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            1. 行業資訊

              超級不銹鋼和髙鎳耐蝕合金簡介

              關鍵詞:

              發布時間:2014-09-10

              超級不銹鋼系指超級鐵素體不銹鋼(高鉻量、高鉬量,且耐點蝕當量值≥35)、超級奧氏體不銹鋼(高鉻量、高鉬量、高氮量,且耐點蝕當量值≥40)及超級雙相不銹鋼(耐點蝕當量值≥40)。這三類不銹鋼于20世紀60~90年代先后問世,它們的耐腐蝕性能,特別是耐點蝕、耐縫隙腐蝕等局部腐蝕性能遠優于原有不銹鋼,并填補了長期以來不銹鋼(鐵基耐蝕合金)與髙鎳(鐵鎳基和鎳基)耐蝕合金之間沒有高耐蝕性不銹鋼的空白。

              髙鎳耐蝕合金中的鐵鎳基耐蝕合金系指Ni≥30%,Ni+Fe≥60%的那些牌號。鐵鎳基耐蝕合金系在鉻鎳奧氏體不銹鋼的基礎上提高鎳量于1940年開始工業生產的一些牌號。至今也已經歷了半個多世紀的發展歷程,牌號不斷增加,應用日益廣泛,已形成了完整的鐵鎳基系列耐蝕合金。

              鎳基耐蝕合金系指Ni≥50%的那些牌號。自1905年第一個牌號Ni68Cu28(即Monel 400)問世至今已逾百年。其中,1930年出現的Ni-Cr型、Ni-Mo型二元系和Ni-Cr-Mo(W)型三元素以及1940年出現的Ni-Cr-Mo-Cu型四元系耐蝕合金至今也已經歷了70~80年的發展歷程,根據需求在發展中不斷改進和完善,有些牌號至今已經經歷了第一代、第二代、第三代等多代且仍在改進中。

              了解超級不銹鋼和鐵鎳基、鎳基耐蝕合金的基礎知識以及材料的牌號、化學成分、組織和性能特點及其應用等,基于以下考慮。

              第一,縱觀鐵基耐蝕合金即不銹鋼(包括超級不銹鋼)、髙鎳耐蝕合金(包括鐵鎳基和鎳基耐蝕合金)近百年的發展歷程,可以看出:自超級不銹鋼面世,不銹鋼的進一步延伸,使鐵基與鐵鎳基和鎳基耐蝕合金之間自然、緊密地聯系在一起,形成了牌號最多、品種齊全、產量最大,性能適應性強,應用范圍最為廣泛、最完整的耐蝕金屬材料體系。

              第二,眾所周知,超級奧氏體和超級雙相不銹鋼已屬于Fe-Cr-Ni系合金,而超級鐵素體不銹鋼除個別牌號外,目前均含有2%~4%的鎳,因此,此類不銹鋼也進入了Fe-Cr-Ni合金系中,而鐵鎳基和鎳基耐蝕合金中,除Ni-Cu、Ni-Mo兩類元系合金外,其他合金均已在Fe-Cr-Ni(或Ni-Cr-Fe)系之列。從圖5中便可找到超級不銹鋼以及鐵鎳基和鎳基耐蝕合金在Fe-Cr-Ni(或Ni-Cr-Fe)三元系相圖中所處的位置和它們的鉻、鎳、鐵元素含量的大致范圍。

              圖5 Fe-Cr-Ni(或Ni-Cr-Fe)三元合金1000℃快冷后的相圖

              第三,超級不銹鋼和鐵鎳基及鎳基耐蝕合金在發展和改進過程中,為獲得最佳的性能,所研究的內容都主要是材料的化學成分、組織結構和各種性能(成分-組織-性能)之間的關系以及純凈度、均勻性、表面狀況等的影響(見圖6)。同時目前亟待解決的課題之一也都是如何解決隨材料中的鉻、鉬量和鉻、鉬、氮量不斷增加所引起的材料組件熱穩定性的下降和焊后(或熱加工、熱成型后)塑形、韌性和耐蝕性的劣化問題。

              圖6 影響超級不銹鋼和鐵鎳基及鎳基耐蝕合金性能和質量的主要因素

              最后,也是最重要的,目前我國已是世界上最大的不銹鋼生產國和消費國。但要建成不銹鋼工業強國,則任重道遠。當前為了實現節能減排,生產和應用高性能、高質量、長壽命周期和低成本的材料已成為不銹鋼和高鎳耐蝕合金發展的重要方向。面對我國工業化過程中現代工業,例如石油、化工、石化、機械、能源(燃煤、燃油電廠和核電以及陸地、海洋深井和超深井油氣田開發等)工業以及環保(如煙氣脫硫)、海洋開發(如海水淡化、海洋工程)等領域中,大型裝置和關鍵裝備、構件等對高耐蝕性能和高質量的超級不銹鋼和高鎳耐蝕合金材料實現國產化并研發具有我國自主知識產權的新型超級不銹鋼和高鎳耐蝕合金材料的需求,了解超級不銹鋼和高鎳耐蝕合金材料基礎并側重于實用是必要的。

              對超級不銹鋼和高鎳耐蝕合金生產、使用、研究、設計等領域的從業者,了解國內外超級不銹鋼和高鎳耐蝕合金的發展過程、現狀和最新進展,掌握超級不銹鋼和高鎳耐蝕合金的基礎知識,熟悉各種具體材料牌號的化學成分、組織結構和各種性能特點及其影響因素,是必要的。

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