超級鐵素體不銹鋼產生于20世紀70~80年代,當時工業發展急需能適應各種水質條件的換熱器材料,尤其是以海水為冷卻介質的電廠表面冷凝器。為此,許多國家開發了高鉻鉬的超級鐵素體不銹鋼,即鉻:>25%、鉬:>2%,其耐點蝕和耐縫隙腐蝕的性能遠優于常規鐵(tie)素體不銹鋼,相當于超級奧氏體不銹(xiu)鋼,其耐點蝕指數PREN(wc+3.3wmo)≥35,最高可達40以上。表9.31為已商業化的超級鐵素體不銹鋼的化學成分。


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  超(chao)級鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)按(an)碳(tan)(tan)、氮(dan)含量的不(bu)(bu)(bu)同(tong),可區分為高純(chun)(chun)(chun)和一般純(chun)(chun)(chun)度兩(liang)類(lei)。前者碳(tan)(tan):≤0.01%、氮(dan):≤0.015%、碳(tan)(tan)+氮(dan):≤0.01%;后者采(cai)用(yong)(yong)加入(ru)Ti、Nb穩(wen)定化措施以防(fang)止敏化后耐蝕性(xing)降(jiang)低。高純(chun)(chun)(chun)超(chao)級鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)性(xing)能(neng)好,但生產成本偏高,除在特(te)殊情況下一般不(bu)(bu)(bu)被采(cai)用(yong)(yong);一般純(chun)(chun)(chun)度并加人穩(wen)定化元素一類(lei),可采(cai)用(yong)(yong)通用(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)裝(zhuang)備進(jin)行生產,其性(xing)能(neng)亦(yi)可達(da)到(dao)高純(chun)(chun)(chun)度類(lei)的水平,因此采(cai)用(yong)(yong)較多。GB/T 4237-2015和GB/T 3080-2015納入(ru)了4個超(chao)級鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(見表9.6)。




  由于電力行業使用鐵素體不銹鋼制作熱交換器和冷凝器用不銹(xiu)鋼(gang)焊管日益增多,以替代銅材、鈦合金,我國制定了GB/T 30066-2013《熱交換器和冷凝器用鐵素體不銹鋼(gang)(gang)焊接鋼(gang)(gang)管(guan)》,共列入了23個牌號,其中低鉻類5個、中鉻類6個、高鉻類4個,其余8個為超級鐵素體不銹鋼,超級鐵素體不銹鋼用于氯離子濃度高的海水等介質。外徑不大于60mm、壁厚不大于2.7mm時,鋼管應以冷軋鋼帶為原料,采用不添加填充金屬的自動焊接方法制造。


  GB/T 30066-2013中列人的8個超級鐵素體不銹鋼牌號為008Cr27Mo、022Cr27Ni2Mo4NbTi、022Cr29Mo4NbTi、008Cr30Mo2、019Cr25Mo4Ni4NbTi、008Cr29Mo4、008Cr29Mo4Ni2、012Cr28Ni4Mo2Nb。前面4個牌號亦列入了GB/T 3280-2015,其化學成分見表9.6,但略有差異,主要是對S、P、的要求更為嚴格。其余的4個牌號:019Cr25Mo4Ni4NbTi即瑞典的25Cr-4Mo(Monit)鋼,008Cr29Mo4 即美國的29Cr-4Mo(S44700)鋼,008Cr29Mo4Ni2 即美國的AL29-4-2(S44800)鋼,012Cr28Ni4Mo2Nb即德國的X1CrNiMoNb28-4-2鋼,這些鋼的化學成分見表9.31。


  Cr、Mo復合(he)合(he)金化(hua)是超(chao)級鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金化(hua)特點(dian),Strecher于1974年公(gong)布的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量與(yu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)點(dian)蝕、耐(nai)縫(feng)隙腐蝕、耐(nai)應力腐蝕之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)系曲線,是超(chao)級鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎。為(wei)了能滿足所規定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)3種腐蝕條件(jian),鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量需(xu)(xu)恰當(dang)配(pei)比(bi),當(dang)wc在25%~32%范(fan)圍(wei)內(nei),隨(sui)Cr含量的(de)(de)(de)(de)(de)提高(gao),為(wei)滿足對(dui)耐(nai)蝕性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)要求(qiu),所需(xu)(xu)加入(ru)的(de)(de)(de)(de)(de)Mo含量隨(sui)之(zhi)下降。此(ci)外,還應考慮Cr、Mo對(dui)脆性(xing)和韌(ren)(ren)脆轉變(bian)(bian)溫度的(de)(de)(de)(de)(de)影響,過(guo)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含量將加劇脆性(xing)相的(de)(de)(de)(de)(de)析出(chu)和升高(gao)韌(ren)(ren)脆轉變(bian)(bian)溫度。因此(ci),超(chao)級鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo均限制在一定(ding)范(fan)圍(wei)之(zhi)內(nei),形成了25Cr-4Mo、27Cr-4Mo、28Cr-2Mo、29Cr-4Mo、30Cr-2Mo等類型的(de)(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。


  這類鋼鉻、鉬含量高(gao),在600~950℃加熱(re)和停留(liu),極易(yi)析出(chu)σ、X、Laves等相,嚴重惡化鋼的性能。因(yin)此,在高(gao)溫(wen)加熱(re)進行熱(re)處理時,保溫(wen)后(hou)需急冷,焊后(hou)也要求快速(su)冷卻。


  鐵素體不銹(xiu)鋼的(de)韌脆(cui)轉(zhuan)變溫度(du)過(guo)高(gao)是影響其(qi)應用(yong)的(de)一個重要因素,可(ke)以(yi)通過(guo)控制C、N含量,熱處(chu)理時采用(yong)快速冷卻和減小截面尺(chi)寸予(yu)以(yi)解決。