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    超级奥氏体不锈钢

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    发布时间:2014-07-31

    当铬镍奥氏体不锈钢的耐点蚀当量值(PREN=[Cr]+3.3[Mo]+16[N])≥40%,便可称为超级奥氏体不锈钢。超级奥氏体不锈钢主要是为解决在含Cl-的苛刻腐蚀条件下原有的高钼(>4%)铬镍奥氏体不锈钢耐点蚀、耐缝隙腐蚀等性能的不足和组织热稳定性差而发展起来的。超级奥氏体不锈钢的出现填补了过去铬镍奥氏体不锈钢与高镍耐蚀合金之间没有高耐点蚀和高耐缝隙腐蚀不锈钢的空白。

    超级奥氏体不锈钢性能的最大特点是在苛刻的腐蚀环境中,此类钢的耐点蚀、耐缝腐蚀性能优异,不仅远远优于原有的所有奥氏体不锈钢,而且还可与一些知名的镍基耐蚀合金想媲美。

    超级奥氏体不锈钢分6%Mo型和7%Mo型两类,分别于20世纪70年代和90年代问世。

    表1.超级奥氏体不锈钢的牌号和化学成分

    表1列入了自20世纪70~90年代以来问世的8种6%Mo和7%Mo型超级  奥氏体不锈钢的牌号和化学成分,按它们的耐点蚀当量(PRE)值计算,7%Mo型超级奥氏体不锈钢654 SMO的PRE值可高达56%。

    图2.在10%FeCl3溶液中,PRE值对产生点蚀和缝隙腐蚀的临界温度的阴影

    表3各种Cr-Ni奥氏体不锈钢焊前、焊后产生缝隙腐蚀的温度的比较

    图2和表3系超级奥氏体不锈钢的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能与各种铬镍奥氏体不锈钢性能的比较。可以看出,超级奥氏体不锈钢254 SMO和AL 6XN性能最佳。从图2中还可以看出,相同PRE值条件下,临界点蚀和临界缝隙腐蚀的温度间相处较大且随PRE值的增加还有进一步拉大的趋势,这充分说明,从合金化入手解决不锈钢耐缝隙腐蚀的难度要远远大于解决耐点腐蚀的难度。因此,从结构设计和应用过程中避免产生缝隙入手解决缝隙腐蚀的问题是最佳途径,需要予以重视。

    表4.几种超级奥氏体不锈钢的临界点蚀温度(CPT) 单位:℃

    表5.超级奥氏体不锈钢焊接试样的临界点蚀温度(CPT) 单位:℃

    表6.超级奥氏体不锈钢的临界缝隙腐蚀温度(CPT) 单位:℃

    表4-6系在一些试验条件下,几种超级奥氏体不锈钢与知名高镍(镍基)耐蚀合金Inconel625(0Cr22Ni61Mo9Nb4)和HastelloyC-276(00Cr16Ni60Mo16W4)耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能的比较。

    表7.在天然海水中,不同表面状态的缝隙腐蚀试验结果

    从表4-7可以看出,高钼量与高氮、高铬量使654 SMO具有比Inconel625更加的耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能,而且在许多试验条件下还可与HastelloyC-276合金相当,甚至更优。

    表8.两种超级奥氏体不锈钢的力学性能

    表8列出了两种超级奥氏体不锈钢的力学性能。由于钢中高钼、高氮量的强化作用,超级奥氏体不锈钢的屈服强度约比普通铬镍奥氏体不锈钢高50%,虽然塑、韧性稍有降低,但并不影响超级奥氏体的工程应用。

    图9.在烟气脱硫(FGD)条件下,使用范围在50~70℃,超级奥氏体不锈钢(德国牌号Cronifor 化学成分标号 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),与几种不锈钢和高镍合金比较。

    超级奥氏体不锈钢主要用于海洋开发、海水淡化、纸浆生产和烟气脱硫装置等领域。图9系一种超级奥氏体不锈钢(德国牌号Cronifor 化学成分标号 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),在烟气脱硫(FGD)条件下,使用范围在50~70℃,并与几种不锈钢和高镍合金进行了比较。

    由于在超级奥氏体不锈钢中铬、钼、氮量高,在冶金厂生产和用户使用此类钢时的难点是:冶炼时高氮量的控制;钢的热塑性差,热加工工艺的掌握;在热加工、热处理和焊接过程中,χ(σ)等脆性相易析出的防止等。(转自不锈钢概论)