我國不銹鋼的發展和現狀
我國用電弧爐大量生產不銹鋼系在1949年以后,早期先生產Cr13型馬氏體不銹鋼,掌握生產技術后,大量生產18-8型Cr-Ni奧氏體鋼,例如1Cr18Ni9Ti,則始于1952年。隨后,為適應國內化學工業發展的需要,又開始生產含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。為了節約貴重元素鎳,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)用于全循環法尿素生產裝置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初,開始工業試制1Cr17Ti,1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等無鎳鐵素體不銹鋼,并開始研究耐發煙硝酸腐蝕的高硅不銹鋼1Cr17Ni14Si4ALTi(相當于蘇聯牌號ЭИ654),此鋼種實際上是一種α+γ雙相不銹鋼。60年代開始,由于國內化工、航天、航空、原子能等工業發展的需要以及采用電爐氧氣煉鋼技術,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。70年代起,為解決化工、原子能工業中所出現的18-8型Cr-Ni鋼的氯化物應力腐蝕問題,一些α+γCr-Ni雙相不銹鋼相繼研制完成并正式生產和應用,主要鋼號有1Cr21Ni5Ti,00Cr26Ni6Ti,00Cr26Ni7Mo2Ti,00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是為了解決瑞典牌號3RE60焊后易出現單相鐵素體組織,導致耐蝕性和韌性下降而發展的含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制。
不銹鋼板表面本色白化處理加工工藝
不銹鋼板表面光潔,有較高的塑性、韌性和機械強度,耐酸、堿性氣體、溶液和其他介質的腐蝕。它是一種不容易生銹的合金鋼,但不是 不生銹。廣泛用于化工、食品、醫藥、造紙、石油、原子能等工業,以及建筑、廚具、餐具、車輛、家用電器各類零部件。
常用的不銹鋼板表面處理加工工藝主要有表面本色白化處理,不銹鋼板表面本色白化處理,是指在對不銹鋼板加工的過程中,經卷板、軋邊、焊接或經人工表面火烤加溫處理, 不銹鋼板面出現黑色氧化皮。該種堅硬的灰黑色氧化皮主要是NiCr2O4和NiF兩種EO4成分,以前通常是使用 和硝酸等強腐蝕方法去除。但該方法本錢花費大,環境污染強,有害人體,且腐蝕性較大,所以正在被淘汰。
不銹鋼板經過處理后,由于表面光滑,易於再研磨,使表面更加光亮,用途廣泛,如餐具、建材等。
當00Cr18Mo2(Ti),高純Cr18Mo2(Ti)鋼中含Ni+Cu量≤0.5%時,退火態一般不產生氯化物應力腐蝕破裂。表3-34和圖3-85為所得到的結果。
需要提出,鐵素體鉻不銹鋼的耐應力腐蝕也是有條件的。過量的鎳、銅、過高的碳、氮含量,遭受敏化處理(例如焊接),不適當冷加工以及過高的載荷(或殘余)應力等均可導致其應力腐蝕的出現。
冷、熱加工和熱處理工藝及焊接性能
試驗及實踐表明,00Cr18Mo2(Ti)以及高純Cr18Mo2(Ti)的冷、熱加工一般均不困難。這些鋼的高溫塑性 ,在1000-1200℃很易熱加工。但是,為了細化晶粒并獲得良好塑性,與前述鐵素體不銹鋼一樣,熱加工終止溫度應盡量低且變形量需足夠大。
根據冷彎、杯突試驗和深沖試驗結果,00Cr18Mo2(Ti)以及高純Cr18Mo2(Ti)薄板均具有優良的冷成型性。結果見表3-35和表3-36。鐵素體不銹鋼的冷加工硬化傾向雖較Cr-Ni奧氏體不銹鋼小,但由于其延伸率的 值較18-8鋼為低。因此,冷成型尚需選擇適合此特性的沖模具。
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。
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。
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。