Cr-Ni系奧氏體不銹(xiu)鋼以鎳為主要奧氏體化元素,鎳含量至少要在8%,最高可達30%。為保證鋼的不銹性和耐蝕性,鉻含量一般不低于17%。其基礎牌號為18-8型不(bu)銹(xiu)鋼,該鋼種的鉻、鎳含量分別為19%和10%,在氧化性介質中耐蝕性優良,在多種不太強的腐蝕性環境中也表現良好。為了提高其在各種不同使用條件下及較強腐蝕性環境中的耐蝕性能,鋼的合金成分在兩個方面進行發展和改進:一方面是提高鉻、鎳含量,鉻可以提高到25%以上,鎳甚至可達到30%;另一方面是向鋼中添加諸如鉬、銅、硅、氮、鈦和鈮等其他合金元素。該鋼種的碳含量一般都比較低,目前常用牌號的碳含量多低于8%,并且有越來越多的牌號達到超低碳(≤0.03%)甚至更低的水平(≤0.02%)。
18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼,隨著不同性能的差異,演變出12Cr17Ni7、12Cr18Ni9、Y12Cr18Ni9、06Cr19Ni10、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb、022Cr17Ni7、022Cr19Ni10、022Cr19Ni10N等牌號,各牌號成分上略有差異,用途也不盡相同(見表2-1-1)。
(1) 12Cr17Ni7鋼(gang)合金化(hua)(hua)程度最低。其(qi)最大特點是組(zu)織具(ju)有亞穩性(xing),冷作硬(ying)化(hua)(hua)能力最強,可根據不同(tong)強度的(de)(de)要求,通過(guo)適當(dang)的(de)(de)變形處理,在1/4、1/2、3/4硬(ying)化(hua)(hua)態和固溶狀態下使用。但是強度提高的(de)(de)同(tong)時,塑韌性(xing)明顯(xian)下降。同(tong)時,由于較高的(de)(de)碳含量(liang)和較低的(de)(de)鉻含量(liang)使得其(qi)耐蝕性(xing)能也較弱。
(2)12Cr18Ni9鋼(gang)中鉻、鎳含量均有提高(gao),因(yin)此(ci)材料為穩定(ding)的(de)奧氏(shi)體組織。其特點(dian)是強度稍低,但耐蝕(shi)(shi)性(xing)稍好。主要在退火狀(zhuang)態(tai)下使(shi)用,具有很高(gao)的(de)室溫塑性(xing),易于冷成型,在耐蝕(shi)(shi)、耐熱(re)方面是最通用的(de)一種(zhong)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)。
(3)Y12Cr18Ni9鋼特(te)點是硫(liu)含(han)(han)量較高,因而改進了它的機加(jia)工性能,使之成為易(yi)切削鋼。但(dan)由于硫(liu)含(han)(han)量的增加(jia)導致(zhi)鋼中(zhong)MnS夾雜含(han)(han)量增加(jia),其成型性和(he)耐蝕性比12Cr18Ni9鋼稍差。
(4)06Cr19Ni10鋼(gang)(gang)碳含(han)量小于(yu)0.08%,并適當(dang)提高了鎳和鉻(ge)含(han)量,因此其耐蝕(shi)性能特別是耐晶間腐(fu)蝕(shi)性能優(you)于(yu)12Cr17Ni7、12Cr18Ni9 和Y12Cr18Ni9,力(li)(li)學性能與12Cr18Ni9鋼(gang)(gang)相(xiang)近。降低碳含(han)量雖(sui)提高了抗晶間腐(fu)蝕(shi)的能力(li)(li),但在高溫下長期運行仍能引起晶間腐(fu)蝕(shi)。
(5)為完全避免晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)出現,開發了06Cr18Ni11Ti和(he)06Cr18Ni11Nb鋼(gang)。這(zhe)(zhe)兩(liang)種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)特(te)點是分(fen)別采(cai)用穩定化元素(su)鈦和(he)鈮在(zai)適(shi)當熱處理工藝下與(yu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)碳(tan)元素(su)優(you)先(xian)結合(he)形成(cheng)穩定的(de)(de)(de)TiC和(he)NbC,從而阻止富鉻碳(tan)化物在(zai)晶(jing)界的(de)(de)(de)沉淀,使這(zhe)(zhe)兩(liang)種(zhong)鋼(gang)具(ju)有(you)良好的(de)(de)(de)抗晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)能力,其力學性能與(yu)12Cr18Ni9和(he)06Cr19Ni10相當。
(6)國內在(zai)(zai)相當長一段時(shi)間內曾廣泛使(shi)用1Cr18Ni9Ti。1Cr18Ni9Ti是蘇(su)聯軍(jun)工(gong)體(ti)系中大量(liang)使(shi)用的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)材(cai)料,包括飛機制造(zao)、核潛艇制造(zao)等,在(zai)(zai)歷(li)史上發揮過重要(yao)的作用。但(dan)是,1Cr18Ni9Ti材(cai)料本(ben)身在(zai)(zai)設計時(shi)有著先天的缺陷。當時(shi)在(zai)(zai)沒有爐外(wai)(wai)精煉(lian)技術的特定(ding)歷(li)史條件(jian)下,為(wei)解決晶間腐蝕問(wen)題,采用了(le)鈦穩定(ding)化技術。但(dan)是由于鋼(gang)中含鈦,很容易生成TiN夾雜,導(dao)致此(ci)鋼(gang)在(zai)(zai)連鑄時(shi)發生節瘤(liu)現(xian)象。更(geng)致命(ming)的是,TiN夾雜嚴重破(po)壞不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)質(zhi)量(liang),對于高表(biao)面(mian)質(zhi)量(liang)要(yao)求(qiu)的軍(jun)工(gong)產品生產,不(bu)得已進(jin)行表(biao)面(mian)修(xiu)磨等處理。隨著冶金技術的發展,工(gong)業生產超低(di)碳不(bu)銹(xiu)鋼(gang)已經實現(xian)。為(wei)此(ci),國外(wai)(wai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)標(biao)準(zhun)中早已把1Cr18Ni9Ti排除在(zai)(zai)外(wai)(wai)。我國不(bu)銹(xiu)鋼(gang)行業通過大量(liang)調研及工(gong)作,在(zai)(zai)最新的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)標(biao)準(zhun)中也將此(ci)鋼(gang)列為(wei)不(bu)推薦(jian)選用牌號。
(7)022Cr17Ni7、022Cr19Ni10分別在12Cr17Ni7、06Cr19Ni10牌號基(ji)礎上,將(jiang)碳(tan)含量(liang)降低到0.03%以下,從(cong)而確保無晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)。
(8)022Cr19Ni10N是(shi)在022Cr19Ni10基(ji)礎上添加0.1%~0.25%N,以(yi)提高力(li)學(xue)性(xing)能和耐蝕性(xing)能。
在(zai)18-8型Cr-Ni系(xi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)體(ti)系(xi)中,鉻(ge)、鎳當量(liang)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下,奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)會(hui)(hui)極其穩定(ding),同時(shi)(shi)由(you)于(yu)相對簡單(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)中間(jian)(jian)相,在(zai)適(shi)宜熱處理制(zhi)度(du)下,可(ke)以(yi)杜(du)絕中間(jian)(jian)相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)出(chu)(chu),從而保(bao)(bao)證基(ji)(ji)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)為純奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。這(zhe)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)體(ti)材(cai)料具有非常優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑韌性,并且可(ke)以(yi)在(zai)液氦(hai)以(yi)下溫度(du)繼續保(bao)(bao)持,因而得到(dao)了(le)廣(guang)(guang)泛應用(yong)(yong)。一(yi)般來說,19Cr-10Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成分基(ji)(ji)本能保(bao)(bao)證奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性。當然(ran),由(you)于(yu)制(zhi)造(zao)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)異,在(zai)此(ci)類材(cai)料中有時(shi)(shi)候會(hui)(hui)有少(shao)量(liang)鐵素體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)存在(zai)。18Cr-8Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)06Cr19Ni10 鋼(gang)在(zai)完全固(gu)溶時(shi)(shi)也以(yi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)為主要基(ji)(ji)體(ti),但(dan)是在(zai)大變(bian)形和未充分固(gu)溶條件(jian)下,會(hui)(hui)有少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)存在(zai)。進一(yi)步降(jiang)低鉻(ge)、鎳含(han)量(liang),比如(ru)17Cr-7Ni的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)12Cr17Ni7不(bu)(bu)銹鋼(gang),其奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)穩定(ding)性較(jiao)差(cha),也稱為亞穩奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。馬氏(shi)(shi)體(ti)組(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai),可(ke)以(yi)極大地提(ti)高不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)。人們利用(yong)(yong)12Cr17Ni7不(bu)(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)種特性,制(zhi)造(zao)出(chu)(chu)高強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)部件(jian),廣(guang)(guang)泛應用(yong)(yong)于(yu)鐵路車廂、礦山設備等領域。
為(wei)了(le)保證(zheng)18-8型(xing)Cr-Ni系(xi)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng),要求其中的(de)(de)碳含(han)量盡(jin)量低(di),由(you)此發(fa)展出了(le)超低(di)碳的(de)(de)022Cr17Ni7和(he)022Cr19Ni10奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。碳含(han)量降(jiang)低(di)帶來耐蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)提升,但同時(shi)材料的(de)(de)強度進一(yi)步降(jiang)低(di)。為(wei)了(le)彌(mi)補這一(yi)弱勢,采用(yong)氮(dan)合金化技(ji)術以提高18-8型(xing)Cr-Ni系(xi)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學性(xing)(xing)(xing)能(neng)。含(han)氮(dan)18-8型(xing)Cr-Ni系(xi)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)因兼(jian)具(ju)高強度和(he)良好的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing),迅速得到(dao)了(le)用(yong)戶(hu)的(de)(de)認(ren)可(ke)。目前(qian),在技(ji)術要求許可(ke)的(de)(de)情況下,06Cr19Ni10N和(he)022Cr19Ni10N 普遍替(ti)代(dai)了(le)06Cr19Ni10和(he)022Cr19Ni10。在核(he)工程領(ling)域,控氮(dan)型(xing)(N≤0.10%)Cr-Ni系(xi)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)更(geng)是得到(dao)了(le)廣泛(fan)應用(yong)。
核(he)(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)共(gong)同(tong)(tong)特(te)點是:(1)較(jiao)好的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能,主(zhu)要(yao)包括耐點蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)、晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)及動水腐蝕(shi)(shi)(shi);(2)較(jiao)高(gao)的(de)(de)力學性(xing)能,既包括較(jiao)高(gao)的(de)(de)強(qiang)度(du)(du),也要(yao)求(qiu)(qiu)良好的(de)(de)塑韌性(xing)以(yi)滿足制造加工的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu)和(he)(he)防止輻照(zhao)脆化(hua)。因此(ci),核(he)(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)均要(yao)求(qiu)(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)(de)晶粒度(du)(du)級(ji)(ji)(ji)別(bie)和(he)(he)完全固溶處理。隨著氮(dan)(dan)在(zai)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)有益作用(yong)(yong)(yong)(yong)被發(fa)(fa)現(xian),含(han)(han)(han)氮(dan)(dan)和(he)(he)控氮(dan)(dan)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)被廣泛應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)于核(he)(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)建(jian)造,特(te)別(bie)是在(zai)堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)和(he)(he)一回(hui)路管(guan)(guan)路系統等核(he)(he)心(xin)設備上(shang)(shang),以(yi)彌補(bu)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)強(qiang)度(du)(du)偏低的(de)(de)不(bu)(bu)足。含(han)(han)(han)氮(dan)(dan)/控氮(dan)(dan)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)長期輻照(zhao)下會脆化(hua),且不(bu)(bu)同(tong)(tong)氮(dan)(dan)含(han)(han)(han)量(liang)對(dui)(dui)應(ying)(ying)(ying)不(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)輻照(zhao)劑量(liang)。因此(ci),對(dui)(dui)于用(yong)(yong)(yong)(yong)于堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)制造的(de)(de)結構(gou)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料,不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)氮(dan)(dan)含(han)(han)(han)量(liang)不(bu)(bu)允(yun)許(xu)超過0.10%。在(zai)我(wo)國(guo),當前控氮(dan)(dan)鋼(gang)(gang)種主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)(yong)(yong)于生產制造核(he)(he)電(dian)(dian)站堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)和(he)(he)一、二(er)、三級(ji)(ji)(ji)設備等的(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料,包括鍛(duan)件(jian)(jian)、板材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)、棒(bang)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)和(he)(he)管(guan)(guan)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)等,在(zai)核(he)(he)電(dian)(dian)站建(jian)造中作為(wei)關鍵結構(gou)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料之一發(fa)(fa)揮了(le)(le)重大(da)作用(yong)(yong)(yong)(yong)。為(wei)滿足核(he)(he)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)性(xing)能要(yao)求(qiu)(qiu),對(dui)(dui)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料的(de)(de)冶金(jin)質(zhi)量(liang)也提出了(le)(le)嚴格的(de)(de)要(yao)求(qiu)(qiu),如對(dui)(dui)影響(xiang)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)的(de)(de)非(fei)金(jin)屬夾雜(za)物等級(ji)(ji)(ji),對(dui)(dui)核(he)(he)運行(xing)環境下的(de)(de)鈷、銅、硼元素(su)含(han)(han)(han)量(liang)的(de)(de)限制等。堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)主(zhu)要(yao)由不(bu)(bu)同(tong)(tong)尺寸的(de)(de)鍛(duan)件(jian)(jian)、板材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)、棒(bang)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)和(he)(he)管(guan)(guan)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(包括異型管(guan)(guan))的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)加工而成,板材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)和(he)(he)鍛(duan)件(jian)(jian)占其中的(de)(de)絕大(da)部(bu)分。我(wo)國(guo)核(he)(he)電(dian)(dian)堆(dui)(dui)內構(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)主(zhu)體(ti)材(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)(cai)料選用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)也是與Z3CN18-10與Z2CN19-10相當的(de)(de)022Cr19Ni10N(控氮(dan)(dan)304型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)),目前在(zai)我(wo)國(guo)二(er)代(dai)核(he)(he)電(dian)(dian)、AP1000和(he)(he)華龍一號上(shang)(shang)廣泛應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)。
奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼中最重要的鋼種,該類(lei)鋼是(shi)一種十分優良(liang)的材(cai)料,有極好的抗腐蝕性和生物(wu)相容(rong)性,因(yin)而在化學工業、沿(yan)海、食品、生物(wu)醫(yi)學、石油化工等領域中得(de)到廣泛應用。表2-1-2給出了各(ge)牌號18-8型Cr-Ni奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼的典(dian)型應用領域。
至德鋼業,我(wo)們根(gen)據您(nin)的(de)實(shi)際需求,給出參考建議,為(wei)您(nin)提(ti)供高性價比的(de)不銹鋼管道及配件。