0Cr20Ni29Mo3Cu4Nb不銹鋼又稱“20”合金或“20Cb”合金,是一種鉻鎳鉬銅高合金奧氏體不銹鋼。其特點(diǎn)是在硫酸、硝酸及其混酸和其他多種氧化還原介質(zhì)中均有較好的耐蝕性。特別是在稀硫酸(濃度在30% 以下)環(huán)境中能發(fā)揮其良好耐蝕性的優(yōu)勢。該鋼種熱加工、冷加工及焊接性能均優(yōu)良,并且也容易鑄造成形。主要用于各種化學(xué)加工(如煉油、制藥、化肥和合成橡膠等)、食品加工、紡織、造紙及濕法冶金等工業(yè)中,在硫酸、硝硫混酸和磷酸及其他還原性介質(zhì)條件下使用的反應(yīng)器、換熱器、貯槽、泵和閥門及其他構(gòu)件。但是近些年來,在該鋼種成分的基礎(chǔ)上將鎳含量提高5% ,發(fā)展出了00Cr20Ni35Mo3Cu4Nb 鐵鎳基耐蝕合金(又稱“20Cb-3”合金),其耐硫酸腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕破裂的性能等比該鋼種進(jìn)一步提高,在很多應(yīng)用場合取代了該鋼種。因而作為變形材應(yīng)用的0Cr20Ni29Mo3Cu4Nb 不銹鋼大有逐漸被淘汰之勢,但是作為鑄造合金的該鋼種依然有著廣泛的應(yīng)用。
00Cr18Ni18Mo5(N)鋼是耐孔蝕性能優(yōu)于00Cr18Ni14Mo2(或0Cr18Ni12Mo2Ti)和00Cr17Ni14Mo3(或0Cr18Ni12Mo3Ti)的一種高鉬不銹負(fù)。此鋼種在硫酸、 甲酸、醋酸等介質(zhì)中的耐蝕性要比含2%~4%Mo的常用Cr-Ni不銹鋼為佳。當(dāng)此鋼中含氮時(0.10%~0.20%),其耐孔蝕性能還可進(jìn)一步提高,使它有可能用于制造耐海水的設(shè)備。目前,此鋼的主要用途是作為堿廠中既耐海水又耐氯化銨的碳化塔管材。
00Cr17Ni17Mo7Cu2鋼系現(xiàn)有不銹鋼中鉬含量 的一種。 由于含鉬量高且含銅,因此,它在硫酸和其它還原性酸中,在一般不銹鋼易產(chǎn)生孔蝕的含氯化物溶液中,具有良好的耐蝕性。
00Cr20Ni25Mo4.5Cu是一種應(yīng)用相當(dāng)廣泛的高鉬不銹鋼。主要用于石油、 石油化工、化工、化肥、海洋開發(fā)等部門。此鋼既可解決硫酸、磷酸、醋酸等的腐蝕問題,又可解決氯化物孔蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕問題。多用于制造塔、槽、管道、換熱器等設(shè)備。
高硅含量使00Cr18Ni15Si4鋼對濃硝酸和含氧化劑的硝酸有非常出色的耐蝕性。而且硝酸濃度愈高(尤其是超過80%以后),其他不銹鋼越不耐蝕時,該鋼種越顯示出極低的腐蝕率。圖4-15是在沸騰濃硝酸中該鋼種與0Cr18Ni9鋼耐蝕性的對比。濃度超過90%的沸騰硝酸中,00Cr18Ni15Si4鋼的腐蝕率低于0.02mm/a,而0Cr18Ni9鋼的腐蝕率則在1.5mm/a以上。
該鋼種由于碳含量極低,即使在敏化狀態(tài)下耐晶間腐蝕性能也很好。休氏法晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)(65%HNO3,沸騰,10×48h)的腐蝕率僅為0.6g/(m2.h)。
00Cr18Ni15Si4鋼可進(jìn)行鍛造和熱軋。熱加工加熱溫度為1080-1140℃(鋼錠加熱控制在1120℃以下),停鍛溫度為900℃。加熱爐氣氛要保持為弱氧化性,以防止鍛件增碳。工件加熱要均勻、燒透,避免火焰直接噴射和局部過熱,由于再結(jié)晶速度較慢(特別是當(dāng)溫度較低時),要注意及時回爐加熱。
冷加工成形也容易進(jìn)行,但由于加工硬化較快及變形量較大時容易變脆,要及時進(jìn)行中間軟化退火。冷彎時彎曲半徑不宜太小。
該鋼種正確的熱處理制度為1100-1140℃加熱后水冷(固溶處理),加熱爐氣氛應(yīng)為弱氧化性。熱加工、冷加工和焊后都要進(jìn)行固溶處理。要注意固溶處理溫度不能過低,否則耐蝕性和力學(xué)性能(塑性和韌性)都會受影響。在敏化溫度區(qū)間(500-950℃)不宜較長時間受熱或緩慢冷卻通過。
該鋼種可使用包劑焊條進(jìn)行手工電弧焊或惰性氣體保護(hù)焊。但應(yīng)采用和低熱輸入、低電流和小直徑焊條,層間溫度也應(yīng)較低。焊接材料成分應(yīng)與母材基本相同,焊縫中的δ-鐵素體量不得超過10%。
00Cr18Ni14Mo2Cu2系在00Cr17Ni14Mo2基礎(chǔ)上加入約2%Cu而發(fā)展起來的, 在稀硫酸、磷酸等還原性酸中以及在醋酸、甲酸等有機(jī)酸中,其耐蝕性優(yōu)于00Cr17NI14Mo2和00Cr19Ni13Mo3。此鋼系耐稀硫酸腐蝕的較好材料,在室溫、中等濃度的硫酸中耐蝕性亦佳。它是制造化工、化肥、化纖設(shè)備的重要耐蝕材料,可用作焊接結(jié)構(gòu)件和管道、容器等。
此鋼種與00Cr18Ni14Mo2Cu2鋼相比,由于碳含量高且加入碳化物形成元素Ti,在具有較高強(qiáng)度的同時,其耐晶間腐蝕性能良好。加之此鋼鎳含量高,組織更加穩(wěn)定,不存在鐵素體,熱塑性好,因而較00Cr18Ni14Mo2Cu2更適于生產(chǎn)管材。此鋼的耐蝕性在硫酸等還原性介質(zhì)中要較00Cr18Ni14Mo2Cu2鋼為優(yōu)。由于它在磷酸、中溫中等濃度硫酸中耐蝕性優(yōu)良,故多用于制造酸洗、合成橡膠、人造絲浸槽等與硫酸相接觸的設(shè)備。