硝酸熱交換器(qi)、酸槽、輸送(song)管(guan)道(dao)(dao)和(he)儲罐(guan),也可制造(zao)(zao)食(shi)品(pin)和(he)釀造(zao)(zao)工業(ye)用容器(qi)、管(guan)道(dao)(dao)等。
二、新(舊)鐵(tie)素體不銹鋼(gang)
現(xian)在市場上的鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)分為兩大類(lei),一(yi)類(lei)是新鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),也叫超鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang);另一(yi)類(lei)是舊鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),即傳統鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),其組成與性能符(fu)合AISI標準,如表(biao)1-6所示。
三、 新(超(chao))鐵素(su)體不銹(xiu)鋼
新(超)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)開(kai)發(fa)背景(jing) 316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)被(bei)認為是(shi)最耐(nai)腐蝕(shi)(shi)的普(pu)通奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),但是(shi),它還(huan)是(shi)不(bu)耐(nai)海水腐蝕(shi)(shi)。盡管(guan)銅鎳(nie)合金(jin)、鎳(nie)基合金(jin)或鈦合金(jin)可(ke)以耐(nai)海水腐蝕(shi)(shi),但是(shi)它們的價(jia)(jia)錢太高(gao)。因(yin)此(ci),開(kai)發(fa)一(yi)種能耐(nai)海水腐蝕(shi)(shi)的低價(jia)(jia)格(ge)鋼(gang)材(cai)就很有必要,新(超)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)就是(shi)在這種背景(jing)下開(kai)發(fa)出來的。在這類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong),用(yong)鉬穩定(ding)鋼(gang)材(cai)表面(mian)的氧(yang)化膜。從1980年開(kai)始(shi),高(gao)性能新(超)鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)開(kai)始(shi)在海水冷卻的蒸汽冷凝器中(zhong)使(shi)用(yong)。
新(超)鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)在鐵(tie)-鉻不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)化學組(zu)成中加(jia)入鉬,以(yi)(yi)改善其耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)能力(li),加(jia)入鈦或鈮以(yi)(yi)改善其耐(nai)(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)能力(li)。新(超)鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)最(zui)大優(you)點(dian)是(shi)其耐(nai)(nai)氯離子(zi)(zi)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi),耐(nai)(nai)其他腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)性(xing)能也較(jiao)好。在先(xian)(xian)進的(de)冶煉技術應用以(yi)(yi)前,鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有較(jiao)高(gao)水平的(de)填隙(xi)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)-碳(tan)(tan)和(he)氮,所(suo)以(yi)(yi)其可加(jia)工性(xing)、韌性(xing)和(he)抗蝕(shi)(shi)性(xing)能都受到限制。采用先(xian)(xian)進的(de)冶煉技術(如AOD、VIM、VOD等)后(hou),新的(de)鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼含(han)有高(gao)的(de)鉻元素(su),低(di)的(de)填隙(xi)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi);在精(jing)煉階(jie)段,盡(jin)力(li)降低(di)填隙(xi)原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)含(han)量(liang)或加(jia)入鈦和(he)鈮去束縛碳(tan)(tan)和(he)氮原(yuan)(yuan)子(zi)(zi)。
四、合金(jin)化學(xue)組成
新(超(chao))鐵(tie)素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼含(han)鉻高達29%,含(han)鉬4%,有些品種含(han)鎳3.5%,具(ju)有完(wan)整的(de)鐵(tie)素(su)體顯微結構,常用的(de)新(超(chao))準(zhun)素(su)體不(bu)銹(xiu)(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(wu)、新(超)鐵素(su)體不銹鋼的應用
新(超)鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)大量應(ying)(ying)用于電廠冷凝器、海(hai)水處理與(yu)含氯離(li)子溶液的熱交(jiao)換(huan)器中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵素(su)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在石化工業、化學(xue)工業也得應(ying)(ying)用。因為E-Brite26-1含鉻(ge)量大,所以其在高溫(wen)狀態下(xia)抗氧(yang)化、耐硫化性能(neng)好(hao),可用于空氣預熱、煙氣余熱回收等場(chang)合。

