當鉻鎳奧氏體不(bu)銹鋼的耐點蝕當量值≥40%時,便可稱為超級奧氏體不銹鋼。超級奧氏體不銹(xiu)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相媲美。
超級奧氏體不銹鋼(gang)分6%Mo型和7%Mo型兩類(lei),分別于(yu)20世紀70年(nian)代(dai)和90年(nian)代(dai)問世。
表5.6列入(ru)了自(zi)20世紀(ji)70~90年代以來(lai)問世的(de)8種6%Mo和(he)7%Mo型超級奧氏(shi)體不銹鋼的(de)牌(pai)號(hao)和(he)化(hua)學成分,按它們的(de)耐點蝕(shi)當量(liang)(PRE)值計算,7%Mo型超級奧氏(shi)體不銹鋼654SMO的(de)PRE值可(ke)高達(da)56%。
圖(tu)5.17和表5.7系超級奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)和耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)性能與各種鉻鎳奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)性能的(de)比較。可以(yi)看出(chu),超級奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)254 SMO和AL 6XN 性能最佳。從圖(tu)5.17中還可看出(chu),相同PRE值條件(jian)下,臨界(jie)點(dian)蝕(shi)和臨界(jie)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)溫度間相差較大(da)且(qie)隨PRE值的(de)增加還有進(jin)一(yi)步拉大(da)的(de)趨勢,這充分(fen)說明,從合(he)金(jin)化入手解(jie)(jie)決(jue)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)耐(nai)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)難度要遠(yuan)遠(yuan)大(da)于解(jie)(jie)決(jue)耐(nai)點(dian)腐(fu)蝕(shi)的(de)難度。因此,從結構(gou)設計和應用(yong)過程中避免產(chan)生(sheng)縫(feng)隙(xi)(xi)入手解(jie)(jie)決(jue)縫(feng)隙(xi)(xi)腐(fu)蝕(shi)的(de)問(wen)題是最佳途徑,需(xu)要予以(yi)重視。
表(biao)5.8~表(biao)5.10系(xi)在(zai)一些(xie)試驗條件(jian)下,幾種超(chao)級(ji)奧氏體不銹鋼與知名(ming)高鎳(nie)(鎳(nie)基)耐(nai)蝕合(he)金(jin) Inconel 625(0Cr22Ni61Mo9Nb4)和 Hastelloy C-276 (00Cr16Ni6cMo16W4)耐(nai)點蝕、耐(nai)縫隙腐蝕性能的比較。
從表5.8~表5.11可以(yi)看出,高鉬量(liang)與高氮、高鉻(ge)量(liang)使654 SMO具(ju)有(you)較Inconel 625更佳(jia)的耐(nai)點蝕(shi)、耐(nai)縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)性能,而且在許多試驗條件下還可與Hastelloy C-276合金(jin)相當,甚至稍優(you)。
表5.12列出了兩種超級(ji)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的力學(xue)性(xing)能。由于鋼(gang)中高鉬(mu)、高氮量(liang)的強化作用(yong),超級(ji)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的屈服強度約(yue)比普通鉻鎳(nie)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)高50%,雖(sui)然塑、韌性(xing)稍有降低,但并不影(ying)響超級(ji)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的工程應用(yong)。
超級(ji)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼主要用于(yu)海洋開(kai)發、海水淡化(hua)(hua)、紙漿生產和煙氣脫硫(liu)裝置等領域。圖5.18系一種(zhong)(zhong)超級(ji)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(德國牌號 Cronifor 1925hMo,化(hua)(hua)學(xue)成分標(biao)號 00Cr19Ni25Mo6.5Cu0.9N0.2),在煙氣脫硫(liu)(FGD)條件下,使用范圍(wei)在50~70℃,并與幾種(zhong)(zhong)不銹(xiu)(xiu)鋼和高鎳合金(jin)進行了比較。
由于在超級(ji)奧氏體不銹鋼(gang)(gang)中鉻(ge)、鉬(mu)、氮(dan)量高,在冶金廠生(sheng)產和(he)用戶(hu)使(shi)用此類(lei)鋼(gang)(gang)時的(de)(de)難點是:冶煉(lian)時高氮(dan)量的(de)(de)控制;鋼(gang)(gang)的(de)(de)熱塑性差,熱加(jia)(jia)工(gong)工(gong)藝(yi)的(de)(de)掌握(wo);在熱加(jia)(jia)工(gong)、熱處理和(he)焊接過程中, χσ 相等(deng)脆性相易(yi)析出的(de)(de)防止等(deng)。