現(xiàn)代鐵素體不銹鋼應(yīng)用綜述

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1、綜述石Corros油i化工腐蝕與防護(hù)on&ProtectioninPetrochemicalIndustry2010，27(4)·1·現(xiàn)代鐵素體不銹鋼應(yīng)用綜述余存燁(中國石化上海石油化工股份有限公司，上海20o54o)摘要：通過降低間隙元素含量并添加其它合金元素而開發(fā)的現(xiàn)代鐵索體不銹鋼克服了傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼塑性及韌性的不足，改善了加工性能。由于該不銹鋼無鎳與省鎳比奧氏體不銹鋼便宜，而又有較高的抗應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)性能，在石化能源等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。關(guān)鍵詞：鐵素體不銹鋼耐腐蝕應(yīng)用省鎳中圖分類號：TG142．23文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編

2、號：11307—015X(2010)04—001—031現(xiàn)代鐵素體不銹鋼¨-3]削加工性能。Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1O％～30％的鐵鉻合金被稱為鐵素體不銹鋼。這種傳統(tǒng)不銹鋼由于韌性有限、2現(xiàn)代鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)分析脆性轉(zhuǎn)變溫度較高及加工性能不足等因素，嚴(yán)重影由于考慮到鎳資源緊缺與鎳價(jià)格上漲等因素，響其在工業(yè)上的應(yīng)用。通過用現(xiàn)代冶煉技術(shù)，進(jìn)一如何少用鎳甚至不用鎳，是國內(nèi)工業(yè)發(fā)展中亟待解步降低間隙元素含量及添加其它合金元素，提高韌決的問題。用現(xiàn)代鐵素體不銹鋼部分代替奧氏體性，并提高耐腐蝕性能，從而開發(fā)出超鐵素體不銹不銹鋼，是解決這個(gè)問題的最好途

3、徑。因?yàn)樯a(chǎn)鐵鋼或高性能鐵素體不銹鋼，即現(xiàn)代鐵素體不銹鋼。素體不銹鋼不需要鎳或少用鎳，這樣具有明顯的經(jīng)由于省鎳或無鎳，既可得到低于奧氏體不銹鋼的價(jià)濟(jì)效益與社會效益。例如OCrl3鋼的成本僅為18格，又得到優(yōu)于l8—8鋼的抗應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)—8鋼的1／3。此外在某些應(yīng)用領(lǐng)域還只能使用鐵與抗點(diǎn)蝕性能。這樣，現(xiàn)代鐵素體不銹鋼在某些方素體不銹鋼，如加工高硫高酸油的煉化裝置較多塔面(尤其用于換熱器管子)可以代替奧氏體不銹體只能復(fù)合0Crl3A1或0Crl3，而用18—8鋼會產(chǎn)鋼，甚至可以代替鈦材使用，因此具有較大的經(jīng)濟(jì)生SCC。意義。2

4、．1耐腐蝕性】為獲得高性能的現(xiàn)代鐵素體不銹鋼，主要通過2．1．1耐一般腐蝕性能以下幾項(xiàng)措施：鐵素體不銹鋼隨cr和Mo含量增加，耐腐蝕(1)盡可能降低間隙元素C和N的含量；性增加。當(dāng)鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加到25％一3O％，鋼的(2)加入穩(wěn)定化元素Ti和Nb；抗高溫氧化與硫化性能提高，高鉻鉬鐵素體不銹鋼(3)加入耐腐蝕元素Mo與Cu及Pd；還抗強(qiáng)堿腐蝕，抗有機(jī)酸(醋酸、甲酸和草酸)腐蝕(4)添加其他有益元素。也很好，對氧化性酸和中等還原性酸也有很好的耐加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．5％～4％的Ni能造成復(fù)腐蝕性。相組織，可以細(xì)化晶粒，而改善韌性，既能降低鋼

5、的2．1．2耐晶間腐蝕性能塑性脆性轉(zhuǎn)變溫度，又可改進(jìn)焊接等加工性能。Ni傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼(含鉻16％～28％)經(jīng)焊還改善對還原性酸的耐蝕性。接后會產(chǎn)生晶間腐蝕，主要在大于925oC區(qū)間，即在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11％～13％Cr鋼中加入質(zhì)量在靠近熔合線會引起刀口腐蝕，這是由于晶界沉淀分?jǐn)?shù)為0．2％A1，可以基本消除奧氏體，細(xì)化晶粒，富鉻碳化物，使其鄰近貧鉻，而造成晶蝕，但若經(jīng)而且可提高鋼的抗氧化性與抗硫化性能。650～8l5℃短時(shí)熱處理，就易恢復(fù)抗晶蝕能力。增加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％～30％的cr，鈍態(tài)更穩(wěn)而現(xiàn)代鐵素體不銹鋼由于碳氮含量降到了0．0

6、10定，可提高抗氧化性介質(zhì)耐腐蝕性，提高抗點(diǎn)蝕能收稿13期：2009—07—13；修稿El期：2010一o4-20。力，并提高耐磨耗性，增大蠕變強(qiáng)度，但會促進(jìn)盯作者簡介：余存燁(1941一)，男，高級工程師。1964年畢業(yè)相與475oC脆性。于浙江大學(xué)金相專業(yè)。長期從事石化設(shè)備腐蝕與防護(hù)科研加人質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0．07％的S和Se，可改善切與工程服務(wù)工作，現(xiàn)從事石化設(shè)備防腐工程監(jiān)測工作。石油化工腐蝕與防護(hù)第27卷％一0．025％，又加入了Ti和Nb進(jìn)行穩(wěn)定化，焊材硬度的升高、韌性降低及耐蝕性喪失，因此鐵素縫晶間腐蝕基本可解決。體不銹鋼使用

7、上限溫度應(yīng)控制在300cc以下。解2．1．3耐應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)性能決475℃脆性應(yīng)設(shè)法消除a相，如通過熱處理(超鐵素體不銹鋼比奧氏體不銹鋼的最大優(yōu)點(diǎn)是過600cC)固溶丘相，可提高韌性，也可降低鉻質(zhì)量對氯化物環(huán)境SCC極不敏感，因?yàn)殍F鎳鉻合金對分?jǐn)?shù)到l3．7％以下，使a相不致析出。氯脆影響最大的是鎳含量，當(dāng)Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％鐵素體不銹鋼較奧氏體不銹鋼熱膨脹系數(shù)低～l2％時(shí)是SCC最敏感區(qū)，即304L和316L鋼最得多，而導(dǎo)熱系數(shù)高(約20％～30％)，這對換熱容易發(fā)生，而鐵素體不銹鋼幾乎不含鎳或含質(zhì)量分器應(yīng)用十分有利。數(shù)為0．

8、5％一4％的鎳，一般不會發(fā)生SCC。但由2．3加工性能于Ni和Mo等元素的添加及其它雜質(zhì)(如C和S一般鐵素體不銹鋼由于塑性較差、韌性有限的存在)，在氯化物含量高的溶液中也可能發(fā)生(尤其是厚斷面)，塑性脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，因而成SCC。此