Cr-Ni系奧氏體不銹鋼以鎳為主要奧氏體化元素,鎳含量至少要在8%,最高可達30%。為保證鋼的不銹性和耐蝕性,鉻含量一般不低于17%。其基礎牌號為18-8型不銹鋼(gang),該鋼種的鉻、鎳含量分別為19%和10%,在氧化性介質中耐蝕性優良,在多種不太強的腐蝕性環境中也表現良好。為了提高其在各種不同使用條件下及較強腐蝕性環境中的耐蝕性能,鋼的合金成分在兩個方面進行發展和改進:一方面是提高鉻、鎳含量,鉻可以提高到25%以上,鎳甚至可達到30%;另一方面是向鋼中添加諸如鉬、銅、硅、氮、鈦和鈮等其他合金元素。該鋼種的碳含量一般都比較低,目前常用牌號的碳含量多低于8%,并且有越來越多的牌號達到超低碳(≤0.03%)甚至更低的水平(≤0.02%)。
18-8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼,隨著不同性能的差異,演變出12Cr17Ni7、12Cr18Ni9、Y12Cr18Ni9、06Cr19Ni10、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb、022Cr17Ni7、022Cr19Ni10、022Cr19Ni10N等牌號,各牌號成分上略有差異,用途也不盡相同(見表2-1-1)。
(1) 12Cr17Ni7鋼(gang)合金化程度(du)(du)最(zui)低。其(qi)最(zui)大特(te)點是(shi)組織具有(you)亞穩(wen)性,冷作硬化能力最(zui)強,可根據不同(tong)(tong)(tong)強度(du)(du)的(de)(de)要求,通過適當的(de)(de)變(bian)形處理,在1/4、1/2、3/4硬化態和固溶狀態下(xia)使(shi)(shi)用。但是(shi)強度(du)(du)提高的(de)(de)同(tong)(tong)(tong)時,塑韌性明(ming)顯下(xia)降。同(tong)(tong)(tong)時,由于較高的(de)(de)碳含(han)(han)量和較低的(de)(de)鉻含(han)(han)量使(shi)(shi)得其(qi)耐蝕性能也(ye)較弱。
(2)12Cr18Ni9鋼中(zhong)鉻(ge)、鎳含量(liang)均有提高,因此材(cai)料(liao)為穩定(ding)的(de)奧氏(shi)體組織。其特點是強度稍低,但耐(nai)蝕性稍好(hao)。主要在退火(huo)狀態下使用,具有很高的(de)室溫塑性,易于(yu)冷成型,在耐(nai)蝕、耐(nai)熱方面是最通用的(de)一(yi)種奧氏(shi)體不銹鋼。
(3)Y12Cr18Ni9鋼特點是硫(liu)含量較高,因而改進了它的(de)機加(jia)工性能,使之成(cheng)為易切(qie)削鋼。但由于硫(liu)含量的(de)增(zeng)加(jia)導致鋼中MnS夾雜(za)含量增(zeng)加(jia),其成(cheng)型性和(he)耐蝕性比12Cr18Ni9鋼稍差。
(4)06Cr19Ni10鋼(gang)碳含量(liang)小于0.08%,并適當提高(gao)了鎳和鉻含量(liang),因此其(qi)耐(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)特(te)別是耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)優于12Cr17Ni7、12Cr18Ni9 和Y12Cr18Ni9,力(li)學性(xing)能(neng)(neng)與12Cr18Ni9鋼(gang)相(xiang)近(jin)。降低碳含量(liang)雖提高(gao)了抗晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)的能(neng)(neng)力(li),但在高(gao)溫下長(chang)期運(yun)行(xing)仍能(neng)(neng)引起(qi)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)。
(5)為完全避免晶間(jian)腐蝕的(de)(de)出現,開發(fa)了(le)06Cr18Ni11Ti和06Cr18Ni11Nb鋼(gang)。這(zhe)兩種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)特點是分別(bie)采用穩(wen)定化(hua)元(yuan)素(su)鈦和鈮在適(shi)當(dang)熱處(chu)理工(gong)藝下(xia)與鋼(gang)中的(de)(de)碳(tan)元(yuan)素(su)優(you)先結合形成穩(wen)定的(de)(de)TiC和NbC,從而阻止富鉻碳(tan)化(hua)物在晶界的(de)(de)沉淀,使(shi)這(zhe)兩種(zhong)鋼(gang)具(ju)有良(liang)好(hao)的(de)(de)抗晶間(jian)腐蝕的(de)(de)能力,其(qi)力學性能與12Cr18Ni9和06Cr19Ni10相當(dang)。
(6)國(guo)內(nei)在(zai)相當(dang)長一段時(shi)(shi)間內(nei)曾(ceng)廣泛使用1Cr18Ni9Ti。1Cr18Ni9Ti是蘇(su)聯軍(jun)工(gong)體(ti)系中大量(liang)使用的(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)材料,包(bao)括(kuo)飛機制造、核潛(qian)艇(ting)制造等,在(zai)歷(li)史上發(fa)揮過(guo)重要的(de)作(zuo)用。但是,1Cr18Ni9Ti材料本(ben)身在(zai)設(she)計時(shi)(shi)有著先(xian)天的(de)缺(que)陷。當(dang)時(shi)(shi)在(zai)沒有爐外精煉技術(shu)的(de)特定(ding)歷(li)史條件下,為解決晶間腐蝕問題,采用了鈦(tai)穩(wen)定(ding)化技術(shu)。但是由于鋼(gang)(gang)(gang)中含(han)鈦(tai),很容(rong)易生成TiN夾雜,導致此(ci)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)連鑄時(shi)(shi)發(fa)生節瘤現象。更致命(ming)的(de)是,TiN夾雜嚴重破壞不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)表面質量(liang),對于高表面質量(liang)要求的(de)軍(jun)工(gong)產(chan)(chan)品生產(chan)(chan),不(bu)得已進行表面修(xiu)磨等處理。隨(sui)著冶金技術(shu)的(de)發(fa)展,工(gong)業生產(chan)(chan)超低碳不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)已經實現。為此(ci),國(guo)外不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)標(biao)(biao)準中早已把(ba)1Cr18Ni9Ti排除在(zai)外。我(wo)國(guo)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)行業通過(guo)大量(liang)調研及工(gong)作(zuo),在(zai)最(zui)新的(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)標(biao)(biao)準中也將此(ci)鋼(gang)(gang)(gang)列(lie)為不(bu)推薦選用牌號(hao)。
(7)022Cr17Ni7、022Cr19Ni10分(fen)別在12Cr17Ni7、06Cr19Ni10牌號基礎上,將碳(tan)含量(liang)降低(di)到0.03%以(yi)下,從(cong)而確(que)保無(wu)晶間(jian)腐蝕。
(8)022Cr19Ni10N是(shi)在022Cr19Ni10基(ji)礎(chu)上添(tian)加0.1%~0.25%N,以提高力學性能和耐蝕性能。
在(zai)18-8型Cr-Ni系奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼體(ti)(ti)(ti)(ti)系中(zhong),鉻(ge)、鎳(nie)當量適當的(de)(de)(de)(de)條(tiao)(tiao)件下,奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織會極(ji)其(qi)穩(wen)(wen)定(ding),同時(shi)由(you)(you)于(yu)相對簡單的(de)(de)(de)(de)中(zhong)間相,在(zai)適宜熱處(chu)理制度(du)(du)下,可(ke)以(yi)杜絕中(zhong)間相的(de)(de)(de)(de)析出(chu),從而保(bao)證(zheng)基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織為(wei)純奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織。這樣的(de)(de)(de)(de)基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)材料具(ju)有(you)(you)非常優(you)良的(de)(de)(de)(de)塑(su)韌性(xing)(xing),并且可(ke)以(yi)在(zai)液氦以(yi)下溫度(du)(du)繼續保(bao)持,因而得到了廣泛(fan)應用。一(yi)(yi)般(ban)來說,19Cr-10Ni的(de)(de)(de)(de)成分(fen)基(ji)本(ben)能(neng)保(bao)證(zheng)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)。當然,由(you)(you)于(yu)制造工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)(de)差異,在(zai)此類(lei)材料中(zhong)有(you)(you)時(shi)候(hou)會有(you)(you)少量鐵素體(ti)(ti)(ti)(ti)組織存在(zai)。18Cr-8Ni的(de)(de)(de)(de)06Cr19Ni10 鋼在(zai)完全固溶時(shi)也以(yi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織為(wei)主要基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti),但(dan)是在(zai)大變形和未充分(fen)固溶條(tiao)(tiao)件下,會有(you)(you)少量的(de)(de)(de)(de)馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織存在(zai)。進一(yi)(yi)步降低鉻(ge)、鎳(nie)含量,比(bi)如(ru)17Cr-7Ni的(de)(de)(de)(de)12Cr17Ni7不銹鋼,其(qi)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織穩(wen)(wen)定(ding)性(xing)(xing)較差,也稱為(wei)亞穩(wen)(wen)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹鋼。馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)存在(zai),可(ke)以(yi)極(ji)大地提高不銹鋼的(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)(du)。人們利(li)用12Cr17Ni7不銹鋼的(de)(de)(de)(de)這種特性(xing)(xing),制造出(chu)高強(qiang)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)不銹鋼部件,廣泛(fan)應用于(yu)鐵路車(che)廂、礦山設備等領域(yu)。
為了(le)保(bao)證18-8型(xing)Cr-Ni系奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的耐(nai)蝕性能,要求其中的碳含量盡量低(di),由此發展(zhan)出了(le)超(chao)低(di)碳的022Cr17Ni7和022Cr19Ni10奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。碳含量降低(di)帶來(lai)耐(nai)蝕性能的提(ti)升,但同(tong)時(shi)材料的強(qiang)度(du)進一(yi)步降低(di)。為了(le)彌補這一(yi)弱勢,采用(yong)氮合金化技術以提(ti)高18-8型(xing)Cr-Ni系奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的力(li)學性能。含氮18-8型(xing)Cr-Ni系奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)因(yin)兼(jian)具高強(qiang)度(du)和良好的耐(nai)蝕性,迅速得到(dao)了(le)用(yong)戶的認可。目前(qian),在(zai)技術要求許可的情(qing)況下,06Cr19Ni10N和022Cr19Ni10N 普遍替代了(le)06Cr19Ni10和022Cr19Ni10。在(zai)核(he)工程領域,控氮型(xing)(N≤0.10%)Cr-Ni系不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)更是得到(dao)了(le)廣泛(fan)應用(yong)。
核(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)(tong)特(te)點(dian)是(shi):(1)較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性能,主要(yao)包括耐(nai)點(dian)蝕(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)、晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)及動水腐(fu)(fu)蝕(shi);(2)較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性能,既包括較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度,也(ye)要(yao)求良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑韌性以滿(man)足(zu)制造(zao)(zao)加工的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求和(he)(he)防止(zhi)輻(fu)照(zhao)脆化(hua)。因此(ci),核(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)均要(yao)求較高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)晶粒度級別和(he)(he)完全固溶(rong)處理。隨(sui)著氮(dan)(dan)(dan)在(zai)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有益作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)被(bei)發現,含(han)氮(dan)(dan)(dan)和(he)(he)控氮(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)被(bei)廣泛應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)核(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)建(jian)造(zao)(zao),特(te)別是(shi)在(zai)堆(dui)(dui)內構(gou)(gou)件(jian)(jian)和(he)(he)一(yi)回路管(guan)(guan)路系(xi)統等(deng)(deng)(deng)核(he)(he)心(xin)設備(bei)上(shang),以彌(mi)補奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)強(qiang)度偏(pian)低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)足(zu)。含(han)氮(dan)(dan)(dan)/控氮(dan)(dan)(dan)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)在(zai)長期輻(fu)照(zhao)下會脆化(hua),且不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)氮(dan)(dan)(dan)含(han)量(liang)對(dui)應(ying)(ying)(ying)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輻(fu)照(zhao)劑(ji)量(liang)。因此(ci),對(dui)于(yu)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)堆(dui)(dui)內構(gou)(gou)件(jian)(jian)制造(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)(dan)含(han)量(liang)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)允許超過(guo)0.10%。在(zai)我(wo)國,當(dang)前控氮(dan)(dan)(dan)鋼(gang)種主要(yao)用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)生產制造(zao)(zao)核(he)(he)電(dian)站堆(dui)(dui)內構(gou)(gou)件(jian)(jian)和(he)(he)一(yi)、二、三級設備(bei)等(deng)(deng)(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),包括鍛(duan)件(jian)(jian)、板(ban)材(cai)(cai)(cai)(cai)、棒(bang)材(cai)(cai)(cai)(cai)和(he)(he)管(guan)(guan)材(cai)(cai)(cai)(cai)等(deng)(deng)(deng),在(zai)核(he)(he)電(dian)站建(jian)造(zao)(zao)中(zhong)作(zuo)(zuo)為關鍵結構(gou)(gou)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)之一(yi)發揮了重大作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)。為滿(man)足(zu)核(he)(he)反(fan)應(ying)(ying)(ying)堆(dui)(dui)用(yong)(yong)(yong)(yong)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性能要(yao)求,對(dui)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冶金(jin)質量(liang)也(ye)提(ti)出(chu)了嚴(yan)格的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求,如對(dui)影(ying)響耐(nai)蝕(shi)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)非金(jin)屬夾雜物等(deng)(deng)(deng)級,對(dui)核(he)(he)運行環境下的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鈷、銅、硼(peng)元(yuan)素含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)限制等(deng)(deng)(deng)。堆(dui)(dui)內構(gou)(gou)件(jian)(jian)主要(yao)由不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)(tong)尺(chi)寸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鍛(duan)件(jian)(jian)、板(ban)材(cai)(cai)(cai)(cai)、棒(bang)材(cai)(cai)(cai)(cai)和(he)(he)管(guan)(guan)材(cai)(cai)(cai)(cai)(包括異(yi)型(xing)管(guan)(guan))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏體不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)加工而成,板(ban)材(cai)(cai)(cai)(cai)和(he)(he)鍛(duan)件(jian)(jian)占其中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)絕大部分。我(wo)國核(he)(he)電(dian)堆(dui)(dui)內構(gou)(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主體材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)選用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)也(ye)是(shi)與(yu)Z3CN18-10與(yu)Z2CN19-10相當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)022Cr19Ni10N(控氮(dan)(dan)(dan)304型(xing)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)),目前在(zai)我(wo)國二代核(he)(he)電(dian)、AP1000和(he)(he)華龍一(yi)號上(shang)廣泛應(ying)(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)。
奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)是(shi)(shi)不(bu)銹鋼(gang)中最重要的鋼(gang)種,該類鋼(gang)是(shi)(shi)一種十分(fen)優良的材料,有極好的抗(kang)腐蝕性和生(sheng)(sheng)物(wu)相容性,因而在化學(xue)工(gong)業、沿海、食品、生(sheng)(sheng)物(wu)醫學(xue)、石油化工(gong)等領域中得到廣泛應用(yong)。表2-1-2給(gei)出了各牌號18-8型(xing)Cr-Ni奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的典型(xing)應用(yong)領域。
至德鋼(gang)業(ye),我們根據您的實(shi)際(ji)需求,給出參考(kao)建議,為您提供高性價比(bi)的不(bu)銹鋼(gang)管道及(ji)配件。