鐵素體不鏽鋼在加熱冷卻時都沒(mei)有αγ轉變,始終(zhong)保持鐵素體組織(zhi)。這類鋼含鉻量較高,為17%~28%,主要是作(zuo)為熱穩(wen)定鋼,也可作(zuo)為耐(nai)蝕(shi)鋼。鐵素體不鏽鋼由於不含鎳,生產製造成本要比奧(ao)氏體不鏽鋼低(di),但其熱穩(wen)定性和耐(nai)蝕(shi)性在有些情況下,比奧(ao)氏體不鏽鋼還要好,特別是耐(nai)氯離子腐(fu)蝕(shi)。因此,大力推廣鐵素體不鏽鋼的應(ying)用,不但可以降低(di)成本,而(er)且還能節約寶貴的鎳資源(yuan)。這樣看來,使用鐵素體不鏽鋼不僅可以節約鎳,而(er)且還是在許(xu)多(duo)特殊使用環(huan)境中的最佳(jia)選(xuan)材。
一、傳統的鐵素體不鏽鋼
鐵素體不鏽鋼是含鉻11%~30%的Fe-Cr合金(傳統鐵素體)或Fe-Cr-Mo合金(超鐵素體),加入(ru)鉬的目的是為了(liao)提高不鏽鋼的耐(nai)點蝕(shi)能力。傳統鐵素體不鏽鋼是400係列,可磁化。典(dian)型的傳統鐵素體不鏽鋼牌(pai)號見表1-6。高鉻鐵素體不鏽鋼具(ju)有很(hen)好的耐(nai)蝕(shi)性能,包(bao)括(kuo)耐(nai)氯離子應(ying)力腐(fu)蝕(shi);鐵素體不鏽鋼抗(kang)氧化能力也很(hen)好,如446不鏽鋼。當(dang)鐵素體不鏽鋼中加人鋁或稀土元(yuan)素時,其抗(kang)氧化能力會大大提高。熱處理不能提高鐵素體不鏽鋼硬度。盡(jin)管具(ju)有相同耐(nai)腐(fu)蝕(shi)能力,鐵素體不鏽鋼成本要比奧(ao)氏體不鏽鋼低(di),但鐵素體不鏽鋼的應(ying)用還是不如奧(ao)氏體不鏽鋼應(ying)用得普遍。其原因是:鐵素體不鏽鋼的成型性能差,韌性差,可焊性差。為了(liao)改善鐵素體不鏽鋼焊縫的延伸性能,焊接430(1Cr17)、446不鏽鋼時,有時選(xuan)用奧(ao)氏體不鏽鋼焊條或奧(ao)氏體不鏽鋼填充(chong)材料,這樣雖(sui)解(jie)決了(liao)延伸性問題(ti),但卻降低(di)了(liao)焊縫的抗(kang)腐(fu)蝕(shi)能力。鐵素體不鏽鋼有較高的導熱性能;較低(di)的熱膨脹(zhang)係數及較低(di)的成本,因此,430(1Cr17)、443和446普遍應(ying)用於製造低(di)壓(ya)容(rong)器(qi)、高溫熱交換器(qi)。444是一個新的鐵素體不鏽鋼品種(zhong),含碳量比超低(di)碳級還低(di),加入(ru)鈦或鈷可抗(kang)敏(min)化,這個品種(zhong)焊縫延伸性比傳統鐵素體不鏽鋼好。
1Cr15(429) 該(gai)鋼具(ju)有良好的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性,其焊接性能比1Cr17(430)好,用於建築內裝修或製造重油(you)燃(ran)燒(shao)器(qi)部件、家用電器(qi)部件等。
1Cr17(430)當(dang)鋼中碳含量較高、鉻含量較低(di)時有一定數量的珠光體。其室(shi)溫脆(cui)性較大。該(gai)鋼種(zhong)在氧化性酸類溶(rong)液中有良好的耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性,尤(you)其在稀硝(xiao)酸中,可用於製造生產硝(xiao)酸用化工設備,如吸收塔、硝(xiao)酸熱交換器(qi)、酸槽、輸送(song)管道和儲(chu)罐,也可製造食(shi)品和釀造工業用容(rong)器(qi)、管道等。
二、新(舊)鐵素體不鏽鋼
現在市(shi)場上的鐵素體不鏽鋼分為兩大類,一類是新鐵素體不鏽鋼,也叫(jiao)超鐵素體不鏽鋼;另一類是舊鐵素體不鏽鋼,即(ji)傳統鐵素體不鏽鋼,其組成與性能符合AISI標準,如表1-6所示。
三、 新(超)鐵素體不鏽鋼
新(超)鐵素體不鏽鋼開發背景 316不鏽鋼被認為是最耐(nai)腐(fu)蝕(shi)的普通奧(ao)氏體不鏽鋼,但是,它還是不耐(nai)海水腐(fu)蝕(shi)。盡(jin)管銅(tong)鎳合金、鎳基合金或鈦合金可以耐(nai)海水腐(fu)蝕(shi),但是它們的價錢太(tai)高。因此,開發一種(zhong)能耐(nai)海水腐(fu)蝕(shi)的低(di)價格鋼材就(jiu)很(hen)有必要,新(超)鐵素體不鏽鋼就(jiu)是在這種(zhong)背景下開發出來的。在這類不鏽鋼中,用鉬穩(wen)定鋼材表麵的氧化膜。從1980年開始,高性能新(超)鐵素體不鏽鋼開始在海水冷卻的蒸(zheng)汽冷凝器(qi)中使用。
新(超)鐵素體不鏽鋼是在鐵-鉻不鏽鋼的化學(xue)組成中加入(ru)鉬,以改善其耐(nai)點蝕(shi)能力,加入(ru)鈦或铌(ni)以改善其耐(nai)晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)能力。新(超)鐵素體不鏽鋼的最大優點是其耐(nai)氯離子應(ying)力腐(fu)蝕(shi),耐(nai)其他腐(fu)蝕(shi)的性能也較好。在先(xian)進(jin)的冶煉技術應(ying)用以前(qian),鐵素體不鏽鋼有較高水平(ping)的填隙(xi)原子-碳和氮,所以其可加工性、韌性和抗(kang)蝕(shi)性能都受到限(xian)製。采用先(xian)進(jin)的冶煉技術(如AOD、VIM、VOD等)後,新的鐵素體不鏽鋼含有高的鉻元(yuan)素,低(di)的填隙(xi)原子;在精煉階段,盡(jin)力降低(di)填隙(xi)原子含量或加入(ru)鈦和铌(ni)去(qu)束縛碳和氮原子。
四、合金化學(xue)組成
新(超)鐵素體不鏽鋼含鉻高達29%,含鉬4%,有些品種(zhong)含鎳3.5%,具(ju)有完整的鐵素體顯微結(jie)構,常用的新(超)準素體不鏽鋼有18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。
五、新(超)鐵素體不鏽鋼的應(ying)用
新(超)鐵素體不鏽鋼大量應(ying)用於電廠冷凝器(qi)、海水處理與含氯離子溶(rong)液的熱交換器(qi)中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超鐵素體不鏽鋼在石化工業、化學(xue)工業也得應(ying)用。因為E-Brite26-1含鉻量大,所以其在高溫狀態下抗(kang)氧化、耐(nai)硫(liu)化性能好,可用於空氣預熱、煙氣餘(yu)熱回(hui)收等場合。