70年代以來,我國不銹鋼材料研究工作的其它重要進展有:研制了臨夏高強度和超高強度的臨夏馬氏體時效不銹鋼并投入工業試制與應用;采用真空感應爐、真空電子束爐和真空自耗爐冶煉并批量生產了C+N≤150-250ppm的高純鐵素體臨夏不銹鋼00Cr18Mo2、00Cr26Mo1和00Cr30Mo2;含Mo量≥4.5%的高Mo和高Mo含N的Cr-Ni奧氏體不銹鋼,例如研制成功00Cr20Ni25Mo4.5Cu、00Cr18Ni18Mo5(N)、00Cr25Ni25Mo5N等并在化工、石化和海洋開發中獲得了應用;在解決濃硝酸腐蝕和固溶態晶間腐蝕方面,研制了00Cr25Ni20Nb和幾種超低碳高硅不銹鋼,80年代以來,超低碳并對鋼中磷含量和α相量嚴加控制的尿素級臨夏不銹鋼00Cr18Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N兩種牌號研制完成,它們的板、管、棒材、鍛件以及焊接材料均在大中型尿素工業中得到了應用,取得了滿意的結果;由于一些特殊鋼廠陸續建成冶煉不銹鋼的爐外精煉設備,例如AOD(氬氧精煉爐)、VOD(真空氧精煉爐)等并已投產,我國不銹鋼的冶煉技術上了一個新臺階。它不僅使低碳、超低碳不銹鋼的生產變得輕而易舉,而且使不銹鋼的內在質量提高,成本降低。由于含Ti的18-8型Cr-Ni奧氏體鋼存在一系列缺點,美、日等工業先進 早在60年代便已經實現了由含Ti不銹鋼到普遍采用低碳、超低碳不銹鋼的過渡,而我國是在1985—1990年間才大力進行低碳、超低碳不銹鋼的開發、生產與應用,取得了一些可喜的進展,例如1988年底我國低碳、超低碳18-8型不銹鋼產量已占我國不銹鋼產量的10%左右。但與不銹鋼板生產、應用的先進 相比(例如日、美等國含Ti的18-8型Cr-Ni鋼僅占不銹鋼產量的1.5%左右),還存在著很大的差距。80年代,我國還開展了控氮(N 0.05%—0.10%)和氮合金化(N>0.10%)Cr-Ni奧氏體不銹鋼的研制工作。試驗表明,氮在Cr-Ni奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼中是一種無價且非常有益的合金元素。對氮的強化作用,降低鋼的晶間腐蝕敏感性,改善鋼的耐蝕性,特別是改善鋼的耐點蝕等方面的機制,正在進行深入的研究工作。幾種控氮和氮合金化的Cr-Ni奧氏體不銹鋼已結合工程需要投入了批量生產和應用。
臨夏1Cr28不銹鋼系現有標準中鉻含量 的鐵素體不銹鋼之一。它在硝酸中(包括低溫濃硝中)具有良好耐蝕性,同時還耐次氯酸鈉及磷酸的腐蝕。由于鉻量高,此鋼在硫化堿中也特別耐腐蝕。同時在高溫下其抗氧化性和抗硫化性也很好。因此,此鋼除用于耐腐蝕外,還可用于制造抗高溫氧化和硫化的設備。
臨夏00Cr25Ni4Mo4Ti是以鈦穩定化的超低碳,氮鐵素體不銹鋼,它在海水和含氯化物介質中具有極好的耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能。它具有良好的強度、韌性和可焊性,即使在焊后于零下溫度仍有一定韌性。它主要用于使用海水或其他含氯化物溶液的工廠、可制作洗滌器、冷凝器和熱交換器等設備。
此鋼種由于鉻含量高且含~2%Mo,因而,在含氯化物的水溶液中耐孔蝕和應力腐蝕;在耐腐蝕性能方面除優于臨夏00Cr18Ni13Mo200Cr18Ni14Mo30Cr25Ni5Mo2N外,在NaOH和醋酸中,其耐蝕性與純鎳相當;在含NaClO3等氧化劑的高溫NaOH中,不僅優于高純Cr26Mo1,而且優于純鎳。與此同時,此鋼還具有良好的韌性,加工成型性和可焊性。
臨夏不銹鋼的分類、主要成分及性能比較
分類大概成分(%)淬火性耐蝕性加工性可焊接性磁性C Cr Ni
鐵素體系 0.35以下 16-27 - 無佳尚佳尚可有
馬氏體系 1.20以下 11-15 - 自硬性可可不可有
臨夏奧氏體系 0.25以下 16以上 7以上無優優優無
以上分類僅是按鋼的基體組織分的,由于臨夏穩定奧氏體及形成鐵素體的元素的作用不能互相平衡,以及由于大量的鉻使平衡圖S點左移,工業中應用的不銹鋼的組織除了上面講的三種基本類型以外,還有馬氏體—鐵素體,奧氏體-鐵素體,奧氏體-馬氏體等過渡型的復相不銹鋼,以及具有馬氏體-碳化物組織的不銹鋼。 工業上應用的不銹鋼按金相組織可分為三大類:鐵素體不銹鋼,馬氏體不銹鋼,奧氏體不銹鋼板。可以把這三類不銹鋼的特點歸納(如下表),但需要說明的是馬氏體不銹鋼并不是都不可焊接,只是受某些條件的限制,如焊前應預熱焊后應作高溫回火等,而使焊接工藝比較復雜。實際生產中一些馬氏體不銹鋼如1Cr132Cr13以及2Cr13與45鋼焊接還是比較多的。
臨夏0Cr18Mn13Ni3N雖一種以錳和氮代替大部分鎳的奧氏體不銹鋼, 其特點是具有高屈服強度,良好的耐應力腐蝕破裂性能,低導磁率(甚至大變形量冷加工之后)和優良的低溫性能,并且易于焊接。該鋼種還可通過冷變形獲得更高的強度。主要應用在弱腐蝕條件下承受較重負荷的設備或構件,如熱交換器、壓力容器、配管和管線等;也用于低溫下工作的設備,如貯槽、閥門和導管等。
臨夏1Cr18Mn8Ni15N系以Mn,N代替18-8不銹鋼中部分Ni而發展的節Ni不銹鋼。 這種鋼的特點是強度較18-8鋼高,可用來制造較低溫度下稀硝酸中工作的化工設備,如稀硝酸地下貯槽、硝銨真空蒸發器等。
臨夏00Cr22Ni13Mn5Mo2N是一種用適量錳和氮代替部分鎳的奧氏體不銹鋼,其特點是由于鉻、鉬和氮等元素的良好搭配及氮的強化作用,在具有優良耐蝕性的同時,又有較高的強度。同時該鋼種在低溫下韌性很好,在中等高溫下也有相當高的強度,還可以通過冷變形進行強化。另外該鋼還具有無磁的特性,即使在相當大的冷變形之后磁性也很低。這種鋼主要用于既要求良好耐蝕性又承受較強負荷或磨損的設備及構件,比如化學和石油化學工業中的泵、閥門、鏈條、篩網及其他承力部件,也用于海水裝備、如船用軸、錨鏈、電纜和熱交換器等。