不銹鋼的發展歷史一再證明,微量的有害元素的存在或有益元素的添加,往往對耐腐蝕等性能帶來很大影響。例如,降低奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼中的磷的含量至一定水平,可以取得顯著提高其抗非敏化態和敏化態晶(jing)間腐蝕、抗應力(li)腐(fu)蝕和點腐(fu)蝕的良好效果。即使在原有鋼種標準化學成分的范圍內,根據不同用途和目的需要,如降低或從嚴控制某些雜質元素的含量,其耐腐蝕等性能可獲得成倍、甚至數十倍的改善。自60年代、尤其是70年代以來,不銹鋼的一個主要發展方向,是采用高純化(降低有害雜質元素)和微合金化(添加少量有益元素)的方法,改善各種性能,達到所謂最佳化的效果。這是新一代不銹鋼的重要特點。例如,70年代發展了硝酸級Cr-Ni奧氏體不銹鋼和尿素級Cr-Ni-Mo 奧氏體不銹鋼等。但由于受爐外精煉工藝技術水平和價格因素的制約,如碳、磷、硅等含量只能作適當降低。嚴格講,像硝酸級和尿素級類鋼仍屬于第三代、即超低碳不銹鋼的改良型,還達不到真正高純級水平。一般其有害雜質含量大體為:≤0≤0.02%C、≤0.02%P、≤0.440%Si(隨具體鋼種有所出入)。這種改良型比普通超低碳鋼,不僅非敏化態,而且敏化態晶間腐蝕性能均有了較大改善(磷、硅對敏化態晶間腐蝕也有顯著影響)。
高純(chun)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼的(de)實驗室生產始于60年代(dai)初(chu)。一般其(qi)有害雜(za)質元素上限(xian)為:≤0.01%C、≤0.01%P、≤0.10%Si等(deng)。它可基本消除敏化(hua)(hua)態、大(da)(da)大(da)(da)改善(shan)抗(kang)非敏化(hua)(hua)態晶間腐蝕的(de)能(neng)力,并具有良好的(de)抗(kang)應力腐蝕性(xing)能(neng)。我國于70年代(dai)中(zhong)期(qi)以后(hou),逐漸(jian)發展了超(chao)低碳改良型和高純(chun)度的(de)硝酸級(ji)(ji)和尿素級(ji)(ji)奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼,如高純(chun)18-8(000Cr19Ni15,簡(jian)稱(cheng)C18)鋼等(deng),可稱(cheng)第四代(dai)。據(ju)腐蝕調(diao)查,大(da)(da)型尿素汽提管(guan),采用尿素級(ji)(ji)00Cr25Ni22Mo2N鋼,凡(fan)其(qi)磷、硅(gui)含量控(kong)制在高純(chun)范(fan)圍內者(zhe),比接近其(qi)標準成分上限(xian)者(zhe),耐蝕性(xing)約提高1倍。可見,高純(chun)化(hua)(hua)的(de)敏感性(xing)和優(you)越性(xing)。
此外,還發展了(le)一類專(zhuan)門針對抗(kang)應力腐蝕的高純(chun)奧氏體不銹鋼(gang)。主(zhu)要控制(zhi)(zhi)有害元素(su)為磷、氮等(各(ge)種(zhong)雜質(zhi)總量限(xian)制(zhi)(zhi)在極(ji)低水平(ping))。據報道,性能(neng)頗佳。