文/韓家林·遼寧超純合金技術工程中心

韓家林

　　本文簡單介紹了超純高鉻鐵素體不銹鋼的耐蝕性能及在不同領域的應用。

　　高鉻鐵素體不銹鋼系合金中，含有24%~32%的鉻，1%~4%的鉬，有時還含有2%~4%的鎳，余為鐵。其具有特別優良的耐蝕性和優良的力學性能、物理性能。原料成本便宜，應該是一種高性價比的耐蝕合金。該類合金雖早在20世紀60年代已陸續發明，但由于室溫脆在生產中難以采用。

　　研究證明，高鉻鐵素體不銹鋼系合金中的碳和氮之和低于150ppm（0.015%）時，脆性轉變溫度即可降到-40℃、-70℃以下，在各種工程領域即可應用。對于降低碳、氮、氧的問題，世界各國開展了一系列研究，有的工藝路線效果雖好，但成本太高。所以，至今尚不能在工業上廣泛推廣使用。

　　朝陽力寶新材料公司掌握了一套超純合金技術，能工業規模地生產碳和氮之和低于150ppm以下的高鉻鐵素體不銹鋼系合金，因而使其可以廣泛地應用于生產。

　　典型合金成分

　　超純高鉻鐵素體不銹鋼合金牌號較多，較典型合金的成分如表1所示。

表1 典型超純高鉻鐵素體不銹鋼合金主要成分

　　由表1可知，超純高鉻鐵素體不銹鋼的二級標準，與國際上的高鉻鐵素體不銹鋼最高標準相當，一級的雜質水平處于國際領先。如Cr29Mo4Ni2國際上C+N含量限制在0.025%以下，而超純水平達到0.020%以下，己經優于國際上的高標準。

　　優良的性能

　　良好的抗均勻腐蝕能力

　　由于合金中含鉻很高，還含有鉬。因此，酸性、堿性，氧化性、還原性，有機、無機等介質中，都具有良好的抗蝕能力，如表2所示。

各種耐蝕合金的耐腐蝕性比較（mm/年）

　　超純高鉻鐵素體不銹鋼在各種腐蝕介質條件下的耐蝕性能均優于鈦及鎳基耐蝕合金。

　　極好的耐應力腐蝕和孔蝕能力

　　一般奧氏體不銹鋼對應力腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕較敏感，限制了其應用范圍。故此，發展了一些高鎳鉻鉬的奧氏體不銹鋼和鎳基及鈦等耐蝕合金，以滿足上述惡劣條件下使用。而高鉻鐵素體不銹鋼具有很高的抗應力腐蝕和抗孔蝕能力，可以代替上述鎳基和鈦等耐蝕合金。高純Cr29Mo4Ni2鋼的耐孔蝕性如表3所示。

表3 高純Cr29Mo4Ni2鋼的耐孔蝕性能

　　鎳基0Cr16Ni54Mo16W4（C-276）合金中，含有很高的鉬和鎢，是當今具有最好的抗孔蝕和縫隙腐蝕合金之一,而高純的Cr29Mo4Ni2鋼具有與它相近的抗孔蝕和縫隙腐蝕能力。

　　優良的工藝性能

　　鐵素體合金高溫屈服強度低、塑性好容易熱加工；同時加工硬化率低、有利于冷成形；且膨脹系數小、熱導率高，易于焊接，且對硫、磷等雜質降低熔點的影響小，所以鐵素體合金比鎳基合金等焊接熱裂傾向小。

　　使用性能良好

　　高鉻鐵素體不銹鋼與奧氏體不銹鋼相比，線膨脹系數約低一半，熱導率約高1/3.這對制造一些熱交換的設備有重要意義，而且強度較高，能夠降低設備重量和成本。

　　節約資源

　　鎳是較稀缺元素，價格比較高。高鉻鐵素體中基本上不含鎳，即使含也很少。如大量推廣，節約鎳效果顯著，具有明顯的資源節約和價格優勢。

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