超级奥氏体不锈钢的概念是与超级铁素体不锈钢及超级双相不锈钢一起出现的。典型的例子为含6%7%的超级奥氏体不锈钢。这些钢种都是针对一些工况条件苛刻的工业,如石化,化工,造纸和海上系统等等而开发出来的。十几年的实际应用经验充分地证明,超级奥氏体不锈钢应用范围在不断地扩大。本文主要介绍了超㊣ 级奥氏体不锈钢的发展过程,其主要性能以及应用范围。

自从第一种奥氏体不锈钢于二十世纪初期于德国被开发出来以后,奥氏体不锈钢一直是根据各种技术要求和当时的生产能力按不同道路不断地发展起来的。促进奥氏体不锈钢发展的一个重∑要▅推动力是用户对可抵抗日益恶劣环境材料的需求。

1、第一种先进的奥氏体不锈ζ钢

早期,人们曾通过加入和硅来增加不锈钢抵抗各种酸腐蚀的能力。造成高合金化不锈钢三十年代就得以发展的一个特殊ζ 介质是硫酸。在法国和瑞典,人们曾开发了含20%25%4.5%1.5%铜的合金,并被』命名为Uranus B6904L,而在美国则按相似的方法研制出了含20%30%2.5%3.5%铜的20号合金。八十年代末国内研制出了00Cr20Ni25Mo4.5Cu(相当于ASTM N08904 EN1.4539)。自七十年代以来,B6号合︽金一般称之为904L,在纸浆及造纸工业和化学工业等方面被广泛使用。并很快地被推广到其它,工业领域。其用途增加的一个原因是通过采用先进的治炼技术,比如七十年代初的氢一氧脱碳精炼(AOD)技术,使得生产能力得到了较大提高。这些革新技术使合金元素的添加过程得到了更好的控制。清除有害微量元素的过程也得到了很大的╲改进。这些均为制造更高合金化的不锈钢打下了基础。

20号和904L号合金为超级奥氏体不锈钢的进一步发展莫定了基础。瑞典于五十年代首次生产出了用于特卐殊环境下的含6%不锈钢。其主要合金含量为:16.5%30%镍和6%。这也就是后来254 SMO的雏形。美国也于七十年代初期研制出了AL-6X。其主要合金含量为:20%25%6%。这一↑钢种的主要用途是电厂中用海水冷却的薄壁冷凝管道。高的合金含量使这种不锈钢容易产生金属中间相的卐析出,因此妨碍了厚壁型材或管材的制造。

2、将氨作为一种合金成分

氮作为奥氏体不锈钢中一个很重要的合金◤元素,这个概念已被研究和使用了几十年。到目前为止,氨合金化已达到了很高的技术水平。不锈钢中的含氢量已高达1%。比如,Armco公司生产的Nitronic系列产品,因为它们具较高的机械强度而得∞到广①泛的应用。然而,也是在完全正确地使用了氢一氧脱碳精炼法之后,这些产品才有了显著的商业性突【破。

六十年代末,人们还发现添加氨可以阻止奥氏体不锈钢中金属中○间相的析出。最低含量为4%和含0.15%氨的德国W.Nr.1.4439号不锈钢(317LMN)是使用这一理论很好的实例。这种不锈钢一直被用于恶劣环境下的许多用途中,如烟气脱硫装置和纸浆及造纸漂白设备等。

早在1942Uhlig就已指出了〖氮对不锈钢抵抗点腐蚀的积极影响。然而,其效果,尤其是与结合所产生的叠加效果,直到八¤十年初才获得充分的证明。

3、含6%的超级奥氏体不锈钢

1976年,瑞典研↑制出一种新型的含6%不锈钢,即254 SMO。八十年代末国内研制出了00Cr20Ni18Mo6CuN(相当于ASTM S31254 EN1.4547)。由于気的加入使得金属中间相☆的沉淀变得更加缓慢,因此有利于较厚材料的生产,如中厚板和①厚壁管材。同时,它的抗腐蚀性和机械性能也得到了很大的◥提高。以后,其它的含6%不锈钢都是按照这种合金方法生产的。所谓的6超级奥氏体不锈钢♂家族的共同特点就是它们都具有非常高的抗点蚀和抗缝隙腐蚀能力。因此,一直广※泛地应用于海上及脱盐工业,海水处理,含氣的漂白设ぷ备及二氧化阶段设备和烟气脱硫装置中。254SMO的出现,标志着6超级奥氏体不锈钢工业化和商业化的开始。

4、含7%的超级奥氏体不锈钢

锰对氮溶解度的积极影响曾被应用于许多合金化改进过程中。经试验发々现也具有相似的○作用。八十年代,瑞典和德国都曾开发出了含有较多、锰和并且氢含量很高的合金。934IN24号两种合金都含有约0.4%的氮,见表1。与含6%的超级奥氏〗体不锈钢相比,这两种钢具有相似的抗腐蚀性和很高的强度。

用热力学数据库给预测高合金奥氏体不锈钢的氨溶解度带来新的发展。仍然是在猛添加量较低的情况下,若的合金含量被进一步提高,氨含量可以达到更高水平。此■作法曾被试用于654SMO的研制中。如表1所示,654SMO含有约3%锰和0.5%氮(9)。654 SMO是一种含7%的超级奥氏体不锈钢,其防腐能力与最好的基合金相当ㄨ◣。654 SMO的出现,是奥●氏体不锈钢发展史上一个里程碑。654 SMO可用目前流行的氢一氧,脱碳精炼法冶炼,同时也可用生产不锈钢的连续铸▲造法生产。一种相似的不锈钢,B66,在法国也是按这些方,法制造出来的,但一些所取代了。

5、其它发展

七十年代,瑞典开发出了一种特殊的,用于磷酸设施的高合金◥奥氏体不锈钢Sanicro 28。它含有较多的和氮,见表1。和904L20号合金一样,这个钢种也显示了具有抗应力腐蚀破裂的性能。这种钢一直被用,于磷酸和硫酸环境中的管材及较深酸性气井≡中的套筒和衬管。同时它还被用作进一步研制含更多合金钢材的基础。其中一个例子就是德国研制的含很多33%),适量1.6%)和0.4%33号合金。这种合金具有很好的耐腐蚀性能。另一个发展是20世纪70年代研制出的一种用于高温度、高浓度硫酸及高浓度硝酸中的高◢硅奥氏体不锈钢。瑞典开发出了这种钢。这种合金后来╳被定名为SX12)。它含有高达5%的硅和2%的铜,见表1,在特定环境中具有良好的耐腐蚀性能。