當鉻鎳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的耐點蝕當量值≥40%時,便可稱為超級奧(ao)氏體不銹鋼。超級奧氏體不銹鋼主要是為解決在含Cl-的苛刻腐蝕條件下原有的高鉬(>4%)鉻鎳奧氏體不銹鋼耐點蝕、耐縫隙腐蝕等性能的不足和組織熱穩定性差而發展起來的。氮在奧氏體不銹鋼中的大量應用為此類鋼的產生和發展創造了條件。超級奧氏體不銹鋼的出現還填補了過去鉻鎳奧氏體不銹鋼與高鎳耐蝕合金之間沒有高耐點蝕和高耐縫隙腐蝕不銹鋼的空白。
超級奧氏體不銹鋼性能的最大特點是在苛刻的腐蝕環境中,此類鋼的耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能優異,不僅遠遠優于原有的所有奧氏體不銹鋼,而且還可與一些知名的鎳基耐蝕合金相媲美。
超級奧氏體不(bu)銹鋼分6%Mo型和7%Mo型兩類,分別(bie)于20世紀70年代和90年代問(wen)世。
表5.6列入了自20世紀(ji)70~90年代以來問世的8種6%Mo和7%Mo型超級奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的牌號和化(hua)學成分,按它們的耐點蝕(shi)當量(liang)(PRE)值(zhi)計(ji)算,7%Mo型超級奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)654SMO的PRE值(zhi)可(ke)高達56%。
圖5.17和表5.7系超(chao)級(ji)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)和耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能與各種鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)性(xing)能的(de)比(bi)較。可以(yi)看出,超(chao)級(ji)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)254 SMO和AL 6XN 性(xing)能最(zui)佳(jia)。從(cong)圖5.17中(zhong)還可看出,相(xiang)同PRE值條(tiao)件下,臨界點(dian)(dian)蝕(shi)(shi)和臨界縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)溫度(du)間相(xiang)差較大(da)且隨(sui)PRE值的(de)增加還有進一步拉(la)大(da)的(de)趨勢,這充分說明(ming),從(cong)合金化入手解(jie)決不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)難度(du)要遠遠大(da)于解(jie)決耐(nai)點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)難度(du)。因此,從(cong)結構設計(ji)和應用過(guo)程中(zhong)避免產生縫(feng)隙入手解(jie)決縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)問(wen)題(ti)是最(zui)佳(jia)途徑,需(xu)要予以(yi)重視。
表5.8~表5.10系在(zai)一(yi)些試(shi)驗條件下,幾(ji)種超級(ji)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)與知名高鎳(鎳基)耐(nai)蝕合金 Inconel 625(0Cr22Ni61Mo9Nb4)和 Hastelloy C-276 (00Cr16Ni6cMo16W4)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕性能的比較。
從(cong)表(biao)(biao)5.8~表(biao)(biao)5.11可以看出(chu),高鉬量與高氮(dan)、高鉻量使654 SMO具有(you)較(jiao)Inconel 625更佳的(de)耐點(dian)蝕、耐縫隙(xi)腐蝕性能,而且在許多(duo)試驗條件下還可與Hastelloy C-276合金相當(dang),甚至稍優。
表5.12列出了兩種超(chao)級奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼的力學性(xing)能(neng)。由(you)于鋼中高(gao)鉬、高(gao)氮量的強化作用,超(chao)級奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼的屈服強度(du)約比普(pu)通鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼高(gao)50%,雖(sui)然塑、韌性(xing)稍(shao)有降低,但(dan)并不影響超(chao)級奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼的工(gong)程(cheng)應用。
超級奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼主要用于(yu)海(hai)洋開發、海(hai)水淡(dan)化(hua)、紙(zhi)漿生產和煙(yan)氣脫硫裝置等領域。圖5.18系(xi)一種(zhong)超級奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(德國牌(pai)號(hao)(hao) Cronifor 1925hMo,化(hua)學成(cheng)分標(biao)號(hao)(hao) 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),在(zai)煙(yan)氣脫硫(FGD)條件(jian)下,使(shi)用范圍在(zai)50~70℃,并與幾種(zhong)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和高(gao)鎳合(he)金進行了(le)比(bi)較。
由于在(zai)超級奧氏體不銹鋼(gang)(gang)中鉻、鉬、氮量高,在(zai)冶金廠生產和(he)用戶使(shi)用此類(lei)鋼(gang)(gang)時的(de)(de)(de)難點是:冶煉時高氮量的(de)(de)(de)控制;鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)熱(re)塑性差,熱(re)加(jia)工工藝的(de)(de)(de)掌握;在(zai)熱(re)加(jia)工、熱(re)處(chu)理和(he)焊接過程(cheng)中, χσ 相等(deng)脆性相易析出(chu)的(de)(de)(de)防止(zhi)等(deng)。