當鉻鎳奧氏體不銹(xiu)鋼的耐點蝕當量值≥40%時,便可稱為超(chao)級(ji)奧氏體(ti)不銹鋼(gang)。超級奧氏(shi)體不銹鋼主要是為解決在含Cl-的苛刻腐蝕條件下原有的高鉬(>4%)鉻鎳奧氏體不銹鋼耐點蝕、耐縫隙腐蝕等性能的不足和組織熱穩定性差而發展起來的。氮在奧氏體不銹鋼中的大量應用為此類鋼的產生和發展創造了條件。超級奧氏體不銹鋼的出現還填補了過去鉻鎳奧氏體不銹鋼與高鎳耐蝕合金之間沒有高耐點蝕和高耐縫隙腐蝕不銹鋼的空白。
超級奧氏體不銹鋼性能的最大特點是在苛刻的腐蝕環境中,此類鋼的耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能優異,不僅遠遠優于原有的所有奧氏體不銹鋼,而且還可與一些知名的鎳基耐蝕合金(jin)相媲美。
超級奧氏體不銹鋼分(fen)6%Mo型和(he)7%Mo型兩類,分(fen)別于(yu)20世紀(ji)70年代和(he)90年代問世。
表5.6列(lie)入了自(zi)20世紀70~90年代(dai)以來問(wen)世的(de)(de)8種6%Mo和7%Mo型(xing)(xing)超(chao)級(ji)奧氏體不銹鋼的(de)(de)牌號和化(hua)學成分,按它們的(de)(de)耐點蝕當量(PRE)值計算(suan),7%Mo型(xing)(xing)超(chao)級(ji)奧氏體不銹鋼654SMO的(de)(de)PRE值可高(gao)達56%。
圖5.17和(he)(he)(he)表(biao)5.7系超(chao)(chao)級(ji)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐點(dian)(dian)蝕(shi)和(he)(he)(he)耐縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能與(yu)各種鉻(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)性能的(de)比(bi)較(jiao)。可以看(kan)出,超(chao)(chao)級(ji)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)254 SMO和(he)(he)(he)AL 6XN 性能最(zui)佳。從(cong)圖5.17中還(huan)可看(kan)出,相同PRE值條(tiao)件下,臨界(jie)點(dian)(dian)蝕(shi)和(he)(he)(he)臨界(jie)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)溫度(du)間相差(cha)較(jiao)大(da)(da)且隨PRE值的(de)增加還(huan)有進一(yi)步拉大(da)(da)的(de)趨勢,這(zhe)充分(fen)說明,從(cong)合金化入手(shou)解決(jue)(jue)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)難(nan)度(du)要遠(yuan)遠(yuan)大(da)(da)于解決(jue)(jue)耐點(dian)(dian)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)難(nan)度(du)。因此(ci),從(cong)結構設(she)計和(he)(he)(he)應用(yong)過(guo)程中避(bi)免產生縫(feng)(feng)隙(xi)入手(shou)解決(jue)(jue)縫(feng)(feng)隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)問題(ti)是最(zui)佳途(tu)徑,需要予(yu)以重視。
表(biao)5.8~表(biao)5.10系在一些試驗條件下(xia),幾種超(chao)級奧氏體不(bu)銹鋼(gang)與知名高鎳(鎳基)耐(nai)蝕合金 Inconel 625(0Cr22Ni61Mo9Nb4)和 Hastelloy C-276 (00Cr16Ni6cMo16W4)耐(nai)點(dian)蝕、耐(nai)縫隙(xi)腐蝕性能的比較(jiao)。
從表5.8~表5.11可(ke)以看出,高鉬量與高氮、高鉻量使654 SMO具有較(jiao)Inconel 625更佳的(de)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕性能(neng),而且在許多試驗條件(jian)下還可(ke)與Hastelloy C-276合金相當,甚至稍優。
表5.12列出了兩種超(chao)級(ji)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的力學性能。由(you)于鋼中高鉬(mu)、高氮量的強化作用(yong),超(chao)級(ji)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的屈(qu)服強度約(yue)比普通鉻鎳(nie)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼高50%,雖(sui)然塑、韌性稍有降低,但并不(bu)影響超(chao)級(ji)奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼的工(gong)程應(ying)用(yong)。
超級(ji)(ji)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼主要用于海(hai)洋開發(fa)、海(hai)水(shui)淡化、紙漿(jiang)生產和(he)煙氣(qi)脫硫裝(zhuang)置等(deng)領域(yu)。圖5.18系一種(zhong)超級(ji)(ji)奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(德國牌號(hao) Cronifor 1925hMo,化學(xue)成分標(biao)號(hao) 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),在煙氣(qi)脫硫(FGD)條件下(xia),使(shi)用范圍在50~70℃,并與(yu)幾種(zhong)不(bu)銹鋼和(he)高鎳(nie)合(he)金進(jin)行了比較。
由(you)于(yu)在(zai)超級奧氏體不銹(xiu)鋼中鉻、鉬、氮(dan)量(liang)高,在(zai)冶(ye)金廠生產和用戶使用此類鋼時的難點是:冶(ye)煉時高氮(dan)量(liang)的控制;鋼的熱塑(su)性差,熱加工(gong)工(gong)藝的掌握;在(zai)熱加工(gong)、熱處理和焊(han)接(jie)過程中, χσ 相(xiang)等脆(cui)性相(xiang)易析(xi)出(chu)的防止等。