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宜昌夷陵不銹鋼的性能與組織及各元素的作用 不銹鋼的性能與組織 目前已知的化學元素有100多種,在工業(yè)中常用的宜昌夷陵鋼鐵材料中可以遇到的化學元素約二十多種。對于人們在與腐蝕現(xiàn)象作長期斗爭的實踐而形成的不銹鋼這一特殊鋼系列來說,常用的元素有十幾種,除了組成鋼的基本元素鐵以外,對不銹鋼的性能與組織影響 的元素是:碳、鉻、鎳、錳、硅、鉬、鈦、鈮、鈦、錳、氮、銅、鈷等。這些元素中除碳、硅、氮以外,都是化學元素周期表中位于過渡族的元素。 實際上工業(yè)上應用的不銹鋼都是同時存在幾種以至十幾種元素的,當幾種元素共存于不銹鋼這一個統(tǒng)一體中時,它們的影響要比單獨存在時復雜得多,因為在這種情況下不僅要考慮各元素自身的作用,而且要注意它們互相之間的影響,因此宜昌夷陵不銹鋼的組織決定于各種元素影響的總和。
宜昌夷陵00Cr20Ni18Mo6CuN不銹鋼是一種碳含量極低的高鉬含氮奧氏體不銹鋼。此鋼的突出特點是在氯化物環(huán)境中具有優(yōu)異的耐蝕性,包括耐點腐蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕和一般腐蝕的性能。同時在很多還原性酸介質中耐蝕性也很好。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度。該鋼種主要用于海水設備,紙漿和造紙工業(yè)中的漂白裝置設備,氣體清洗系統(tǒng)的結構件(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的容器和管線,以及煉油裝置等。 宜昌夷陵00Cr27Ni31Mo3Cu是近乎鐵鎳基合金的高鉻奧氏體不銹鋼,其 特點是在多種強腐蝕性環(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,比如濕法磷酸中,在海水以及近海油氣生產環(huán)境中,耐一般腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕、應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)磷酸和磷肥的宜昌夷陵生產設備、海水熱交換器及有關裝置,以及有機酸(如醋酸)和氟化物的生產設備等。
宜昌夷陵不銹鋼的發(fā)明是世界冶金史上的一項重大成就。20世紀初,吉耶(L.B.Guillet)于1904年—1906年和波特萬(A.M.Portevin)于1909—1911年在法國;吉森(W.Giesen)于1907—1909年在英國分別發(fā)現(xiàn)了Fe—Cr和Fe—Cr-Ni合金的耐腐蝕性能。蒙納爾茨(P.Monnartz)于1908-1911年在德國提出了不銹性和鈍化理論的許多觀點。宜昌夷陵工業(yè)用不銹鋼的發(fā)明者有:布里爾利(H.Brearly)1912—1913年在英國開發(fā)了含Cr12%—13%的馬氏體不銹鋼;丹齊曾(C.Dantsizen)1911—1914年在美國開發(fā)了含Cr14%—16%,C 0.07% —0.15%的鐵素體不銹鋼;毛雷爾(E.Maurer)和施特勞斯(B.Strauss)1912—1914年在德國開發(fā)了含C<1%,Cr 15%—40%,Ni<20%的奧氏體不銹鋼。1929年,施特勞斯(B.Strauss)取得了低碳18-8(Cr-18%,Ni-8%)不銹鋼的 權。為了解決18-8鋼的敏化態(tài)晶間腐蝕,1931年德國的霍德魯特(E.Houdreuot)發(fā)明了含Ti的18-8不銹鋼(相當于現(xiàn)在的1Cr18Ni9Ti或AISI 321)。幾乎與此同時,在法國的Unieux實驗室發(fā)現(xiàn)了奧氏體不銹鋼中含有鐵素體時,鋼的耐晶間腐蝕性能會得到明顯改善,從而開發(fā)了γ+α雙相不銹鋼。1946年,美國的史密斯埃塔爾(R.Smithetal)研制了馬氏體沉淀硬化型不銹鋼17-4PH;隨后既具有高強度又可進行冷加工成形的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼17-7PH和PH15-7Mo等相繼問世。至少,不銹鋼家族中的主要鋼類,即宜昌夷陵馬氏體、鐵素體、奧氏體、α+γ雙相以及沉淀硬化型等不銹鋼*便基本齊全了,且一直延續(xù)到現(xiàn)在。