奧氏體不銹鋼采用降低碳含量的方法,能克服敏化態晶間腐蝕敏感性等缺點,早已為人們所知。1932年在法國已經出現含≤0.02%C的超低碳18-8不銹鋼,但大規模工業生產,則是在40至50年代氧氣煉鋼技術的應用之后才實現。直至50年代末,世界上也只有少數特殊鋼廠能用電(弧)爐生產超低碳不銹鋼。1960年前后,美國和蘇聯分別將超低碳(美國≤0.03%C,蘇聯≤0.04%C)不銹鋼納入國家標準。我國于1964年至1965年開始用電(弧)爐工業生產超低碳(≤0.03%C)奧氏體不銹鋼。但因電爐冶煉超低碳不銹鋼的難度大、成本高等原因,仍受很大限制。60年代末爐外精煉技術的發展,如1968年美國AOD法(fa)精煉爐的首次投產,為70年代超低碳不銹鋼的大規模生產和廣泛應用開辟了嶄新的道路。


  我國(guo)在80年代(dai),由于(yu)爐外精煉(lian)設(she)備(bei)的普及,超低碳不銹(xiu)鋼(gang)已進(jin)入了大(da)量推廣(guang)應用(yong)的新時期(qi)。從而為采(cai)用(yong)低碳和超低碳不銹(xiu)鋼(gang)取(qu)代(dai)已過時的1Cr18Ni9Ti等含鈦不銹(xiu)鋼(gang)奠定了物質(zhi)技術(shu)基礎。


  眾所周知,降低碳含(han)(han)量(liang)至碳在敏(min)化溫度(du)范(fan)圍(wei)(wei)奧氏(shi)體中的(de)固溶極(ji)限以下,便可(ke)消(xiao)除敏(min)化態晶間腐蝕(shi)的(de)傾向。但是,碳的(de)固溶度(du)及(ji)碳化物析(xi)出動力學,受鋼種化學成分及(ji)加熱過程(cheng)等多方面因素影響。實用上(shang)確定允(yun)許最高碳含(han)(han)量(liang)更(geng)為重要。如隨著鎳、硅等元素含(han)(han)量(liang)的(de)增加,降低了碳的(de)固溶度(du),促進了碳化物析(xi)出。故(gu)需要將碳含(han)(han)量(liang)控(kong)制在更(geng)低范(fan)圍(wei)(wei)內。奧氏(shi)體不(bu)銹鋼中鉻和(he)鎳的(de)含(han)(han)量(liang)配比(bi)對(dui)不(bu)產(chan)生晶間腐蝕(shi)的(de)臨界(jie)碳含(han)(han)量(liang)的(de)影響示于圖1-2-3上(shang)。


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  避免出現晶間腐蝕的臨界碳含量不是絕對的,而是相對于具體鋼種成分、介質條件、敏化溫度和加熱時間等因素。通過實驗可以測定具體鋼種的溫度、時間和敏化(晶間腐蝕)關系曲線,即所謂TTS曲線是十分有用的如圖1-2-4所示。可以根據實際需要,合理選擇與控制碳含量的級別和加工、焊接等工藝過程。例如,對18-8(非穩定化)不銹鋼嚴格來說,一般碳含量≤0.015%時才能消除晶間腐蝕敏感性。但對只經受短時間焊接受熱的鋼材而言,選用標準超低碳含量(≤0.03%),焊后也不進行熱處理,基本上可以避免第一、二代不銹鋼焊后出現的熱影響區和刀口腐蝕等缺點。實際上,對于不苛刻的受熱和腐蝕條件,采用低碳型(但應控制碳小于0.05%以下)的鋼并非不可;對于苛刻條件或要求更高的情況,最好將碳含量控制在≤0.02%C以下。總之,對于產生晶間腐蝕的強腐蝕環境中使用,一般應選用超低碳奧氏體不銹鋼。最有代表性和通用性的鋼種,就是我國GB 00Cr19Ni11和00Cr17Ni14Mo2(相當美國AISI 304L不銹鋼316L不銹鋼(gang))。也是第三代不銹鋼的典型代表。


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