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(xiu)鋼的主導地位。針對不同的需求,奧氏體不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(xiu)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(xiu)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(cong)1952年開始(shi)采用(yong)蘇(su)聯標準(zhun)生產321不銹鋼(gang),其(qi)成為我(wo)國(guo)最早研(yan)制的(de)不銹鋼(gang)品種之(zhi)一。由(you)于受到冶金裝備的(de)制約和蘇(su)聯材料(liao)體系的(de)影(ying)響,直至20世紀90年代,1Cr18Ni9Ti不銹鋼(gang)在我(wo)國(guo)都長期占(zhan)據統治地位,約占(zhan)我(wo)國(guo)當時(shi)不銹鋼(gang)總產量70%~75%。



  隨(sui)著20世紀60年代AOD、VOD等爐(lu)外精(jing)煉技術的(de)出現,可(ke)將(jiang)鋼中(zhong)的(de)碳(tan)控制在(zai)0.03%以(yi)內,從而發展了超低(di)碳(tan)奧氏體(ti)不銹鋼,代表牌號為00Cr19Ni10(304L)。和304比較,此鋼的(de)碳(tan)含量(liang)進一步降低(di),同(tong)時為保(bao)證(zheng)完(wan)全奧氏體(ti)組織,鋼中(zhong)鉻、鎳(nie)含量(liang)略有提高(gao)。此鋼最(zui)大的(de)特(te)點是耐腐蝕(shi)性(xing)能好(hao),特(te)別是耐晶間腐蝕(shi)性(xing)能顯著提高(gao)。



  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316L不銹鋼(gang)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)(zai)對(dui)強(qiang)(qiang)度、耐蝕(shi)綜合(he)(he)(he)性(xing)(xing)能有(you)高(gao)(gao)要求的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)場(chang)合(he)(he)(he),氮(dan)(dan)合(he)(he)(he)金化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)逐漸引起(qi)了人們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)視。早(zao)在(zai)(zai)(zai)(zai)20世(shi)紀(ji)40年代(dai),由于當(dang)時不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中貴重(zhong)(zhong)元素鎳(nie)資源的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奇缺,促使了人們(men)對(dui)鉻鎳(nie)錳(meng)氮(dan)(dan)和(he)鉻錳(meng)氮(dan)(dan)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)廣泛研(yan)(yan)究(jiu),使得Cr-Mn-Ni-N不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)列即美國200系(xi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)誕生。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)主要是(shi)(shi)(shi)靠錳(meng)提(ti)(ti)高(gao)(gao)其(qi)溶(rong)(rong)解度,含(han)量(liang)在(zai)(zai)(zai)(zai)0.10%~0.25%范圍內。但是(shi)(shi)(shi)受限于冶(ye)(ye)煉技(ji)術(shu),一方(fang)面碳(tan)含(han)量(liang)仍然很難降(jiang)(jiang)低(di)(di)到0.06%以(yi)下,另一方(fang)面氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入和(he)固溶(rong)(rong)缺乏(fa)有(you)效(xiao)(xiao)手段,200系(xi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)(zai)(zai)(zai)綜合(he)(he)(he)性(xing)(xing)能上(shang)并(bing)沒(mei)有(you)300系(xi)優良,因而只在(zai)(zai)(zai)(zai)一些低(di)(di)端的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)(he)(he)得到了應(ying)(ying)用(yong),并(bing)且逐漸淡出(chu)了研(yan)(yan)究(jiu)者們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)視線(xian)。到了20世(shi)紀(ji)70年代(dai),隨著(zhu)AOD等爐(lu)外精煉技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展,特別是(shi)(shi)(shi)加(jia)壓冶(ye)(ye)金技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)出(chu)現,更高(gao)(gao)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)得以(yi)研(yan)(yan)制成功(gong),氮(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)量(liang)越(yue)(yue)來(lai)(lai)越(yue)(yue)高(gao)(gao),給奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)帶(dai)來(lai)(lai)了性(xing)(xing)能上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)許(xu)多(duo)有(you)益的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變化。具體(ti)(ti)(ti)(ti)表(biao)現在(zai)(zai)(zai)(zai):(1)氮(dan)(dan)是(shi)(shi)(shi)強(qiang)(qiang)效(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成元素,1千克的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)相當(dang)于6~22千克鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong),在(zai)(zai)(zai)(zai)鎳(nie)當(dang)量(liang)公式中,氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)數為18~30,表(biao)明(ming)其(qi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)形成能力(li)非常強(qiang)(qiang)。(2)氮(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)(zai)顯著(zhu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時,并(bing)不(bu)(bu)(bu)(bu)降(jiang)(jiang)低(di)(di)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑韌(ren)性(xing)(xing),在(zai)(zai)(zai)(zai)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中,每加(jia)入0.10%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan),其(qi)強(qiang)(qiang)度提(ti)(ti)高(gao)(gao)約60~100兆帕,前(qian)提(ti)(ti)條件是(shi)(shi)(shi)氮(dan)(dan)必須固溶(rong)(rong)存在(zai)(zai)(zai)(zai)。此外,氮(dan)(dan)也能提(ti)(ti)高(gao)(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗蠕變、疲(pi)勞(lao)、磨損以(yi)及低(di)(di)溫性(xing)(xing)能。(3)氮(dan)(dan)有(you)效(xiao)(xiao)地促進(jin)了奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)耐點蝕(shi)、縫隙腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力(li),其(qi)作用(yong)是(shi)(shi)(shi)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)16~30倍,鉬(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)5倍。同(tong)(tong)時,適量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)含(han)量(liang)也有(you)利于提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能力(li)。因而在(zai)(zai)(zai)(zai)20世(shi)紀(ji)末至21世(shi)紀(ji)初,掀起(qi)了高(gao)(gao)氮(dan)(dan)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱潮(chao),研(yan)(yan)發了大量(liang)高(gao)(gao)氮(dan)(dan)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材料,并(bing)廣泛應(ying)(ying)用(yong)于油氣開(kai)采(cai)、礦山(shan)機械、低(di)(di)溫超導等領域。



  由于(yu)大量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)氮(dan)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)均需要(yao)(yao)配(pei)合加壓冶煉,很難滿足低(di)成本的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu),從(cong)(cong)而(er)在21世(shi)紀初氮(dan)合金化奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)研發演變成兩個方向(xiang):(1)以追求(qiu)高(gao)性(xing)能(neng)為主要(yao)(yao)目的(de)(de)(de)(de)(de),或(huo)者是(shi)高(gao)強(qiang)高(gao)韌的(de)(de)(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),或(huo)者是(shi)耐(nai)蝕(shi)性(xing)和(he)力學性(xing)能(neng)兼(jian)顧的(de)(de)(de)(de)(de)超級奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。主要(yao)(yao)利用(yong)氮(dan)對(dui)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)力學性(xing)能(neng)和(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)貢獻,通過特(te)(te)殊(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)冶煉工藝和(he)恰當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)合金設計,將氮(dan)極大地固溶于(yu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong),從(cong)(cong)而(er)研制出(chu)力學性(xing)能(neng)和(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)均非常(chang)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)殊(shu)用(yong)途不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。此方面工作以德(de)國(guo)(guo)(guo)、保加利亞、瑞士和(he)日本為代表,材(cai)料(liao)主要(yao)(yao)用(yong)于(yu)特(te)(te)殊(shu)領域,如(ru)超導、國(guo)(guo)(guo)防軍工等。日本國(guo)(guo)(guo)立材(cai)料(liao)研究院(NIMS)于(yu)2000年后開(kai)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)面向(xiang)海洋開(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)氮(dan)高(gao)鉬(mu)奧(ao)氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)系(xi)(xi)列研究工作,氮(dan)含(han)量(liang)達1%左(zuo)右(you)。(2)以節約資源、降(jiang)低(di)成本為主要(yao)(yao)目的(de)(de)(de)(de)(de)的(de)(de)(de)(de)(de)經濟(ji)型不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)。此類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)利用(yong)氮(dan)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)組織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)影響,部(bu)分(fen)或(huo)全部(bu)替代貴重(zhong)金屬鎳,使得鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)在較低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)原料(liao)成本下仍保持奧(ao)氏體(ti)組織(zhi),從(cong)(cong)而(er)在性(xing)能(neng)上兼(jian)顧奧(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)特(te)(te)點和(he)氮(dan)對(dui)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong),進一步擴大了不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)。如(ru)美國(guo)(guo)(guo)在20世(shi)紀60年代后逐步開(kai)發的(de)(de)(de)(de)(de)Nitronic合金系(xi)(xi)列,奧(ao)地利伯樂(Bohler)公(gong)(gong)司(si)生產的(de)(de)(de)(de)(de)無磁鉆鋌系(xi)(xi)列鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等。針對(dui)中(zhong)國(guo)(guo)(guo)市場對(dui)低(di)成本不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu),美國(guo)(guo)(guo)開(kai)發了204Cu不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),蒂森克虜伯(Thyssenkrupp)公(gong)(gong)司(si)開(kai)發了Nirostal.4640不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang),山(shan)特(te)(te)維克(Sandvik)公(gong)(gong)司(si)開(kai)發了Loniflex 不銹(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不銹鋼(gang)316LN不銹鋼(gang)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(zhi)德鋼業,我們根(gen)據您的(de)實際需求,給出參(can)考建(jian)議,為您提供(gong)高(gao)性(xing)價比的(de)不銹鋼管(guan)道及配件。