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素體不銹鋼,相當于超級奧氏體不銹鋼,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)(chao)級(ji)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼按碳、氮(dan)(dan)(dan)含量的不同,可區分為高(gao)純(chun)和一般純(chun)度兩類。前者(zhe)(zhe)碳:≤0.01%、氮(dan)(dan)(dan):≤0.015%、碳+氮(dan)(dan)(dan):≤0.01%;后(hou)者(zhe)(zhe)采用加入(ru)Ti、Nb穩(wen)定化(hua)措施以防止(zhi)敏化(hua)后(hou)耐(nai)蝕性降低。高(gao)純(chun)超(chao)(chao)級(ji)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼性能好(hao),但生產成本偏高(gao),除(chu)在(zai)特殊情況下一般不被采用;一般純(chun)度并加人穩(wen)定化(hua)元(yuan)素(su)一類,可采用通用不銹鋼裝備進行生產,其性能亦可達到高(gao)純(chun)度類的水平(ping),因(yin)此采用較多。GB/T 4237-2015和GB/T 3080-2015納(na)入(ru)了4個超(chao)(chao)級(ji)鐵(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(見表(biao)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(xiu)鋼焊接鋼管(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(jin)化(hua)是(shi)超級(ji)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)合(he)金(jin)化(hua)特(te)點,Strecher于1974年公布(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含(han)量(liang)與鋼的(de)(de)(de)(de)(de)耐點蝕(shi)、耐縫隙腐蝕(shi)、耐應(ying)力腐蝕(shi)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)關系曲線,是(shi)超級(ji)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼發展的(de)(de)(de)(de)(de)基礎。為了能滿(man)足所(suo)規定的(de)(de)(de)(de)(de)3種腐蝕(shi)條件,鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含(han)量(liang)需恰當配比,當wc在25%~32%范圍內,隨Cr含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)提高,為滿(man)足對耐蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求,所(suo)需加(jia)入的(de)(de)(de)(de)(de)Mo含(han)量(liang)隨之下降。此外,還應(ying)考慮Cr、Mo對脆(cui)性(xing)(xing)和韌(ren)脆(cui)轉變溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響,過高的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo含(han)量(liang)將加(jia)劇脆(cui)性(xing)(xing)相的(de)(de)(de)(de)(de)析出和升高韌(ren)脆(cui)轉變溫(wen)度(du)(du)。因(yin)此,超級(ji)鐵(tie)素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)Cr、Mo均(jun)限制在一定范圍之內,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)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼。


  這類鋼鉻、鉬含量高,在(zai)600~950℃加(jia)熱(re)和停留,極(ji)易析出σ、X、Laves等相,嚴重惡(e)化鋼的性(xing)能。因此,在(zai)高溫加(jia)熱(re)進行(xing)熱(re)處理(li)時,保溫后需急冷,焊后也要求快速冷卻。


  鐵素體不銹鋼的韌脆轉變(bian)溫度(du)過高是影(ying)響(xiang)其應用的一個重要因素,可以通(tong)過控制C、N含量,熱處理時采用快速冷卻和減小截面(mian)尺寸予以解決。