奧氏體不銹鋼由于在生產和應用方面具有突出的優越性,產量和使用范圍日益擴大,很快占據不銹鋼的主導地位。針對不同的需求,奧氏體不(bu)銹鋼經過不斷的發展和改進,牌號越來越多,逐步形成當前較為完整的奧氏體不銹鋼品種系列(見圖2-1-1)。目前,在世界范圍內和各主要不銹鋼生產國中,奧氏體不銹鋼產量約占不銹鋼總產量的70%。


圖 1.jpg


  最早的奧氏體不銹鋼于1912年在德國發明,1914年定名為V2A的第一個奧氏體不銹鋼在制堿和合成氨生產中獲得工業應用。其主要成分為20%鉻、7%鎳,但碳含量較高,約為0.25%。其后隨著生產工藝的改進,逐漸演變成為人們所熟知的18-8型不銹鋼,即0Cr18Ni9(304不銹鋼)。受冶煉水平的限制,早期的18-8型不銹鋼中含有較高的碳,很容易與鉻形成碳化物,對耐蝕至關重要的鉻元素受到損失,降低了耐蝕性能。為了避免這種情況發生,人們開發了鈦、鈮穩定化的奧氏體不銹鋼,其中以1Cr18Ni9Ti(321)不銹鋼最有名。其原理很簡單,就是利用穩定化處理,使鈦、鈮優先與碳結合,避免了碳與鉻結合。321不銹鋼因其優良的力學性能和耐蝕性能,曾廣泛應用于飛機制造等領域。1Cr18Ni9Ti不銹鋼的出現對于解決敏化態晶間腐蝕起到了非常重要的作用,但這類鋼也有不足之處,如在進行焊接時,往往會出現一種類似刀狀的腐蝕;鋼中含有鈦、鈮貴金屬,經濟性不太好;鈦容易在鋼中形成TiN夾雜,易發生表面質量問題等。



  我(wo)國(guo)從1952年開始采用蘇聯標準生產321不(bu)(bu)銹鋼,其成為我(wo)國(guo)最早研制的(de)不(bu)(bu)銹鋼品種之一。由(you)于受到冶金裝備(bei)的(de)制約和(he)蘇聯材料體系的(de)影響,直至20世紀90年代,1Cr18Ni9Ti不(bu)(bu)銹鋼在(zai)我(wo)國(guo)都長期占(zhan)據統治(zhi)地(di)位,約占(zhan)我(wo)國(guo)當時不(bu)(bu)銹鋼總產量70%~75%。



  隨(sui)著(zhu)20世紀60年代AOD、VOD等爐外精煉技術的(de)出現,可將鋼(gang)中的(de)碳(tan)控制在0.03%以內,從(cong)而發展了超低碳(tan)奧氏體不銹鋼(gang),代表牌號為00Cr19Ni10(304L)。和304比較,此鋼(gang)的(de)碳(tan)含量(liang)進(jin)一步降低,同時為保證(zheng)完全奧氏體組(zu)織,鋼(gang)中鉻、鎳(nie)含量(liang)略有(you)提高。此鋼(gang)最(zui)大的(de)特(te)點是耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)好,特(te)別是耐(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng)顯著(zhu)提高。



  我國也較早開始研制這類低碳、超低碳奧氏體不銹鋼鋼種,但限于當時我國的冶金工藝裝備條件只能使用電爐冶煉,對原材料要求高,產品價格貴,生產過程中將碳量降低到所要求的水平相當困難,低碳不銹鋼的推廣應用與當時的歐美先進水平存在差距。“六五”期間我國重點解決了不銹鋼的二次精煉裝備和工藝,先后在鋼廠建成多座AOD和VOD的精煉設備,實現了將碳含量降至0.03%以下且可以使用廉價的原材料。“七五”期間,我國重點解決了低碳、超低碳奧氏體不銹鋼性能水平達到國際水平的軟件技術開發。針對化工、輕工、紡織等行業,集中開發了00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2等牌號。20世紀90年代以后,我國304L不銹鋼(gang)316L不銹鋼等低碳、超低碳奧氏體不銹鋼品種迎來了蓬勃發展,逐漸成為我國不銹鋼中的最主要鋼種。



  304L不銹鋼通過降低碳含量,在顯著提升耐晶間(jian)腐(fu)蝕性能的同時,卻帶來鋼的固溶強度偏低的劣勢。



  在(zai)(zai)(zai)對強(qiang)(qiang)度、耐蝕(shi)綜合(he)(he)性能(neng)有(you)(you)高(gao)(gao)(gao)(gao)要求的(de)(de)(de)(de)應(ying)用場(chang)合(he)(he),氮(dan)(dan)(dan)合(he)(he)金化(hua)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)逐漸引(yin)起了(le)(le)(le)人們(men)的(de)(de)(de)(de)重視。早在(zai)(zai)(zai)20世紀40年(nian)代,由于當時(shi)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)貴重元素鎳(nie)資源的(de)(de)(de)(de)奇(qi)缺,促使(shi)了(le)(le)(le)人們(men)對鉻鎳(nie)錳(meng)氮(dan)(dan)(dan)和鉻錳(meng)氮(dan)(dan)(dan)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)廣泛研(yan)(yan)(yan)究,使(shi)得(de)Cr-Mn-Ni-N不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)系(xi)列即美國200系(xi)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)誕(dan)生。鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)主要是(shi)靠錳(meng)提高(gao)(gao)(gao)(gao)其(qi)(qi)溶解度,含(han)量(liang)(liang)在(zai)(zai)(zai)0.10%~0.25%范圍內。但是(shi)受限于冶煉技(ji)術(shu)(shu),一(yi)方(fang)面碳(tan)含(han)量(liang)(liang)仍然很(hen)難(nan)降低到0.06%以(yi)下,另一(yi)方(fang)面氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)加入(ru)和固溶缺乏(fa)有(you)(you)效(xiao)手(shou)段,200系(xi)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)綜合(he)(he)性能(neng)上并(bing)(bing)沒有(you)(you)300系(xi)優良,因(yin)而只(zhi)在(zai)(zai)(zai)一(yi)些(xie)低端的(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)(he)得(de)到了(le)(le)(le)應(ying)用,并(bing)(bing)且逐漸淡(dan)出(chu)了(le)(le)(le)研(yan)(yan)(yan)究者們(men)的(de)(de)(de)(de)視線(xian)。到了(le)(le)(le)20世紀70年(nian)代,隨著(zhu)AOD等爐外精煉技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)發展,特別是(shi)加壓(ya)冶金技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)出(chu)現,更高(gao)(gao)(gao)(gao)氮(dan)(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)得(de)以(yi)研(yan)(yan)(yan)制成功(gong),氮(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)(liang)越來越高(gao)(gao)(gao)(gao),給奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)帶來了(le)(le)(le)性能(neng)上的(de)(de)(de)(de)許多有(you)(you)益的(de)(de)(de)(de)變(bian)化(hua)。具體(ti)(ti)(ti)(ti)表現在(zai)(zai)(zai):(1)氮(dan)(dan)(dan)是(shi)強(qiang)(qiang)效(xiao)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成元素,1千克的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)相當于6~22千克鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)作用,在(zai)(zai)(zai)鎳(nie)當量(liang)(liang)公式(shi)中(zhong)(zhong),氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)系(xi)數為18~30,表明(ming)其(qi)(qi)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形(xing)成能(neng)力非常強(qiang)(qiang)。(2)氮(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)顯著(zhu)提高(gao)(gao)(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)同時(shi),并(bing)(bing)不(bu)(bu)(bu)降低材料的(de)(de)(de)(de)塑韌性,在(zai)(zai)(zai)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong),每加入(ru)0.10%的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan),其(qi)(qi)強(qiang)(qiang)度提高(gao)(gao)(gao)(gao)約60~100兆帕,前提條件是(shi)氮(dan)(dan)(dan)必須(xu)固溶存在(zai)(zai)(zai)。此外,氮(dan)(dan)(dan)也能(neng)提高(gao)(gao)(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)抗(kang)蠕變(bian)、疲(pi)勞、磨損以(yi)及低溫性能(neng)。(3)氮(dan)(dan)(dan)有(you)(you)效(xiao)地促進了(le)(le)(le)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐點蝕(shi)、縫隙腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力,其(qi)(qi)作用是(shi)鉻的(de)(de)(de)(de)16~30倍(bei)(bei),鉬的(de)(de)(de)(de)5倍(bei)(bei)。同時(shi),適量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)含(han)量(liang)(liang)也有(you)(you)利于提高(gao)(gao)(gao)(gao)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。因(yin)而在(zai)(zai)(zai)20世紀末至21世紀初,掀起了(le)(le)(le)高(gao)(gao)(gao)(gao)氮(dan)(dan)(dan)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)研(yan)(yan)(yan)究的(de)(de)(de)(de)熱潮,研(yan)(yan)(yan)發了(le)(le)(le)大量(liang)(liang)高(gao)(gao)(gao)(gao)氮(dan)(dan)(dan)奧(ao)(ao)(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)材料,并(bing)(bing)廣泛應(ying)用于油(you)氣開采、礦(kuang)山機(ji)械、低溫超導等領域。



  由于大(da)(da)量(liang)的(de)(de)高氮(dan)(dan)(dan)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)均需(xu)要(yao)(yao)配合加(jia)壓冶煉,很難滿足低(di)(di)成(cheng)本的(de)(de)要(yao)(yao)求,從(cong)而(er)在21世紀(ji)初氮(dan)(dan)(dan)合金(jin)化奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)研(yan)發(fa)(fa)演變成(cheng)兩個方(fang)向(xiang):(1)以(yi)追(zhui)求高性(xing)(xing)能(neng)(neng)為(wei)主要(yao)(yao)目的(de)(de),或者是(shi)高強高韌的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),或者是(shi)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)和(he)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)兼顧的(de)(de)超級奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。主要(yao)(yao)利(li)用(yong)(yong)(yong)氮(dan)(dan)(dan)對(dui)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)貢獻,通過(guo)特殊(shu)的(de)(de)冶煉工藝和(he)恰當(dang)的(de)(de)合金(jin)設計,將氮(dan)(dan)(dan)極大(da)(da)地(di)固溶于鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中,從(cong)而(er)研(yan)制出力學性(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)均非常優異(yi)的(de)(de)特殊(shu)用(yong)(yong)(yong)途不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。此方(fang)面工作以(yi)德(de)國(guo)、保(bao)加(jia)利(li)亞、瑞士和(he)日(ri)本為(wei)代表,材料主要(yao)(yao)用(yong)(yong)(yong)于特殊(shu)領域,如超導(dao)、國(guo)防軍工等(deng)(deng)。日(ri)本國(guo)立材料研(yan)究院(NIMS)于2000年后開(kai)展的(de)(de)面向(xiang)海洋開(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)高氮(dan)(dan)(dan)高鉬奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)列研(yan)究工作,氮(dan)(dan)(dan)含量(liang)達1%左右。(2)以(yi)節約資源、降低(di)(di)成(cheng)本為(wei)主要(yao)(yao)目的(de)(de)的(de)(de)經濟型不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。此類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)利(li)用(yong)(yong)(yong)氮(dan)(dan)(dan)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組織的(de)(de)影響(xiang),部分或全部替代貴重(zhong)金(jin)屬鎳,使得鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在較(jiao)低(di)(di)的(de)(de)原料成(cheng)本下仍(reng)保(bao)持奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織,從(cong)而(er)在性(xing)(xing)能(neng)(neng)上兼顧奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)特點和(he)氮(dan)(dan)(dan)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)作用(yong)(yong)(yong),進一(yi)步擴大(da)(da)了不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)使用(yong)(yong)(yong)。如美國(guo)在20世紀(ji)60年代后逐步開(kai)發(fa)(fa)的(de)(de)Nitronic合金(jin)系(xi)列,奧地(di)利(li)伯(bo)樂(Bohler)公(gong)司生(sheng)產的(de)(de)無(wu)磁鉆鋌系(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)(deng)。針對(dui)中國(guo)市場對(dui)低(di)(di)成(cheng)本不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)需(xu)求,美國(guo)開(kai)發(fa)(fa)了204Cu不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),蒂森克(ke)虜伯(bo)(Thyssenkrupp)公(gong)司開(kai)發(fa)(fa)了Nirostal.4640不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),山特維克(ke)(Sandvik)公(gong)司開(kai)發(fa)(fa)了Loniflex 不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。



  我國在20世紀90年代開始比較系統地開展氮在不銹鋼中應用的研究工作,主要為國防軍工等特殊性能要求的不銹鋼進行的研究。2000年后,由于國際上對高氮不銹鋼的開發熱潮及對氮的有益作用的深刻認識,國內不銹鋼行業開始重視氮在不銹鋼中的應用,并廣泛在304、316奧氏體不銹鋼中加入適當氮以提高力學性能和耐蝕性能。2004年新修訂的不銹鋼牌號標準中,增加了304N、304LN、316NG不銹(xiu)鋼316LN不(bu)銹鋼等含氮奧氏體不銹鋼。但是當時對氮在不銹鋼中的存在形式和作用的認識還比較模糊。盡管鋼鐵研究總院、上海材料研究所等單位很早就關注氮合金化不銹鋼的學術動態,但是真正掀起全國范圍的氮合金化不銹鋼研究熱潮是在2006年于四川九寨溝召開的高氮鋼國際會議。鋼鐵研究總院在國家“973計劃”基礎研究的支持下,系統研究了1Cr22Mn16N奧氏體不銹鋼的析出相、韌脆轉變、熱加工和焊接等性能,2009年在國際上率先采用電爐+AOD+連鑄大工業流程于常壓下工業化生產出氮含量超過0.6%的高氮奧氏體不銹鋼。在“十二五”和“十三五”期間,進一步依托國家科技支撐計劃,研制出工業化產品的高氮無磁護環和無磁鉆鋌材料。與此同時,中科院金屬所研究開發了醫用無鎳BIOSSN4不銹鋼,并用于醫療器械的制造。北京科技大學、太鋼、太原科技大學等單位對Mn18Cr18N護環用鋼進行了熱加工等方面的研究。在冶煉工藝方面,鋼鐵研究總院、北京科技大學采用粉末冶金工藝進行了高氮奧氏體不銹鋼的研究。東北大學采用氮氣保護電渣重熔和加壓電渣重熔工藝進行了約1%氮含量的高氮奧氏體不銹鋼的研究。目前,越來越多的氮合金化不銹鋼開始工業生產,據不完全統計,全國每年生產的氮合金化不銹鋼多達1000萬噸以上,占不銹鋼消費量的30%以上。




51.jpg 01.jpg 36.jpg

鎳合金.jpg 43.jpg 87.jpg

34.jpg 56.jpg 99.jpg



 至德(de)鋼業,我們根(gen)據您的實際需求,給出參考建議,為您提供(gong)高性(xing)價(jia)比的不(bu)銹鋼管道及配件。