0Cr18Mn13Ni3N雖一種以錳和氮代替大部分鎳的奧氏體不銹鋼, 其特點(diǎn)是具有高屈服強(qiáng)度,良好的耐應(yīng)力腐蝕破裂性能,低導(dǎo)磁率(甚至大變形量冷加工之后)和優(yōu)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(qiáng)度。主要應(yīng)用在弱腐蝕條件下承受較重負(fù)荷的設(shè)備或構(gòu)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(shè)備,如貯槽、閥門和導(dǎo)管等。
1Cr18Mn8Ni15N系以Mn,N代替18-8不銹鋼中部分Ni而發(fā)展的節(jié)Ni不銹鋼。 這種鋼的特點(diǎn)是強(qiáng)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(shè)備,如稀硝酸地下貯槽、硝銨真空蒸發(fā)器等。
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(diǎn)是由于鉻、鉬和氮等元素的良好搭配及氮的強(qiáng)化作用,在具有優(yōu)良耐蝕性的同時(shí),又有較高的強(qiáng)度。同時(shí)該鋼種在低溫下韌性很好,在中等高溫下也有相當(dāng)高的強(qiáng)度,還可以通過冷變形進(jìn)行強(qiáng)化。另外該鋼還具有無(wú)磁的特性,即使在相當(dāng)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(qiáng)負(fù)荷或磨損的設(shè)備及構(gòu)件,比如化學(xué)和石油化學(xué)工業(yè)中的泵、閥門、鏈條、篩網(wǎng)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。
00Cr25Ni20(Nb)鋼的冷、熱加工性能良好,適宜的熱加工溫度為900-1150℃。適宜的冷加工工藝與18-8不銹鋼相同。冷加工的中間退火溫度00Cr25Ni20(Nb)以1000-1150℃為宜,而不含鈮的00Cr25Ni20則可在850-950℃進(jìn)行。00Cr25Ni20(Nb)易成型,切削性能與18-8不銹鋼沒有顯著差別。
00Cr25Ni20(Nb)的固溶處理溫度范圍為1000-1150℃,鋼中含鈮時(shí)可選用此范圍的上限,加熱、保溫后需快冷。
00Cr25Ni20(Nb)可焊性良好,可選用鎢極氬弧焊,金屬極氬弧焊和手工電弧焊,手工電弧焊更為合適。焊件厚度≤6mm時(shí)用直徑2.5mm的焊條,焊件厚度超過6mm時(shí)則用直徑≤3.2mm的焊條。由于00Cr25Ni20不僅碳量低且純度高,因而焊接熱裂傾向小。但是含鈮的00Cr25Ni20Nb則具有較高的焊接熱裂傾向,這與焊接時(shí)鋼中鈮化物低熔點(diǎn)共晶的形成有關(guān)。當(dāng)進(jìn)行00Cr25Ni20(Nb)管板堆焊時(shí),可采用00Cr25Ni20MoMn鋼作為堆焊材料。
χ相和Laves相
χ相主要出現(xiàn)在含鉬的不銹鋼中,是具有體心立方結(jié)構(gòu)的金屬間化合物,每個(gè)晶胞內(nèi)含有58個(gè)原子,代表的化學(xué)成分是Fe36Cr12Mo10。但是由于金屬原子的相互置換,其化學(xué)組成可在一定的范圍內(nèi)變動(dòng)。在奧氏體不銹鋼中,該相的實(shí)際成分多為(FeNi)36Cr18Mo4。χ相主要在晶界,非共格孿晶界和晶內(nèi)的位錯(cuò)處開始生成。晶內(nèi)生成的χ相與奧氏體基體保持一定的位向關(guān)系。
Laves相(η相)是B2A型固定原子構(gòu)成的金屬間化合物。在含鉬或鈮的奧氏體不銹鋼中形成的Laves相成分分別為Fe2Mo和Fe2Nb。該相具有六方結(jié)構(gòu),每個(gè)晶胞中含有12個(gè)原子。與碳化物,б相和χ相等相比,Laves相在鋼中生成較慢,生成量也較少,且主要是晶內(nèi)沉淀,與奧氏體基體也保持一定的位向關(guān)系。為形成該相,對(duì)B,A原子的相對(duì)大小有嚴(yán)格的要求:兩者原子半徑的比值不得大于1.225。
影響χ相和Laves相沉淀的因素是相似的。鋼中合金元素有重要影響。鉬、硅和鈦會(huì)加速χ相和Laves相的形成,特別是鉬的作用更為明顯;鎳、碳和氮含量的提高對(duì)這兩種相的沉淀均有抑制作用。冷加工對(duì)這兩種中間相的沉淀速度和沉淀量有不太強(qiáng)的促進(jìn)效果。
奧氏體不銹鋼中χ相和Laves相的沉淀,也像б相一樣,導(dǎo)致耐蝕性下降及塑性、韌性的降低。但是由于這些相的沉淀溫度與碳化物及б相的沉淀溫度大體上相重合,因而在實(shí)際時(shí)效過程中,單獨(dú)出現(xiàn)χ相或Laves相的情況是極少見的,這些相總是與碳化物、б相等相伴隨而出現(xiàn),且往往是次要相和后生相。所以,這些相的形成對(duì)不銹鋼耐蝕性和力學(xué)性能的影響常常被作為主要相的碳化物或б相的作用所掩蓋。
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。