鉬是除鉻、鎳之外不銹鋼中另一個重要的元素。鉻鎳奧氏體不銹鋼一般僅用于要求不銹性和耐氧化性介質的條件下,鉬的加入,極大地改變了奧氏體不銹鋼的組織和服役性能,尤其是耐蝕性。
鉬(mu)(mu)是(shi)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)形成元素(su)(su),其(qi)能力和(he)(he)鉻相(xiang)(xiang)當,因(yin)此(ci)在(zai)含(han)鉬(mu)(mu)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中,為保(bao)(bao)持奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing),鎳含(han)量(liang)較鉻鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)高(gao)。鉬(mu)(mu)的(de)(de)(de)(de)加(jia)入,除了對(dui)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)和(he)(he)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)(zu)織平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)影響之外(wai),對(dui)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)帶來組(zu)(zu)織上的(de)(de)(de)(de)更(geng)大的(de)(de)(de)(de)影響是(shi)顯(xian)著促進(jin)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中金屬間相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)形成,比如(ru)σ相(xiang)(xiang)、x相(xiang)(xiang)、Laves相(xiang)(xiang)等,將極大地降(jiang)低鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織熱穩(wen)定(ding)性(xing),增加(jia)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)脆化敏感(gan)性(xing),進(jin)而(er)導致鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)塑(su)韌性(xing)、耐蝕性(xing)、冷成型(xing)性(xing)和(he)(he)焊接性(xing)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)低。隨著鉬(mu)(mu)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia),對(dui)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)組(zu)(zu)織的(de)(de)(de)(de)影響更(geng)加(jia)明顯(xian),尤(you)其(qi)是(shi)在(zai)超級(ji)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中。對(dui)于(yu)4%以上鉬(mu)(mu)含(han)量(liang)的(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),為保(bao)(bao)證組(zu)(zu)織的(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing),避免金屬間相(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)(de)析出(chu),均要求(qiu)在(zai)更(geng)高(gao)的(de)(de)(de)(de)溫度和(he)(he)更(geng)長的(de)(de)(de)(de)保(bao)(bao)溫時間固溶處理以充分消融金屬間相(xiang)(xiang)。
鉬作(zuo)為(wei)一個(ge)較大的(de)(de)原(yuan)子,通過固(gu)溶強化可提高(gao)包(bao)括高(gao)溫(wen)強度(du)等不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)強度(du),并改善奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的(de)(de)高(gao)溫(wen)持久和蠕變性(xing)(xing)能。但是(shi)(shi)鉬的(de)(de)加入使鋼的(de)(de)高(gao)溫(wen)變形(xing)抗力增加,尤其是(shi)(shi)當奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼中因(yin)鉬的(de)(de)加入存在少量8鐵素(su)體時,其熱加工性(xing)(xing)、熱成型(xing)性(xing)(xing)明顯低于(yu)鉻鎳奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹(xiu)鋼。
與不含鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)相比,含鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)通常耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)更好,常應用(yong)于腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)更強(qiang)的(de)(de)環境(jing)如化工設備(bei)或海洋(yang)用(yong)途。鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)主要提(ti)升不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)還原性(xing)(xing)介質的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing),尤其是點腐(fu)蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi),其耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)是鉻(ge)(ge)的(de)(de)3.5倍(bei)。含鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)再(zai)鈍(dun)(dun)化能(neng)(neng)力顯著(zhu)強(qiang)于鉻(ge)(ge)鎳不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。研(yan)究表明,鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)的(de)(de)作(zuo)用(yong)僅當鋼(gang)(gang)(gang)中含有較(jiao)高(gao)鉻(ge)(ge)含量的(de)(de)時候才有效。這是因為(wei)鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)能(neng)(neng)顯著(zhu)促進鉻(ge)(ge)在鈍(dun)(dun)化膜(mo)中的(de)(de)富集,從(cong)而增強(qiang)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)鈍(dun)(dun)化膜(mo)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing),顯著(zhu)強(qiang)化鋼(gang)(gang)(gang)中鉻(ge)(ge)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)作(zuo)用(yong),從(cong)而大幅(fu)提(ti)高(gao)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。由于鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)是和鉻(ge)(ge)協同(tong)作(zuo)用(yong)的(de)(de)結果(guo),因此在研(yan)究含鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,往往需要尋找鉻(ge)(ge)、鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)含量的(de)(de)平衡(heng),以找到最(zui)佳耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)的(de)(de)成(cheng)分(fen)組合(he)。此外,鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)形成(cheng)鉬(mu)(mu)(mu)(mu)(mu)酸鹽后可(ke)以起到緩蝕(shi)劑的(de)(de)作(zuo)用(yong)。
在Cr-Ni-Mo奧氏體不銹鋼合金體系中,廣為人知的當屬17Cr-12Ni-2Mo,即316系列。06Cr17Ni12Mo2(316)屬于奧氏體不銹鋼,具有良好的強度、塑韌性和冷成型性及良好的低溫性能。由于在18-8型基礎上加入2%鉬,因而具有更好的耐還原性介質和耐點蝕、縫隙腐蝕的能力,在各種有機酸、無機酸、堿、鹽類(如亞硫酸、硫酸、磷酸、醋酸、甲酸、鹵素鹽等)、海水中均具有較好的耐蝕性。022Cr17Ni12Mo2(316L)是在06Cr17Ni12Mo2基礎上發展的超低碳奧氏體不銹鋼,為平衡組織穩定,鎳含量更高。和06Cr17Ni12Mo2相比,022Cr17Ni12Mo2 具有更好的耐敏化態晶間腐蝕性能,適于制造厚截面尺寸的焊接部件和設備。上述兩種奧氏體不銹鋼是制造合成纖維、石油化工、紡織、化肥、造紙、印染及原子能工業用設備的重要耐蝕材料。
采用氮合金化技術,在06Cr17Ni12Mo2 和022Cr17Ni12Mo2 基礎上,發展了06Cr17Ni12Mo2N(316N)和022Cr17Ni12Mo2N(316LN)奧氏體不銹鋼,氮含量一般控制在0.10%~0.25%范圍內,既利用了氮的有益作用,又防止氮化物等有害相的析出。氮的加入,進一步提高了不銹鋼的強度,同時仍保持較高的塑韌性水平。在耐蝕性方面,除仍保留原始鋼種的耐蝕特點外,氮的加入改善了鋼的耐局部腐蝕性能,如耐點蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕性能均得到不同程度的提高。奧氏體不銹鋼的冶金生產工藝性能基本和原始鋼種一致,易于生產板、管、絲、帶、鍛件、型材等冶金產品。在不含氮鋼種的強度稍顯不足的應用領域,此兩鋼種是最佳候選材料。
含(han)氮、含(han)鉬的(de)(de)Cr-Ni-Mo奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹鋼,由于兼具強度和(he)耐蝕(shi)(shi)性(xing),在(zai)核電一回(hui)路(lu)(lu)(lu)管道系(xi)統普(pu)遍使用。核電一回(hui)路(lu)(lu)(lu)系(xi)統是由主管道(反(fan)應(ying)堆冷(leng)卻(que)劑(ji)系(xi)統)及(ji)多個高(gao)能輔助系(xi)統(如壓力(li)安全系(xi)統、余熱排(pai)出系(xi)統、安全注射系(xi)統)組成(cheng)。一回(hui)路(lu)(lu)(lu)系(xi)統的(de)(de)管道在(zai)反(fan)應(ying)堆運行(xing)期(qi)間的(de)(de)工作(zuo)條件十(shi)分苛刻,除了(le)承(cheng)受各(ge)種(zhong)載荷(he)組合和(he)低周、高(gao)頻疲勞所引起的(de)(de)機械損傷外,還將承(cheng)受反(fan)應(ying)堆冷(leng)卻(que)劑(ji)介質(zhi)的(de)(de)高(gao)溫、高(gao)壓、高(gao)流速及(ji) 海洋環境造成(cheng)的(de)(de)氯離子腐蝕(shi)(shi)的(de)(de)危害。作(zuo)為重要的(de)(de)核級管道部件,一回(hui)路(lu)(lu)(lu)系(xi)統管道材料(liao)均選用具有優(you)異(yi)的(de)(de)耐晶間腐蝕(shi)(shi)性(xing)能、良好的(de)(de)抗(kang)疲勞性(xing)能和(he)焊(han)接性(xing)能的(de)(de)Cr-Ni-Mo奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹鋼。
為(wei)進一步提(ti)高(gao)Cr-Ni-Mo奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)在(zai)還原性(xing)(xing)介(jie)質中(zhong)的(de)耐蝕性(xing)(xing),發展了(le)含(han)銅的(de)Cr-Ni-Mo奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang),如00Cr18Ni14Mo2Cu2、00Cr20Ni25Mo4.5Cu等。銅能顯著(zhu)提(ti)高(gao)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)對還原性(xing)(xing)介(jie)質如硫(liu)(liu)酸(suan)、磷(lin)酸(suan)等的(de)耐蝕性(xing)(xing),當用鉬和(he)銅復合合金化(hua)時(shi),效果更(geng)加(jia)突(tu)出。在(zai)高(gao)溫濃(nong)硫(liu)(liu)酸(suan)中(zhong),高(gao)硅(gui)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐蝕性(xing)(xing)能則更(geng)加(jia)優異(yi),如00Cr17Ni17Si6、00Cr18Ni20Si6MoCu 和(he)00Cr11Ni22Si6Mo2Cu。00Cr11Ni22Si6Mo2Cu為(wei)我國(guo)于(yu)20世紀90年代自主研(yan)發的(de)專利牌號SS920。此(ci)鋼(gang)的(de)最大(da)特點是在(zai)高(gao)溫濃(nong)硫(liu)(liu)酸(suan)中(zhong)具有優異(yi)的(de)耐蝕性(xing)(xing),在(zai)130℃、96%硫(liu)(liu)酸(suan)中(zhong),鋼(gang)的(de)腐蝕速率(lv)小于(yu)0.05毫(hao)米/年。此(ci)鋼(gang)的(de)冷、熱(re)成(cheng) 型性(xing)(xing)能良好(hao),可生產(chan)板、管、絲、帶、鍛件(jian)、鑄件(jian)等冶(ye)金產(chan)品。
022Cr17Ni12Mo2不銹鋼是在06Cr17Ni12Mo2不銹鋼的基礎上降低碳含量得到的一種耐腐蝕性能良好的Cr-Ni-Mo型超低碳不銹鋼。其耐腐蝕性、耐晶間腐蝕性能和高溫力學性能良好,是目前奧氏體不銹鋼應用最為廣泛的鋼種之一。022Cr19Ni13Mo3不銹鋼也是應用較為廣泛的一種Cr-Ni-Mo不銹鋼,具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強度和機械特性,適合用于食品的加工、儲存和運輸等。
表2-1-3給出(chu)了(le)Cr-Ni-Mo(Mo≤4%)奧(ao)氏體不銹鋼的化(hua)學成分。




至德鋼業,我們根(gen)據(ju)您(nin)(nin)的(de)實(shi)際需求,給出參考建議,為您(nin)(nin)提供高性價比的(de)不銹鋼管道及配件。

