超級(jí)奧氏體不銹鋼

簡(jiǎn)述 

    超級(jí)不銹鋼是一種特種的不銹鋼，首先在化學(xué)成分上與普通不銹鋼304不同，是指含高鎳，高鉻，高鉬的一種高合金不銹鋼。其次在耐高溫或者耐腐蝕的性能上，與304相比，具有更加優(yōu)秀的耐高溫或者耐腐蝕性能，是304不可取代的。另外，從不銹鋼的分類上，特殊不銹鋼的金相組織是一種穩(wěn)定的奧氏體金相組織。

     由于該種特種不銹鋼是一種高合金的材料，所以在制造工藝上相當(dāng)復(fù)雜，人們一般只能依靠傳統(tǒng)工藝來(lái)制造這種特種不銹鋼，如灌注，鍛造，壓延等等。

發(fā)展歷史

    超級(jí)奧氏體不銹鋼的概念是與超級(jí)鐵素體不銹鋼及超級(jí)雙相不銹鋼一起出現(xiàn)的。典型的例子為含6%鉬和7%鉬的超級(jí)奧氏體不銹鋼。這些鋼種都是針對(duì)一些工況條件苛刻的工業(yè)，如石化，化工，造紙和海上系統(tǒng)等等而開(kāi)發(fā)出來(lái)的。

     奧氏體不銹鋼管中著名的牌號(hào)有18-8（日常18-10 或 19-9）型的304不銹鋼（00Cr19Ni10)和18-12-2的316（0Cr17Ni12Mo2)。為了解決奧氏體不銹鋼焊后因鉻碳化物析出所導(dǎo)致的鉻貧化而引起的晶間腐蝕敏感性，早期是加入碳化物穩(wěn)定化元素鈦和鈮，20世紀(jì)60年代后期，AOD和VOD等爐外精煉工藝技術(shù)的問(wèn)世，降低了鋼中碳量到≤0.03%，解決了奧氏體不銹鋼敏化態(tài)（焊后）晶間腐蝕的敏感性，提高了鋼中的純凈度，也解決了鋼的固溶態(tài)晶間腐蝕的敏感性。因此，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，所開(kāi)發(fā)的新奧氏體不銹鋼基本上都是超低碳型的。

     為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中的耐苛刻介質(zhì)全面腐蝕的需求，在304、316等不銹鋼管基礎(chǔ)上提高鋼的鉻、鎳、鉬含量，以及加入銅、硅等元素或降低雜質(zhì)元素的殘余量，又發(fā)展了許多高合金的新牌號(hào)，例含約4.5%Mo的317LM（00Cr18Ni16Mo5)和904L不銹鋼（00Cr20Ni25Mo4.5Cu）以及尿素級(jí)、硝酸級(jí)、核級(jí)、食品級(jí)等類型的奧氏體不銹鋼管。根據(jù)1962～1997年間對(duì)不銹鋼管大量腐蝕破壞形態(tài)的統(tǒng)計(jì)，可以看出，1962～1971年間全面腐蝕和晶間腐蝕已大量減少，而1962年起到1997年，應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)腐蝕、間隙腐蝕以及腐蝕疲勞等局部腐蝕在腐蝕破壞中仍占有相對(duì)高的比例。其中點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕仍占20%以上，應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞仍占10%以上。通過(guò)研究，人們已經(jīng)了解到提高奧氏體不銹鋼管中的鎳量可以顯著提高鋼的耐應(yīng)力腐蝕性能，提高鉻、鉬量可以顯著提高鋼的耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕的性能，而剛的應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞通常都是有點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕為起源，因此，人們開(kāi)始關(guān)注耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性能優(yōu)良的高合金奧氏體不銹鋼的研制。

    1970年起，氮作為重要的合金元素在不銹鋼管中的廣泛應(yīng)用，使得不銹鋼管的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段，氮在奧氏體不銹鋼中的應(yīng)用也為超級(jí)奧氏體不銹鋼的誕生創(chuàng)造了條件。超級(jí)奧氏體不銹鋼管的發(fā)展來(lái)自許多途徑。例如，在已有的AL-6X（00Cr21Ni24Mo6)基礎(chǔ)上加入了氮，產(chǎn)生了AL-6XN（00Cr21Ni24Mo6N),在高鉬的904L不銹鋼管基礎(chǔ)上將鉬含量提高到約6%并加入氮。

特性

    由于超級(jí)奧氏體不銹鋼是屬于高鎳高鉬而且含有銅、氮的奧氏體不銹鋼，是比較難熔煉的鋼種，易偏析、開(kāi)裂等，因此超級(jí)奧氏體不銹鋼是不銹鋼中生產(chǎn)工藝要求最高、難度最大的品種，它是鋼廠工藝技術(shù)的集中體現(xiàn)。與其他常用的Cr-Ni奧氏體鋼一樣，超級(jí)奧氏體不銹鋼具有良好的冷，熱加工性能。

1、熱鍛時(shí)最高加熱溫度可達(dá)1180攝氏度，最低停鍛溫度不小于900攝氏度。

2、熱成型可在1000—1150攝氏度進(jìn)行。

3、熱處理工藝為1100—1150攝氏度，加熱后快冷。

4、雖可采用通用的焊接工藝進(jìn)行焊接，但是最恰當(dāng)?shù)暮附臃椒ㄊ鞘止る娀『负玩u極氬弧焊。

由于904L、254SMO超級(jí)奧氏體不銹鋼具有很強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、氯離子應(yīng)力腐蝕和抗晶間腐蝕能力尤其對(duì)硫酸根離子、氯離子等酸根離子有很好的耐腐蝕性，可以使用在極其惡劣的工作環(huán)境下，因此超級(jí)奧氏體不銹鋼的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、海洋：海域環(huán)境的海洋構(gòu)造物，海水淡化，海水養(yǎng)殖，海水熱交換等。

2、環(huán)保領(lǐng)域：火力發(fā)電的煙氣脫硫裝置，廢水處理等。

3、能源領(lǐng)域：原子能發(fā)電，煤炭的綜合利用，海潮發(fā)電等。

4、石油化工領(lǐng)域：煉油，化學(xué)化工設(shè)備等。

5、食品領(lǐng)域：制鹽，醬油釀造等。

超級(jí)不銹鋼按照含鉻量的不同，可以分為超級(jí)馬氏體不銹鋼和超級(jí)奧氏體不銹鋼兩類。