超級不鏽鋼係指超級鐵素體不鏽鋼(高鉻量、高鉬量,且耐點蝕當量值≥35)、超級奧氏體不鏽鋼(高鉻量、高鉬量、高氮量,且耐點蝕當量值≥40)及超級雙相不鏽鋼(耐點蝕當量值≥40)。這三類不鏽鋼於20世紀60~90年代先後問世,它們的耐腐蝕性能,特別是耐點蝕、耐縫隙腐蝕等局部腐蝕性能遠優於原有不鏽鋼,並填補了長期以來不鏽鋼(鐵基耐蝕合金)與髙鎳(鐵鎳基和鎳基)耐蝕合金之間沒有高耐蝕性不鏽鋼的空白。
髙鎳耐蝕合金中的鐵鎳基耐蝕合金係指Ni≥30%,Ni+Fe≥60%的那些牌號。鐵鎳基耐蝕合金係在鉻鎳奧氏體不鏽鋼的基礎上提高鎳量於1940年nian開kai始shi工gong業ye生sheng產chan的de一yi些xie牌pai號hao。至zhi今jin也ye已yi經jing曆li了le半ban個ge多duo世shi紀ji的de發fa展zhan曆li程cheng,牌pai號hao不bu斷duan增zeng加jia,應ying用yong日ri益yi廣guang泛fan,已yi形xing成cheng了le完wan整zheng的de鐵tie鎳nie基ji係xi列lie耐nai蝕shi合he金jin。
鎳基耐蝕合金係指Ni≥50%的那些牌號。自1905年第一個牌號Ni68Cu28(即Monel 400)問世至今已逾百年。其中,1930年出現的Ni-Cr型、Ni-Mo型二元係和Ni-Cr-Mo(W)型三元素以及1940年出現的Ni-Cr-Mo-Cu型四元係耐蝕合金至今也已經曆了70~80年的發展曆程,根據需求在發展中不斷改進和完善,有些牌號至今已經經曆了第一代、第二代、第三代等多代且仍在改進中。
了解超級不鏽鋼和鐵鎳基、鎳基耐蝕合金的基礎知識以及材料的牌號、化學成分、組織和性能特點及其應用等,基於以下考慮。
第一,縱觀鐵基耐蝕合金即不鏽鋼(包括超級不鏽鋼)、髙鎳耐蝕合金(包括鐵鎳基和鎳基耐蝕合金)近百年的發展曆程,可以看出:自超級不鏽鋼麵世,不鏽鋼的進一步延伸,使鐵基與鐵鎳基和鎳基耐蝕合金之間自然、緊密地聯係在一起,形成了牌號最多、品種齊全、產量最大,性能適應性強,應用範圍最為廣泛、最完整的耐蝕金屬材料體係。
第二,眾所周知,超級奧氏體和超級雙相不鏽鋼已屬於Fe-Cr-Ni係合金,而超級鐵素體不鏽鋼除個別牌號外,目前均含有2%~4%的鎳,因此,此類不鏽鋼也進入了Fe-Cr-Ni合金係中,而鐵鎳基和鎳基耐蝕合金中,除Ni-Cu、Ni-Mo兩類元係合金外,其他合金均已在Fe-Cr-Ni(或Ni-Cr-Fe)係之列。從圖5中便可找到超級不鏽鋼以及鐵鎳基和鎳基耐蝕合金在Fe-Cr-Ni(或Ni-Cr-Fe)三元係相圖中所處的位置和它們的鉻、鎳、鐵元素含量的大致範圍。
圖5 Fe-Cr-Ni(或Ni-Cr-Fe)三元合金1000℃快冷後的相圖
第三,超級不鏽鋼和鐵鎳基及鎳基耐蝕合金在發展和改進過程中,為獲得最佳的性能,所研究的內容都主要是材料的化學成分、組織結構和各種性能(成分-組織-性能)之間的關係以及純淨度、均勻性、表麵狀況等的影響(見圖6)。同時目前亟待解決的課題之一也都是如何解決隨材料中的鉻、鉬量和鉻、鉬、氮量不斷增加所引起的材料組件熱穩定性的下降和焊後(或熱加工、熱成型後)塑形、韌性和耐蝕性的劣化問題。
圖6 影響超級不鏽鋼和鐵鎳基及鎳基耐蝕合金性能和質量的主要因素
zuihou,yeshizuizhongyaode,muqianwoguoyishishijieshangzuidadebuxiugangshengchanguohexiaofeiguo。danyaojianchengbuxiuganggongyeqiangguo,zerenzhongdaoyuan。dangqianweileshixianjienengjianpai,shengchanheyingyonggaoxingneng、高質量、長壽命周期和低成本的材料已成為不鏽鋼和高鎳耐蝕合金發展的重要方向。麵對我國工業化過程中現代工業,例如石油、化工、石化、機械、能源(燃煤、燃油電廠和核電以及陸地、海洋深井和超深井油氣田開發等)工業以及環保(如煙氣脫硫)、海洋開發(如海水淡化、海洋工程)等領域中,大型裝置和關鍵裝備、構gou件jian等deng對dui高gao耐nai蝕shi性xing能neng和he高gao質zhi量liang的de超chao級ji不bu鏽xiu鋼gang和he高gao鎳nie耐nai蝕shi合he金jin材cai料liao實shi現xian國guo產chan化hua並bing研yan發fa具ju有you我wo國guo自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan的de新xin型xing超chao級ji不bu鏽xiu鋼gang和he高gao鎳nie耐nai蝕shi合he金jin材cai料liao的de需xu求qiu,了le解jie超chao級ji不bu鏽xiu鋼gang和he高gao鎳nie耐nai蝕shi合he金jin材cai料liao基ji礎chu並bing側ce重zhong於yu實shi用yong是shi必bi要yao的de。
對超級不鏽鋼和高鎳耐蝕合金生產、使用、研究、設計等領域的從業者,了解國內外超級不鏽鋼和高鎳耐蝕合金的發展過程、現狀和最新進展,掌握超級不鏽鋼和高鎳耐蝕合金的基礎知識,熟悉各種具體材料牌號的化學成分、組織結構和各種性能特點及其影響因素,是必要的。

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