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超級(jí)奧氏體不銹鋼

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發(fā)布時(shí)間:2014-07-31

當(dāng)鉻鎳奧氏體不銹鋼的耐點(diǎn)蝕當(dāng)量值(PREN=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])≥40%,便可稱為超級(jí)奧氏體不銹鋼。超級(jí)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(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕等性能的不足和組織熱穩(wěn)定性差而發(fā)展起來的。超級(jí)奧氏體不銹鋼的出現(xiàn)填補(bǔ)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(diǎn)蝕和高耐縫隙腐蝕不銹鋼的空白。

超級(jí)奧氏體不銹鋼性能的最大特點(diǎn)是在苛刻的腐蝕環(huán)境中,此類鋼的耐點(diǎn)蝕、耐縫腐蝕性能優(yōu)異,不僅遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)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想媲美。

超級(jí)奧氏體不銹鋼分6%Mo型和7%Mo型兩類,分別于20世紀(jì)70年代和90年代問世。

表1.超級(jí)奧氏體不銹鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分

表1列入了自20世紀(jì)70~90年代以來問世的8種6%Mo和7%Mo型超級(jí)  奧氏體不銹鋼的牌號(hào)和化學(xué)成分,按它們的耐點(diǎn)蝕當(dāng)量(PRE)值計(jì)算,7%Mo型超級(jí)奧氏體不銹鋼654 SMO的PRE值可高達(dá)56%。

圖2.在10%FeCl3溶液中,PRE值對(duì)產(chǎn)生點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的臨界溫度的陰影

表3各種Cr-Ni奧氏體不銹鋼焊前、焊后產(chǎn)生縫隙腐蝕的溫度的比較

圖2和表3系超級(jí)奧氏體不銹鋼的耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕性能與各種鉻鎳奧氏體不銹鋼性能的比較??梢钥闯觯?jí)奧氏體不銹鋼254 SMO和AL 6XN性能最佳。從圖2中還可以看出,相同PRE值條件下,臨界點(diǎn)蝕和臨界縫隙腐蝕的溫度間相處較大且隨PRE值的增加還有進(jìn)一步拉大的趨勢(shì),這充分說明,從合金化入手解決不銹鋼耐縫隙腐蝕的難度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于解決耐點(diǎn)腐蝕的難度。因此,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程中避免產(chǎn)生縫隙入手解決縫隙腐蝕的問題是最佳途徑,需要予以重視。

表4.幾種超級(jí)奧氏體不銹鋼的臨界點(diǎn)蝕溫度(CPT) 單位:℃

表5.超級(jí)奧氏體不銹鋼焊接試樣的臨界點(diǎn)蝕溫度(CPT) 單位:℃

表6.超級(jí)奧氏體不銹鋼的臨界縫隙腐蝕溫度(CPT) 單位:℃

表4-6系在一些試驗(yàn)條件下,幾種超級(jí)奧氏體不銹鋼與知名高鎳(鎳基)耐蝕合金Inconel625(0Cr22Ni61Mo9Nb4)和HastelloyC-276(00Cr16Ni60Mo16W4)耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性能的比較。

表7.在天然海水中,不同表面狀態(tài)的縫隙腐蝕試驗(yàn)結(jié)果

從表4-7可以看出,高鉬量與高氮、高鉻量使654 SMO具有比Inconel625更加的耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性能,而且在許多試驗(yàn)條件下還可與HastelloyC-276合金相當(dāng),甚至更優(yōu)。

表8.兩種超級(jí)奧氏體不銹鋼的力學(xué)性能

表8列出了兩種超級(jí)奧氏體不銹鋼的力學(xué)性能。由于鋼中高鉬、高氮量的強(qiáng)化作用,超級(jí)奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度約比普通鉻鎳奧氏體不銹鋼高50%,雖然塑、韌性稍有降低,但并不影響超級(jí)奧氏體的工程應(yīng)用。

圖9.在煙氣脫硫(FGD)條件下,使用范圍在50~70℃,超級(jí)奧氏體不銹鋼(德國牌號(hào)Cronifor 化學(xué)成分標(biāo)號(hào) 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),與幾種不銹鋼和高鎳合金比較。

超級(jí)奧氏體不銹鋼主要用于海洋開發(fā)、海水淡化、紙漿生產(chǎn)和煙氣脫硫裝置等領(lǐng)域。圖9系一種超級(jí)奧氏體不銹鋼(德國牌號(hào)Cronifor 化學(xué)成分標(biāo)號(hào) 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),在煙氣脫硫(FGD)條件下,使用范圍在50~70℃,并與幾種不銹鋼和高鎳合金進(jìn)行了比較。

由于在超級(jí)奧氏體不銹鋼中鉻、鉬、氮量高,在冶金廠生產(chǎn)和用戶使用此類鋼時(shí)的難點(diǎn)是:冶煉時(shí)高氮量的控制;鋼的熱塑性差,熱加工工藝的掌握;在熱加工、熱處理和焊接過程中,χ(σ)等脆性相易析出的防止等。(轉(zhuǎn)自不銹鋼概論)