1960年——1999年約40年間,西方 的不銹鋼產(chǎn)量從215萬噸猛增到1728萬噸,增加了約8倍,平均年增長(zhǎng)率約為5.5%。不銹鋼主要用于廚房、家電、運(yùn)輸、建筑、土木各領(lǐng)域。在廚房器具方面主要有水洗槽和電氣、煤氣熱水器,家電產(chǎn)品主要有全自動(dòng)洗衣機(jī)的滾筒。從節(jié)能和再循環(huán)等環(huán)保的觀點(diǎn)看,不銹鋼的需求有望進(jìn)一步擴(kuò)大。在運(yùn)輸領(lǐng)域主要有鐵道車輛和汽車的排氣系統(tǒng),用于排氣系統(tǒng)的不銹鋼在每輛車中約為20-30kg,全世界的年需求約100萬噸,這是不銹鋼 的應(yīng)用領(lǐng)域。在建筑領(lǐng)域,近的需求急劇增長(zhǎng),如:新加坡地鐵車站的防護(hù)裝置,使用了約5000噸的不銹鋼外裝飾材。再如日本1980年以后,用于建筑業(yè)的不銹鋼增長(zhǎng)了約4倍,主要用作屋頂、大樓內(nèi)外裝飾和結(jié)構(gòu)材。80年代,在日本沿海地區(qū)使用304型無涂漆材作為屋頂材料,從防銹考慮,逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂猛科岵讳P鋼。進(jìn)入90年代,開發(fā)了具有高耐蝕性的20%以上高Cr鐵素體系不銹鋼,被用作屋頂材料,同時(shí)為了美觀性,開發(fā)了各種表面精加工技術(shù)。在土木領(lǐng)域,日本的水壩吸水塔使用不銹鋼。歐美的寒冷地區(qū),為防止高速公路和橋梁的凍結(jié)需撒鹽,這就加速了鋼筋的腐蝕,所以使用不銹鋼鋼筋。在北美的道路中,近3年間約有40處采用了不銹鋼鋼筋,每處的使用量為200-1000噸,今后不銹鋼在該領(lǐng)域的市場(chǎng)將有所作為。
00Cr20Ni18Mo6CuN不銹鋼是一種碳含量極低的高鉬含氮奧氏體不銹鋼。此鋼的突出特點(diǎn)是在氯化物環(huán)境中具有優(yōu)異的耐蝕性,包括耐點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕和一般腐蝕的性能。同時(shí)在很多還原性酸介質(zhì)中耐蝕性也很好。另外,該鋼中由于氮含量很高,因而具有比常用奧氏體不銹鋼更高的強(qiáng)度。該鋼種主要用于海水設(shè)備,紙漿和造紙工業(yè)中的漂白裝置設(shè)備,氣體清洗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)件(如紙漿和冶金工業(yè)以及電站中)和處理與輸送含鹵族化合物介質(zhì)的容器和管線,以及煉油裝置等。
00Cr27Ni31Mo3Cu是近乎鐵鎳基合金的高鉻奧氏體不銹鋼,其 特點(diǎn)是在多種強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中耐蝕性非常出色。在各種腐蝕性非常苛刻的化工介質(zhì),比如濕法磷酸中,在海水以及近海油氣生產(chǎn)環(huán)境中,耐一般腐蝕、點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕的性能都很好。因而該鋼種通用性很好,主要用于工業(yè)磷酸和磷肥的生產(chǎn)設(shè)備、海水熱交換器及有關(guān)裝置,以及有機(jī)酸(如醋酸)和氟化物的生產(chǎn)設(shè)備等。
不銹鋼為什么也生銹?
不銹鋼為什么也生銹? 當(dāng)不銹鋼管表面出現(xiàn)褐色銹斑(點(diǎn))的時(shí)候,人們大感驚奇:認(rèn)為“不銹鋼是不生銹的,生銹就不是不銹鋼了,可能是鋼質(zhì)出現(xiàn)了問題”。其實(shí),這是對(duì)不銹鋼缺乏了解的一種片面的錯(cuò)誤看法。不銹鋼在一定的條件下也會(huì)生銹的。
不銹鋼具有抵抗大氣氧化的能力---即不銹性,同時(shí)也具有在含酸、堿、鹽的介質(zhì)中乃腐蝕的能力---即耐蝕性。但其抗腐蝕能力的大小是隨其鋼質(zhì)本身化學(xué)組成、加互狀態(tài)、使用條件及環(huán)境介質(zhì)類型而改變的。如304鋼管,在干燥清潔的大氣中,有 優(yōu)良的抗銹蝕能力,但將它移到海濱地區(qū),在含有大量鹽份的海霧中,很快就會(huì)生銹了;而316鋼管則表現(xiàn)良好。因此,不是任何一種不銹鋼,在任何環(huán)境下都能耐腐蝕 不生銹的。
不銹鋼是靠其表面形成的一層極薄而堅(jiān)固細(xì)密的穩(wěn)定的富鉻氧化膜(防護(hù)膜),防止氧原子的繼續(xù)滲入、繼續(xù)氧化,而獲得抗銹蝕的能力。一旦有某種原因,這種薄膜遭到了不斷地破壞,空氣或液體中氧原子就會(huì)不斷滲入或金屬中鐵原子不斷地析離出來,形成疏松的氧化鐵,金屬表面也就受到不斷地銹蝕。
我國不銹鋼的發(fā)展和現(xiàn)狀
我國用電弧爐大量生產(chǎn)不銹鋼系在1949年以后,早期先生產(chǎn)Cr13型馬氏體不銹鋼,掌握生產(chǎn)技術(shù)后,大量生產(chǎn)18-8型Cr-Ni奧氏體鋼,例如1Cr18Ni9Ti,則始于1952年。隨后,為適應(yīng)國內(nèi)化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要,又開始生產(chǎn)含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。為了節(jié)約貴重元素鎳,自1959年起開始仿制以MnN代Ni的1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N1958年向AISI 204鋼中加入Mo2%-3%,研制了1Cr18Mn10Ni5Mo3N(204+Mo)用于全循環(huán)法尿素生產(chǎn)裝置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初,開始工業(yè)試制1Cr17Ti,1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等無鎳鐵素體不銹鋼,并開始研究耐發(fā)煙硝酸腐蝕的高硅不銹鋼1Cr17Ni14Si4ALTi(相當(dāng)于蘇聯(lián)牌號(hào)ЭИ654),此鋼種實(shí)際上是一種α+γ雙相不銹鋼。60年代開始,由于國內(nèi)化工、航天、航空、原子能等工業(yè)發(fā)展的需要以及采用電爐氧氣煉鋼技術(shù),一大批新鋼種,如17-4PH,17-7PH,PH15-7Mo等沉淀硬化不銹鋼,含C≤0.03%的超低碳不銹鋼00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及無Ni的Cr-Mn-N不銹鋼1Cr18Mn14Mo2N(A4)相繼研制成功并投入了生產(chǎn)。70年代起,為解決化工、原子能工業(yè)中所出現(xiàn)的18-8型Cr-Ni鋼的氯化物應(yīng)力腐蝕問題,一些α+γCr-Ni雙相不銹鋼相繼研制完成并正式生產(chǎn)和應(yīng)用,主要鋼號(hào)有1Cr21Ni5Ti,00Cr26Ni6Ti,00Cr26Ni7Mo2Ti,00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是為了解決瑞典牌號(hào)3RE60焊后易出現(xiàn)單相鐵素體組織,導(dǎo)致耐蝕性和韌性下降而發(fā)展的含N、Nb的α+γ雙相不銹鋼。到80年代,為解決氯化物的點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等局部腐蝕破壞又研制和仿制了含N的第二代α+γ雙相不銹鋼,如00Cr22Ni5Mo2N00Cr25Ni6Mo3N和00Cr25Ni7Mo3WCuN等,不僅使我國的雙相不銹鋼形成了系列,而且還深入研究了它們的組織和性能以及N在雙相不銹鋼中的作用機(jī)制。