超級奧氏體不銹鋼

簡述 

    超級不銹鋼是一種特種的不銹鋼，首先在化學(xué)成分上與普通不銹鋼304不同，是指含高鎳，高鉻，高鉬的一種高合金不銹鋼。其次在耐高溫或者耐腐蝕的性能上，與304相比，具有更加優(yōu)秀的耐高溫或者耐腐蝕性能，是304不可取代的。另外，從不銹鋼的分類上，特殊不銹鋼的金相組織是一種穩(wěn)定的奧氏體金相組織。

     由于該種特種不銹鋼是一種高合金的材料，所以在制造工藝上相當(dāng)復(fù)雜，人們一般只能依靠傳統(tǒng)工藝來制造這種特種不銹鋼，如灌注，鍛造，壓延等等。

發(fā)展歷史

    超級奧氏體不銹鋼的概念是與超級鐵素體不銹鋼及超級雙相不銹鋼一起出現(xiàn)的。典型的例子為含6%鉬和7%鉬的超級奧氏體不銹鋼。這些鋼種都是針對一些工況條件苛刻的工業(yè)，如石化，化工，造紙和海上系統(tǒng)等等而開發(fā)出來的。

     奧氏體不銹鋼管中著名的牌號有18-8（日常18-10 或 19-9）型的304不銹鋼（00Cr19Ni10)和18-12-2的316（0Cr17Ni12Mo2)。為了解決奧氏體不銹鋼焊后因鉻碳化物析出所導(dǎo)致的鉻貧化而引起的晶間腐蝕敏感性，早期是加入碳化物穩(wěn)定化元素鈦和鈮，20世紀(jì)60年代后期，AOD和VOD等爐外精煉工藝技術(shù)的問世，降低了鋼中碳量到≤0.03%，解決了奧氏體不銹鋼敏化態(tài)（焊后）晶間腐蝕的敏感性，提高了鋼中的純凈度，也解決了鋼的固溶態(tài)晶間腐蝕的敏感性。因此，自20世紀(jì)80年代以來，所開發(fā)的新奧氏體不銹鋼基本上都是超低碳型的。

     為了適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中的耐苛刻介質(zhì)全面腐蝕的需求，在304、316等不銹鋼管基礎(chǔ)上提高鋼的鉻、鎳、鉬含量，以及加入銅、硅等元素或降低雜質(zhì)元素的殘余量，又發(fā)展了許多高合金的新牌號，例含約4.5%Mo的317LM（00Cr18Ni16Mo5)和904L不銹鋼（00Cr20Ni25Mo4.5Cu）以及尿素級、硝酸級、核級、食品級等類型的奧氏體不銹鋼管。根據(jù)1962～1997年間對不銹鋼管大量腐蝕破壞形態(tài)的統(tǒng)計(jì)，可以看出，1962～1971年間全面腐蝕和晶間腐蝕已大量減少，而1962年起到1997年，應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)腐蝕、間隙腐蝕以及腐蝕疲勞等局部腐蝕在腐蝕破壞中仍占有相對高的比例。其中點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕仍占20%以上，應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞仍占10%以上。通過研究，人們已經(jīng)了解到提高奧氏體不銹鋼管中的鎳量可以顯著提高鋼的耐應(yīng)力腐蝕性能，提高鉻、鉬量可以顯著提高鋼的耐點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕的性能，而剛的應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞通常都是有點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕為起源，因此，人們開始關(guān)注耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性能優(yōu)良的高合金奧氏體不銹鋼的研制。

    1970年起，氮作為重要的合金元素在不銹鋼管中的廣泛應(yīng)用，使得不銹鋼管的發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段，氮在奧氏體不銹鋼中的應(yīng)用也為超級奧氏體不銹鋼的誕生創(chuàng)造了條件。超級奧氏體不銹鋼管的發(fā)展來自許多途徑。例如，在已有的AL-6X（00Cr21Ni24Mo6)基礎(chǔ)上加入了氮，產(chǎn)生了AL-6XN（00Cr21Ni24Mo6N),在高鉬的904L不銹鋼管基礎(chǔ)上將鉬含量提高到約6%并加入氮。

特性

    由于超級奧氏體不銹鋼是屬于高鎳高鉬而且含有銅、氮的奧氏體不銹鋼，是比較難熔煉的鋼種，易偏析、開裂等，因此超級奧氏體不銹鋼是不銹鋼中生產(chǎn)工藝要求最高、難度最大的品種，它是鋼廠工藝技術(shù)的集中體現(xiàn)。與其他常用的Cr-Ni奧氏體鋼一樣，超級奧氏體不銹鋼具有良好的冷，熱加工性能。

1、熱鍛時最高加熱溫度可達(dá)1180攝氏度，最低停鍛溫度不小于900攝氏度。

2、熱成型可在1000—1150攝氏度進(jìn)行。

3、熱處理工藝為1100—1150攝氏度，加熱后快冷。

4、雖可采用通用的焊接工藝進(jìn)行焊接，但是最恰當(dāng)?shù)暮附臃椒ㄊ鞘止る娀『负玩u極氬弧焊。

由于904L、254SMO超級奧氏體不銹鋼具有很強(qiáng)的抗點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕、氯離子應(yīng)力腐蝕和抗晶間腐蝕能力尤其對硫酸根離子、氯離子等酸根離子有很好的耐腐蝕性，可以使用在極其惡劣的工作環(huán)境下，因此超級奧氏體不銹鋼的應(yīng)用越來越廣泛。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、海洋：海域環(huán)境的海洋構(gòu)造物，海水淡化，海水養(yǎng)殖，海水熱交換等。

2、環(huán)保領(lǐng)域：火力發(fā)電的煙氣脫硫裝置，廢水處理等。

3、能源領(lǐng)域：原子能發(fā)電，煤炭的綜合利用，海潮發(fā)電等。

4、石油化工領(lǐng)域：煉油，化學(xué)化工設(shè)備等。

5、食品領(lǐng)域：制鹽，醬油釀造等。

超級不銹鋼按照含鉻量的不同，可以分為超級馬氏體不銹鋼和超級奧氏體不銹鋼兩類。