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。鐵素體(ti)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(tong)的鐵素體不銹鋼


  鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)含鉻11%~30%的(de)(de)(de)(de)Fe-Cr合金(傳(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti))或(huo)Fe-Cr-Mo合金(超(chao)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)),加(jia)入(ru)鉬的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)為了提(ti)高(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)點蝕(shi)能力(li)(li)(li)。傳(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)400系列,可磁化(hua)。典型的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)牌號見表1-6。高(gao)(gao)鉻鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)具有很好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能,包(bao)括(kuo)耐(nai)氯離子應(ying)力(li)(li)(li)腐蝕(shi);鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)抗(kang)氧化(hua)能力(li)(li)(li)也很好,如(ru)446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中加(jia)人鋁或(huo)稀土元素(su)(su)時(shi),其抗(kang)氧化(hua)能力(li)(li)(li)會大大提(ti)高(gao)(gao)。熱(re)(re)處理不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)能提(ti)高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)硬(ying)度。盡(jin)管具有相同耐(nai)腐蝕(shi)能力(li)(li)(li),鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)成本要比奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)低(di)(di)(di),但(dan)(dan)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)還是(shi)(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)如(ru)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)應(ying)用(yong)得普遍。其原因是(shi)(shi):鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)成型性(xing)(xing)能差,韌性(xing)(xing)差,可焊(han)(han)性(xing)(xing)差。為了改善(shan)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)延伸(shen)(shen)性(xing)(xing)能,焊(han)(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)時(shi),有時(shi)選用(yong)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)焊(han)(han)條或(huo)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)填充材料,這樣(yang)雖(sui)解決了延伸(shen)(shen)性(xing)(xing)問題,但(dan)(dan)卻(que)降低(di)(di)(di)了焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)能力(li)(li)(li)。鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)有較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)導熱(re)(re)性(xing)(xing)能;較低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)膨(peng)脹系數及較低(di)(di)(di)的(de)(de)(de)(de)成本,因此,430(1Cr17)、443和446普遍應(ying)用(yong)于制造低(di)(di)(di)壓容器(qi)、高(gao)(gao)溫熱(re)(re)交換器(qi)。444是(shi)(shi)一個新的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)品(pin)種,含碳量比超(chao)低(di)(di)(di)碳級還低(di)(di)(di),加(jia)入(ru)鈦或(huo)鈷可抗(kang)敏化(hua),這個品(pin)種焊(han)(han)縫(feng)延伸(shen)(shen)性(xing)(xing)比傳(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)好。


表 6.jpg


  1Cr15(429) 該(gai)鋼具有良好(hao)的(de)耐腐蝕性(xing),其(qi)焊接(jie)性(xing)能比1Cr17(430)好(hao),用(yong)于建(jian)筑內裝修或制造重(zhong)油燃(ran)燒(shao)器(qi)部(bu)件(jian)、家用(yong)電器(qi)部(bu)件(jian)等(deng)。


  1Cr17(430)當(dang)鋼中碳含(han)量(liang)較高、鉻含(han)量(liang)較低時有一定數量(liang)的(de)珠光(guang)體。其室溫(wen)脆(cui)性較大。該鋼種在(zai)氧化性酸(suan)(suan)(suan)類(lei)溶液中有良(liang)好的(de)耐腐蝕性,尤其在(zai)稀硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)中,可用(yong)于(yu)制造(zao)(zao)生產硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)用(yong)化工(gong)設備,如吸收(shou)塔(ta)、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)熱交(jiao)換器(qi)、酸(suan)(suan)(suan)槽(cao)、輸(shu)送管道和儲罐,也可制造(zao)(zao)食(shi)品(pin)和釀造(zao)(zao)工(gong)業(ye)用(yong)容器(qi)、管道等(deng)。


二、新(xin)(舊)鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)


 現在市場上(shang)的鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼分(fen)為(wei)兩大類(lei),一類(lei)是新鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼,也叫超鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼;另一類(lei)是舊鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼,即(ji)傳(chuan)統鐵(tie)(tie)(tie)素(su)體不(bu)銹鋼,其組成與性能(neng)符(fu)合AISI標準,如表(biao)1-6所(suo)示。


三(san)、 新(超(chao))鐵素體(ti)不銹鋼(gang)


 新(超(chao))鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼開(kai)發(fa)背景 316不(bu)銹鋼被(bei)認為是(shi)(shi)最耐(nai)腐蝕的(de)普通奧氏體(ti)不(bu)銹鋼,但是(shi)(shi),它(ta)還(huan)是(shi)(shi)不(bu)耐(nai)海(hai)(hai)水(shui)腐蝕。盡管銅鎳(nie)合金(jin)、鎳(nie)基合金(jin)或鈦(tai)合金(jin)可以耐(nai)海(hai)(hai)水(shui)腐蝕,但是(shi)(shi)它(ta)們的(de)價(jia)錢(qian)太高。因此(ci),開(kai)發(fa)一(yi)種能耐(nai)海(hai)(hai)水(shui)腐蝕的(de)低(di)價(jia)格鋼材就很有(you)必要,新(超(chao))鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼就是(shi)(shi)在(zai)這(zhe)種背景下開(kai)發(fa)出來的(de)。在(zai)這(zhe)類不(bu)銹鋼中,用(yong)鉬穩(wen)定鋼材表面的(de)氧化膜(mo)。從(cong)1980年開(kai)始,高性能新(超(chao))鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹鋼開(kai)始在(zai)海(hai)(hai)水(shui)冷卻的(de)蒸汽冷凝器(qi)中使用(yong)。


 新(xin)(超)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不銹鋼是(shi)在鐵(tie)(tie)-鉻不銹鋼的(de)(de)(de)化學組成中加(jia)入鉬,以改(gai)善(shan)其耐(nai)點蝕能(neng)力,加(jia)入鈦或(huo)鈮(ni)以改(gai)善(shan)其耐(nai)晶間腐(fu)蝕能(neng)力。新(xin)(超)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不銹鋼的(de)(de)(de)最大優點是(shi)其耐(nai)氯離(li)子(zi)應力腐(fu)蝕,耐(nai)其他(ta)腐(fu)蝕的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)也較(jiao)好。在先(xian)進的(de)(de)(de)冶煉技術(shu)應用以前,鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不銹鋼有較(jiao)高水平的(de)(de)(de)填(tian)隙(xi)原(yuan)子(zi)-碳(tan)和(he)(he)(he)氮,所以其可加(jia)工性(xing)(xing)、韌性(xing)(xing)和(he)(he)(he)抗(kang)蝕性(xing)(xing)能(neng)都受到(dao)限制(zhi)。采用先(xian)進的(de)(de)(de)冶煉技術(shu)(如AOD、VIM、VOD等)后(hou),新(xin)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體不銹鋼含(han)有高的(de)(de)(de)鉻元素(su)(su),低(di)的(de)(de)(de)填(tian)隙(xi)原(yuan)子(zi);在精煉階(jie)段,盡力降低(di)填(tian)隙(xi)原(yuan)子(zi)含(han)量或(huo)加(jia)入鈦和(he)(he)(he)鈮(ni)去束(shu)縛碳(tan)和(he)(he)(he)氮原(yuan)子(zi)。


四、合金化(hua)學組成


   新(超(chao))鐵素體不銹鋼含鉻高達29%,含鉬4%,有些品種含鎳3.5%,具(ju)有完(wan)整的鐵素體顯(xian)微結構,常用的新(超(chao))準素體不銹鋼有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)鐵素體不銹鋼(gang)的應用


  新(xin)(超)鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)大量應用(yong)于電廠冷凝器、海水處理與含氯離(li)子溶液(ye)的熱(re)交換器中(zhong),18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼(gang)在(zai)石化工業、化學(xue)工業也得應用(yong)。因為E-Brite26-1含鉻(ge)量大,所以其在(zai)高溫狀態(tai)下抗氧化、耐硫(liu)化性能好,可用(yong)于空(kong)氣預(yu)熱(re)、煙氣余熱(re)回收(shou)等場合(he)。