不銹鋼的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)

1、1第三部分不銹鋼的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)2報(bào)告內(nèi)容n不銹鋼的特點(diǎn)及分類n不銹鋼的發(fā)展n不銹鋼的生產(chǎn)工藝技術(shù)發(fā)展n不銹鋼的產(chǎn)量和消費(fèi)量n不銹鋼的應(yīng)用n不銹鋼的合理選擇n中國(guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題n中國(guó)不銹鋼品種及市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)3 不銹鋼常指一些在空氣、水、酸性溶液及其他腐蝕介質(zhì)中具有較高化學(xué)穩(wěn)定性，在高溫下具有抗氧化性的鋼。（是鉻含量大于10.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），且具有不銹性和耐酸性能的一系列鐵基合金的統(tǒng)稱） 不銹鋼目前常用的分類方法是按鋼的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)分類的。分為馬氏體、鐵素體、奧氏體、奧氏體+鐵素體和沉淀硬化不銹鋼五類型。前4類按鋼的最終組織結(jié)構(gòu)確定，后者以使用的熱處理方式命名。 不銹鋼定義、特

2、點(diǎn)及分類4不銹鋼定義、特點(diǎn)及分類提高耐蝕性途徑：n1 形成致密的保護(hù)膜，Cr2O3n2 減小兩相電位差， Cr、Ni、Cu、Mon3 獲得單相組織，消除電位差,(Mn、Ni、Co無(wú)限擴(kuò)大奧氏體區(qū)，獲得奧氏體；Cr、V無(wú)限擴(kuò)大鐵素體區(qū)，獲得鐵素體）Cr的作用：n鉻是決定不銹鋼耐蝕性能的主要元素。隨著鉻含量的提高，鐵基固溶體的電極電位不是均勻的增加而是突變的，即當(dāng)鉻的含量達(dá)到1/8、2/8、3/8原子比時(shí)，鐵的電極電位就跳躍式地增高，腐蝕亦跳躍式地顯著減弱，這個(gè)定律就叫做n/8定律。n鉻在鐵中的含量為12.5%原子時(shí)，達(dá)到n/8定律的第一個(gè)突變值，可使鐵的電極電位由-0.56V增至0.2V5不銹鋼

3、定義、特點(diǎn)及分類n鐵素體形成元素折合成鉻的作用，鉻當(dāng)量鉻當(dāng)量Cr=%Cr +%Mo+1.5%Si+0.5%Nbn奧氏體形成元素折合成鎳的作用，鎳當(dāng)量鎳當(dāng)量Ni=%Ni+0.5%Mn+30%（C+N)擴(kuò)大奧氏體區(qū)或穩(wěn)定奧氏體區(qū)的元素C、N、Ni、Mn、Cu封閉或縮小奧氏體區(qū)形成鐵素體的元素Cr、Si、Ti、Nb、Mo6機(jī)械性能腐蝕性能抗拉強(qiáng)度/MPa屈服強(qiáng)度/MPa延伸率/%鐵素體不銹鋼450-650265-52124-31 耐酸性好，有較寬的耐酸界限，抗氧化性好，耐應(yīng)力腐蝕，耐點(diǎn)蝕，耐氯化物腐蝕奧氏體不銹鋼490-650，多數(shù)在550180-300，多數(shù)在20040-45，多數(shù)在40耐酸、鹽腐

4、蝕，在高濃氯化物中耐應(yīng)力腐蝕不佳，耐晶間腐蝕不良馬氏體不銹鋼690-1970540-18003-25抗氧化性好，抗弱腐蝕介質(zhì)性能好雙相不銹鋼600-750350-45020-45耐點(diǎn)蝕，耐應(yīng)力腐蝕，耐晶間腐蝕耐均勻腐蝕沉淀硬化不銹鋼939-1620620-13106-15適宜的腐蝕性不銹鋼定義、特點(diǎn)及分類7碳是穩(wěn)定奧氏體顯著提高強(qiáng)度的元素(但奧氏體不銹鋼中很少用碳來(lái)強(qiáng)化，C 多在0.15%以下)，除溶于奧氏體外還形成碳化物。屬于不利于腐蝕性能的元素。 鉻是決定不銹鋼耐腐蝕性的主要元素。一般來(lái)說(shuō)，耐腐蝕性和抗氧化性隨鉻量的增加而提高。 不銹鋼的化學(xué)成分主要有碳、鉻、鎳、鉬、錳、氮、硅、銅、鈦、鈮

5、、磷、硫和鋁等化學(xué)元素。鎳是穩(wěn)定奧氏體元素，能顯著提高鉻鋼的耐蝕性和高溫抗氧化性，改善冷加工性能。但不利于抗應(yīng)力腐蝕，且資源匱乏。不銹鋼主要化學(xué)成分的作用8錳穩(wěn)定奧氏體元素，可以用來(lái)代鎳(2%的錳代替1%的鎳，但不能用錳代替全部鎳)。錳的冷加工強(qiáng)化效應(yīng)顯著，能提高耐腐蝕性，但對(duì)晶間腐蝕敏感，并且不能通過(guò)加鈦和鈮來(lái)消除晶間腐蝕。鉬促使不銹鋼表面鈍化，增強(qiáng)抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕能力(相當(dāng)于鉻的三倍)，另外還可以提高強(qiáng)度，如0Cr18Ni13Mo3 (317)鋼。氮其作用與碳相當(dāng)，是穩(wěn)定奧氏體、提高強(qiáng)度的元素，穩(wěn)定奧氏體的作用比鎳大，可代鎳(比例約為0. 025 1)，常與錳一起來(lái)取代鎳。如1Cr17Mn

6、6Ni5N(201)鋼。硅 提 高 抗 氧 化 和 熱 強(qiáng) 性 ， 但 使 冷 加 工 性 能 下 降 ， 如0Cr18Ni9Si3 (302)鋼。9鈦、鈮強(qiáng)烈形成碳化物的元素(TiC、NbC)，改善抗晶間腐蝕性能，如1Cr18Ni9Ti(321)鋼。銅提高不銹鋼在硫酸中的耐蝕性能，還能提高冷加工性能，如0Cr18Ni9Cu2鋼。硫?qū)?qiáng)度影響不大，但使塑韌性大幅下降，常用作提高切削性能，如Y1Cr18Ni9(303)鋼，硫一般為殘余元素。磷是不銹鋼中殘余元素，在奧氏體鋼中磷的危害不像一般鋼中那樣顯著，磷稍有強(qiáng)化作用。鋁穩(wěn)定鐵素體元素，可以提高耐高溫氧化性能，改善焊接性能等，如用來(lái)改善彈性的0C

7、r17Ni7Al鋼，但鋁會(huì)降低抗硝酸腐蝕能力。10 不銹鋼的最終組織結(jié)構(gòu)由鋼中的鎳當(dāng)量（Nieq）和鉻當(dāng)量（Creq）的比例所控制，可按各合金元素形成相和相得能力，將其換算成鎳當(dāng)量和鉻當(dāng)量，利用Schaeffler圖或改進(jìn)的Schaeffler圖判斷鋼的組織結(jié)構(gòu)。圖1 不銹鋼的Schaeffler圖圖2 錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%40%不銹鋼的改進(jìn)型Schaeffler圖Nieq=%Ni+30(%C)+25(%N)+0.5(%Mn)+0.3(%Cu)Creq=%Cr+2(%Si)+1.5(%Mo)+5(%V)+5.5(%Al)+1.75(%Nb)+0.75(%W)11鐵素體不銹鋼系鐵素體不銹鋼系 指含

8、10.5% 30%Cr、在使用狀態(tài)下組織結(jié)構(gòu)以鐵素體為主的Fe-Cr或Fe-Cr-Mo合金。此類鋼具有體心立方結(jié)構(gòu)，有磁性。純鐵素體不銹鋼在加熱和冷卻過(guò)程中不產(chǎn)生相變，不能通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，又因鐵素體應(yīng)變硬化速度低，冷作后塑性下降，也不能冷作硬化。鐵素體不銹鋼熱導(dǎo)率高，線脹系數(shù)小。它具有比奧氏體不銹鋼好得多的耐氯化物、苛性堿等應(yīng)力腐蝕性能，還具有很好的耐海水局部腐蝕(抗點(diǎn)蝕、抗縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂)性能和抗高溫氧化性能。普通鐵素體不銹鋼的缺點(diǎn)是對(duì)晶間腐蝕敏感，塑性和韌性較低，延-脆性轉(zhuǎn)變溫度在室溫以上。又由于焊接熱影響區(qū)的晶粒粗化、475脆性、高溫脆性以及相形成所引起的焊縫韌性不足，焊接裂

9、紋傾向較大。20世紀(jì)60年代的研究表明：鐵素體不銹鋼的上述缺陷是由間隙元素C、N造成的。通過(guò)降低鋼液中C、N的含量，可使上述缺陷得到改善。 常用的400系不銹鋼品種中有含鉻18%的430 型及含鉻13%的410 型和420 型不銹鋼型號(hào)，其中430 型不銹鋼型號(hào)使用量最大。 1) 汽車排氣系統(tǒng)用: 409L 、409NT、436L 、434 、439 、441 、429 ; 2) 強(qiáng)耐蝕性不銹鋼: 436L 、439L 、444 ; 3) 高加工成形性不銹鋼: 409L 、430DDQ ; 4) 高加工成形和耐蝕性的高性能不銹鋼: 430M ; 5) 超耐高溫性不銹鋼: 439 、42 ; 6

10、) 鐵道車輛用: TCS 345 ; 7) 食品加工用抗菌用: 430Cu 。不銹鋼性能特點(diǎn)12 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼具有面心立方晶體結(jié)構(gòu)，無(wú)磁性，不能通過(guò)熱處理強(qiáng)化，只能采用冷加工強(qiáng)化手段提高強(qiáng)度。奧氏體不銹鋼是不銹鋼家族中最重要的一類，由于其耐蝕、良好的常溫和低溫塑性、易成形和良好的可焊性而廣泛應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域和日常消費(fèi)領(lǐng)域，在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中已列入33個(gè)牌號(hào)，尚有大量非標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)在使用。奧氏體不銹鋼得產(chǎn)量約占不銹鋼產(chǎn)量的70%，其產(chǎn)品覆蓋板、管、絲、帶、棒、鍛件等幾乎所有的冶金產(chǎn)品類型。 根據(jù)形成奧氏體基體得合金化類型，可將奧氏體不銹鋼區(qū)分為鉻鎳奧氏體不銹鋼和鉻錳奧氏體不銹鋼兩

11、大基本系列，前者以鎳為主要奧氏體形成元素，后者奧氏體形成元素主要是錳。通常奧氏體不銹鋼中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16-26%Cr，鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可高達(dá)35%，錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以達(dá)到18%。近年來(lái)開發(fā)成功的超級(jí)奧氏體不銹鋼中的鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)7%，尚含有約質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的氮。此類鋼具有2倍于常規(guī)奧氏體不銹鋼的屈服強(qiáng)度和優(yōu)異得耐均勻腐蝕、點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的能力，可解決常規(guī)不銹鋼難于克服的腐蝕問(wèn)題。 奧氏體不銹鋼牌號(hào)很多，大量生產(chǎn)和使用的僅幾個(gè)牌號(hào)，其中0Cr18Ni9, 00Cr18Ni10，0Cr17Ni12Mo2，00Cr17Ni14Mo2，以及相應(yīng)得改進(jìn)型牌號(hào)約占不銹鋼產(chǎn)量的50%。132Cr17Mn15

12、NiN增加C、Mn、N代替部分Ni，提高強(qiáng)度0Cr19Ni13Mo3進(jìn)一步提高M(jìn)o改善耐蝕性00Cr19Ni13Mo3降C提高耐晶間腐蝕性能1Cr18Ni93021Cr17Mn6Ni5NN、Mn代替部分Ni，提高強(qiáng)度1Cr18Mn10Ni5Mo3N加入Mo提高耐蝕性0Cr17Ni12Mo2添加Mo提高耐蝕性0Cr23Ni13提高Cr、Ni含量，提高耐蝕性，作為焊材和耐熱部件0Cr18Ni10Ti添加Ti提高耐晶間腐蝕性能0Cr18Ni9降C,提高焊后耐蝕性1Cr18Ni12提高Ni量，降低加工硬化傾向Y1Cr18Ni9添加S提高切削性能1Cr17Ni7減少Cr、Ni，提高加工硬化能力0Cr18

13、Ni11Nb添加Nb提高耐晶間腐蝕性能00Cr17Ni14Mo2N加N提高強(qiáng)度00Cr17Ni14Mo2降C提高耐晶間腐蝕性能0Cr18Ni9Cu3加Cu改善冷加工性能00Cr19Ni10進(jìn)一步降C提高耐晶間腐蝕性能Y1Cr18Ni9Se加Se提高更優(yōu)的加工表面超級(jí)奧氏體不銹鋼，提高Ni、Cr、Mo、Cu、N含量，提高耐點(diǎn)蝕縫隙腐蝕性能304NG加入少量N提高耐蝕性和強(qiáng)度，用于反應(yīng)堆00Cr19Ni15Mo4.5N加N提高強(qiáng)度和提高耐點(diǎn)蝕縫隙腐蝕性能00Cr18Ni14Mo2Cu2加Cu提高耐還原性介質(zhì)能力0Cr19Ni9N增加N提高強(qiáng)度00Cr19Ni10N增加N提高強(qiáng)度316NG降低C加少

14、量N提高強(qiáng)度和耐蝕性，用于反應(yīng)堆0Cr17Ni12Mo2N加N提高強(qiáng)度提高P、S含量改善切削性能限制Ta和Co的0Cr18Ni11Nb用于核工業(yè)0Cr20Ni11提高Cr、Ni,含有一定量相，焊接材料高（C+N）奧氏體不銹鋼（HISS），超高強(qiáng)度，高韌高N（0.4%）奧氏體不銹鋼，高強(qiáng)高韌圖3 奧氏體不銹鋼的發(fā)展網(wǎng)絡(luò)圖14 馬氏體不銹鋼馬氏體不銹鋼 馬氏體不銹鋼是一類可通過(guò)熱處理（淬火回火）對(duì)其性能進(jìn)行調(diào)整的不銹鋼，通俗地講是一類可硬化的不銹鋼。此類鋼具有高的硬度、良好的力學(xué)性能和不銹性，這些特性決定了此類鋼必須具備兩個(gè)條件：其一，在平衡相圖中必須有奧氏體相區(qū)存在；其二，為使鋼形成耐腐蝕的鈍化

15、膜，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須在10.5%以上。 根據(jù)鋼中合金元素的差別，可將馬氏體不銹鋼區(qū)分為馬氏體鉻不銹鋼和馬氏體鉻鎳不銹鋼。在馬氏體鉻不銹鋼中又可劃分成低碳、中碳和高碳三種類型。馬氏體不銹鋼在淬火狀態(tài)下具有體心四方晶體結(jié)構(gòu)，具有鐵磁性，在較弱腐蝕環(huán)境中具有耐蝕性。鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)18%，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以超過(guò)1.2%。為了提高鋼的耐蝕性和刃具的鋒利度，組織中允許存在過(guò)剩碳化物，為了改善淬火后的回火效應(yīng)，可適當(dāng)加入鈮、硅、鎢和釩。含鎳馬氏體不銹鋼改善了鉻馬氏體不銹鋼在某些介質(zhì)中的耐蝕性和提高了鋼的韌性。馬氏體中碳是不可缺少的重要元素，它使Fe-Cr二元合金形成相區(qū)且決定了鋼在淬火狀態(tài)下馬氏體的硬度

16、。15圖4 馬氏體不銹鋼發(fā)展軌跡網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖1Cr13（410）通用型Cr13型馬氏體不銹鋼0Cr13Ni5Mo,減少碳,提高鎳,添加鉬,改善韌性，提高耐蝕性4Cr13 ,增加碳含量,提高硬度,改善力學(xué)性能Y11Cr17, 增加 磷 、 硫 含量,改善切削性能9Cr18Mo,增加碳含量和鉻含量以改善耐蝕性和提高硬度1Cr17Ni2,增加鉻含量,提高耐蝕性并且有好的力學(xué)性能1Cr13Ni2,添加鎳,提高其耐蝕性和韌性2Cr13, 增加碳含量, 提高硬度和改善力學(xué)性能Y1Cr13,增加磷、硫含量改善切削性能3Cr15Mo1N以N代C提高鋼的韌性3Cr13,進(jìn)一步增大碳含量,提高硬度和改善力學(xué)性能Y3

17、Cr13,增加磷硫含量,改善切削性能8Cr17 ,減少碳含量,改善韌性7Cr17, 減少碳含量, 改善韌性16雙相不銹鋼雙相不銹鋼 （奧氏體-鐵素體不銹鋼，即高鉻和低鎳不銹鋼）是鋼鐵組織復(fù)合化的典型代表，它將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能結(jié)合在一起。通常認(rèn)為，在奧氏體中含有體積分?jǐn)?shù)15%鐵素體或在鐵素體基體上含有體積分?jǐn)?shù)15%奧氏體均可稱為 + 雙相不銹鋼。 早期實(shí)際工程應(yīng)用的雙相不銹鋼是在奧氏體基體上含有體積分?jǐn)?shù)20-30%鐵素體的雙相不銹鋼。目前廣泛應(yīng)用的是鋼中相和相各占50%的鋼種。按主體元素類型，雙相不銹鋼可分為Cr-Ni和Cr

18、-Mn-N兩個(gè)系列，得到廣泛應(yīng)用的是Cr-Ni系雙相不銹鋼。 由于雙相不銹鋼在煉鋼階段的爐外精煉以及制造過(guò)程中的焊接、熱成型方面存在難點(diǎn)，所以到目前為止，雙相不銹鋼的消費(fèi)量只占不銹鋼總量的1%，但是雙相鋼的抗腐蝕能力優(yōu)越，尤其是耐應(yīng)力腐蝕性能很強(qiáng)。同時(shí)，雙相鋼的強(qiáng)度比普通不銹鋼高一倍。 雙相不銹鋼越來(lái)越多地被化學(xué)品運(yùn)輸船、海上油汽田、紙漿和造紙工業(yè)等領(lǐng)域使用，應(yīng)用最廣泛的鋼種為S32205。17 沉淀硬化不銹鋼沉淀硬化不銹鋼 是一類含沉淀硬化元素（銅、鋁、鈦、鈮）的鐵鉻鎳合金，可以通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，此類鋼具有高強(qiáng)度，足夠的韌性和適宜的耐蝕性，主要應(yīng)用于宇航工業(yè)和一些高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。 沉淀硬化不銹

19、鋼可區(qū)分為馬氏體、半奧氏體和奧氏體沉淀硬化不銹鋼3種主要類型，近年來(lái)又出現(xiàn)了鐵素體沉淀硬化不銹鋼。 沉淀硬化不銹鋼的熱處理是獲得良好綜合性能的重要工藝手段，沉淀硬化不銹鋼熱處理工藝復(fù)雜，只有按所規(guī)定的溫度、時(shí)間、冷卻速度進(jìn)行控制才能得到理想的性能。 馬氏體沉淀硬化不銹鋼的Mf在室溫以上，因此從適宜的固溶處理溫度進(jìn)行空冷可完全轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，然后在480-620進(jìn)行單一時(shí)效即可達(dá)到硬化目的。對(duì)于一些不能完全轉(zhuǎn)變成馬氏體的鋼種，可增加冷處理工序，然后再時(shí)效。 18沉淀硬化：480-6301h空冷，獲得H900，H925，H1025，H1075，H1150狀態(tài)（都是沉淀硬化馬氏體）過(guò)時(shí)效處理：630-

20、6501-4h，空冷重復(fù)固溶處理獲得A狀態(tài)固溶處理：(104015)30min，冷至30或低于30，獲得A狀態(tài)（馬氏體）圖5 馬氏體沉淀硬化不銹鋼的熱處理制度19 半奧氏體沉淀硬化不銹鋼熱處理最為復(fù)雜，增加了調(diào)整處理工序。這類沉淀硬化不銹鋼的成分處于平衡狀態(tài)，Ms點(diǎn)正好低于室溫，因此從固溶處理溫度冷至室溫，鋼的組織主要是奧氏體組織，具有良好的韌性有利于成形加工，但為了使其轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，必須進(jìn)行調(diào)整處理，調(diào)整處理的目的是通過(guò)碳和合金元素從奧氏體中析出來(lái)提高M(jìn)f 和Ms，以利于馬氏體轉(zhuǎn)變。 奧氏體沉淀硬化不銹鋼的Ms點(diǎn)低到使其不可能轉(zhuǎn)變成馬氏體，主要靠在奧氏體上析出金屬間化合物予以強(qiáng)化。此類鋼的熱

21、處理是采用在適宜的溫度進(jìn)行固溶處理后再施以時(shí)效處理方式。時(shí)效溫度較前兩類鋼高，時(shí)效時(shí)間更長(zhǎng)。 對(duì)大多數(shù)沉淀硬化不銹鋼在480-510oC進(jìn)行時(shí)效，使用標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)效時(shí)間，使之處于完全時(shí)效或輕微過(guò)時(shí)效狀態(tài)，可獲得最佳強(qiáng)度和韌性的配合。在510oC以上進(jìn)行時(shí)效，處于明顯的過(guò)時(shí)效狀態(tài)，在要求具有較高的塑韌性的情況下使用。20圖6 半奧氏體沉淀硬化不銹鋼的幾種熱處理制度1050、水或空冷，A狀態(tài)（奧氏體）760 90min空冷，奧氏體調(diào)整處理（調(diào)整成分的奧氏體）950、10min空冷，奧氏體調(diào)整處理（調(diào)整成分的奧氏體）冷卻至15或室溫，要在1h內(nèi)冷卻完畢，保持30min（馬氏體）冷軋60%變形量，狀態(tài)CH

22、900（馬氏體）565 90min空冷，時(shí)效處理TH1050狀態(tài)（沉淀硬化馬氏體）49060min空冷，時(shí)效處理，CH900狀態(tài)(沉淀硬化馬氏體)TH1050RH950冷卻至-738h,相變完全（馬氏體）510 3060min空冷，時(shí)效處理，RH950狀態(tài)(沉淀硬化馬氏體)21沉淀硬化不銹鋼中的沉淀相類型 牌號(hào)時(shí)效溫度/ 沉淀相類型馬氏體型PH13-8Mo510620連貫的NiAl+細(xì)小的質(zhì)點(diǎn)15-5PH480620面心立方富Cu相相Custom450480620含F(xiàn)e,Mo,Nb的Lavse相密集六方有序連貫的Ni3Ti半奧氏體型17-7PHPH15-7MoAM-350AM-355Ultra

23、fort401480566480565455535455535500550有序體心立方結(jié)構(gòu)- NiAl+ Ni3AlCr2NCr2N相，F(xiàn)e2Mo，Ni3Ti奧氏體型A286730相（ Ni3(Al, Ti), Ni3(Ti,Al) 在沉淀硬化不銹鋼中，經(jīng)時(shí)效處理后其主要沉淀硬化相有面心立方結(jié)構(gòu)富銅相相，具有CsCI結(jié)構(gòu)的NiAl金屬間化合物，M23C6，相，Laves（）相，等，時(shí)效相的類型與存在與否和合金成分、熱處理?xiàng)l件有關(guān)。22不銹鋼的發(fā)展不銹鋼問(wèn)世至今將近一個(gè)世紀(jì)，在20世紀(jì)初，正值冶金學(xué)領(lǐng)域各項(xiàng)發(fā)明最繁盛時(shí)期，基于對(duì)鉻在鋼中作用的認(rèn)識(shí)的不斷深入，冶金學(xué)家發(fā)明了不銹鋼，結(jié)束了鋼必然生銹

24、的時(shí)代，是冶金史上一項(xiàng)重大發(fā)明。不銹鋼的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展幾乎是同時(shí)出現(xiàn)于歐洲幾個(gè)國(guó)家，1904-1906年吉耶(W.Guilet)在法國(guó)首先對(duì)Fe-Ni-Cr合金的冶金學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行了開創(chuàng)性的基礎(chǔ)冶金研究。1909-1911年波特萬(wàn)(A.Portevin)在法國(guó)，1907-1909年吉森(W.Gissen)在英國(guó)分別發(fā)現(xiàn)了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金的耐蝕性并完成了吉耶的研究工作。1908-1911年蒙納爾茨(P.Monnartz)在德國(guó)揭示了鋼的耐蝕性原理并提出了鈍化概念，如臨界鉻含量、碳的作用、鉬的影響等。隨后在歐洲和美國(guó)，鋼的不銹性的實(shí)用價(jià)值被確認(rèn)，工業(yè)不銹鋼牌號(hào)相繼問(wèn)世。1912-19

25、14年布里爾利(H.Brearley)發(fā)明了含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12-13%Cr的馬氏體不銹鋼并獲得專利；1911-1914年，F(xiàn).Becket和C.Dantsijzen在美國(guó)發(fā)明了含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14-16%Cr，0.07-0.15C的鐵素體不銹鋼；1912-1914年E.Maurer和B.Strauss在德國(guó)發(fā)明了含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%C，15-20%Cr，20%Ni的奧氏體不銹鋼，在此基礎(chǔ)上，B.Strauss在1929年取得低碳(質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%C，18%Cr，8%Ni)Cr-Ni奧氏體不銹鋼得專利權(quán)，即著名的18-8型不銹鋼。為了解決18-8型奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕，德國(guó)的E.Houdreuot于19

26、31年發(fā)明了含鈦的18-8型不銹鋼。在此期間還發(fā)明了鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼并提出超低碳不銹鋼的概念(碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03%)。231934年美國(guó)Folog獲得了沉淀硬化不銹鋼專利，但直到1945年美國(guó)鋼鐵公司（U. S. Steel)才成功的生產(chǎn)了Stainless W.，此時(shí)高強(qiáng) 不銹鋼的工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用才真正開始。1946年美國(guó)的R.Smithetal研制成功馬氏體沉淀硬化型不銹鋼17-4PH，隨后半奧氏體沉淀硬化不銹鋼17-7PH和pH15-7Mo相繼問(wèn)世。至此，延續(xù)至今的馬氏體、鐵素體、奧氏體、+雙相以及沉淀硬化型等5類不銹鋼已全部誕生。自20世紀(jì)40年代中期以后，隨著化學(xué)加工工業(yè)的發(fā)

27、展，特別是核燃料工業(yè)的興起和新式武器裝備的需求，極大的刺激了不銹鋼的研究和開發(fā)，不過(guò)這些新型不銹鋼均未脫離5類不銹鋼的范圍，例如相繼問(wèn)世的硝酸級(jí)、尿素級(jí)、核級(jí)、高鉬、高硅奧氏體不銹鋼、高氮不銹鋼以及超級(jí)雙相不銹鋼、超級(jí)鐵素體不銹鋼、超級(jí)奧氏體不銹鋼、馬氏體時(shí)效不銹鋼等。24不銹鋼生產(chǎn)工藝技術(shù)的發(fā)展u冶煉 冶煉的功能在于提供合格的不銹鋼鋼水，它是不銹鋼生產(chǎn)的首要關(guān)鍵工序。它不僅決定鋼的總產(chǎn)量，對(duì)鋼材得質(zhì)量和成本、效益將起到?jīng)Q定性影響。u自不銹鋼工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，不銹鋼的冶煉技術(shù)一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)，發(fā)生了比較大的變化，到目前為止，已由單一的電爐冶煉的一步法過(guò)度到電爐（轉(zhuǎn)爐）加上爐外精煉的二步法完成

28、冶煉法。u與一步法相比，初煉爐(大部分為電爐，少數(shù)為帶有輔助熱源的轉(zhuǎn)爐)僅熔化廢鋼、高碳鉻鐵等爐料，提供初煉鋼水，然后由AOD或VOD爐對(duì)初煉鋼水進(jìn)行吹氧脫碳、脫硫，進(jìn)一步合金化調(diào)整成分和溫度、脫氣等精煉作業(yè)，完成鋼水的最終冶煉。在近20多年的時(shí)間里，不銹鋼的冶煉絕大部分采用二步法，其中AOD法的生產(chǎn)量約占不銹鋼總量的75%。二步法較一步法冶煉有很多突出的優(yōu)點(diǎn)，大大地提高了生產(chǎn)率，降低了成本，減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，擴(kuò)大了品種，提高了鋼水質(zhì)量。u二步法缺點(diǎn) 精煉時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，AOD約60-90min，VOD約60-120min，而連鑄機(jī)的澆注時(shí)間通常小于60min，生產(chǎn)節(jié)奏匹配較難，難以實(shí)現(xiàn)多爐連澆

29、。目前大量使用的AOD法還存著氬氣消耗量大噸鋼12-30m3(標(biāo)態(tài))，爐襯壽命低(100-200爐)、還原硅鐵耗量高(10-15kg/t)，生產(chǎn)超低碳、超低氮不銹鋼難度較大，而VOD法盡管不存在AOD法的上述缺點(diǎn)，但對(duì)入爐的初煉鋼水有嚴(yán)格限制，碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過(guò)0.6%，這樣勢(shì)必對(duì)使用高碳鉻鐵的量受到限制，使冶煉成本增高，同時(shí)電爐的脫碳負(fù)荷加大，增加了消耗，延長(zhǎng)了冶煉時(shí)間，進(jìn)而影響了生產(chǎn)力，因此生產(chǎn)規(guī)模不能過(guò)大。25u三步法不銹鋼冶煉工藝 在集中AOD和VOD各自優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，于20世紀(jì)80年代中后期形成了三步法不銹鋼冶煉工藝。這種工藝的結(jié)構(gòu)：初煉爐（電爐或轉(zhuǎn)爐）轉(zhuǎn)爐（MRP-L，其他形式

30、的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐）真空吹氧精煉（VOD、RH-KTB、RH-OB）。目前三步法煉鋼工藝已得到普遍應(yīng)用，一些新建廠多數(shù)采用此工藝，一些老企業(yè)在技術(shù)改造時(shí)也將三步法引入工業(yè)生產(chǎn)。根據(jù)提供初煉鋼水的爐型可將三步法工藝分為轉(zhuǎn)爐三步工藝和電爐三步煉鋼法。目前國(guó)外生產(chǎn)規(guī)模較大的不銹鋼板帶工廠，大部分采用三步煉鋼法的冶煉工藝。u對(duì)于高純、高均勻性的不銹鋼品種，真空冶煉加上電渣或真空自耗提純冶金技術(shù)已廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)。用于高氮不銹鋼生產(chǎn)的壓力冶金技術(shù)已成功用于產(chǎn)品的生產(chǎn)，加壓電渣爐的容量已達(dá)20t。26O2高爐預(yù)脫硅處理高爐預(yù)脫硅處理預(yù)處理脫預(yù)處理脫P(yáng)扒渣扒渣O2EAF電爐電爐O2O2 、N2 O2、N2、Ar1#

31、OBMSN2、ArVODLFAr圖7 太鋼三步法冶煉不銹鋼工藝流程27表3 國(guó)內(nèi)外采用鐵水為原料冶煉不銹鋼的生產(chǎn)廠家及其工藝流程生產(chǎn)廠生產(chǎn)工藝流程太鋼第二煉鋼廠DEP+UHP-EAFK-OBM-S VOD LF CCM寶鋼不銹鋼分公司DEP+UHP-EAFAOD VOD CCM川崎千葉四廠DEPSR-KCB DC-KCB VOD CCM新日鐵八幡廠DEP+EAFLD-OBVODPICCM巴西ACESITA廠DEP+EAFMRPVODLFCCM28u連鑄 連鑄技術(shù)自引入不銹鋼生產(chǎn)以來(lái)，得到高速發(fā)展，當(dāng)前用于不銹鋼生產(chǎn)的專用方坯和板坯連鑄機(jī)已達(dá)77臺(tái)套，用于板、帶生產(chǎn)的坯料，除特殊厚度和寬度的板材

32、生產(chǎn)外，全部采用連鑄方式生產(chǎn)，連鑄比在95%以上。通常連鑄坯厚度為200mm或300mm，最寬可達(dá)2000mm。為了保證鑄坯的質(zhì)量，在工藝上不斷改進(jìn)并不斷采用新技術(shù)，如無(wú)氧化澆注、結(jié)晶器鋼液面控制、電磁攪拌、結(jié)晶器振動(dòng)頻率和振幅控制、等離子中間加熱技術(shù)、防止大包下渣等。u薄板坯連鑄技術(shù)應(yīng)用不銹鋼生產(chǎn)始于1988年的瑞典阿維斯塔。目前薄板坯連鑄在意大利克雷蒙那公司（ISP）和美國(guó)阿姆柯公司（ConRoll)和紐柯公司（CSP）得到成功應(yīng)用，但主要用于生產(chǎn)馬氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼（409、439），對(duì)于生產(chǎn)高表面質(zhì)量的奧氏體不銹鋼，尚存在難于克服的表面質(zhì)量問(wèn)題，因此薄板坯廣泛應(yīng)用不銹鋼生產(chǎn)，必須

33、進(jìn)一步改進(jìn)已達(dá)到鑄坯表面適于高質(zhì)量不銹鋼生產(chǎn)得質(zhì)量水平。u薄帶坯連鑄（澆注厚度2-16mm）技術(shù)是當(dāng)前鋼鐵界積極開發(fā)的一項(xiàng)重大、前沿技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)的核心是取代熱軋工序，縮短工藝流程，較使用薄板坯連鑄連軋工藝更先進(jìn)。它可以極大的減少投資和生產(chǎn)成本，據(jù)估算，薄帶坯連鑄工藝噸鋼投資較傳統(tǒng)工藝節(jié)省50%，操作費(fèi)用減少20-30%。29u熱軋帶卷生產(chǎn) 不銹鋼熱軋帶卷，大部分作為冷軋坯料，一小部分作為商品材供用戶直接使用。當(dāng)前不銹鋼熱軋帶卷生產(chǎn)仍以連軋和改進(jìn)型爐卷軋機(jī)為主，從產(chǎn)量上看連軋機(jī)軋制是主導(dǎo)工藝。u不銹鋼熱軋帶鋼的連軋工藝的主要特點(diǎn)是采用常規(guī)板帶連軋機(jī)進(jìn)行不銹鋼生產(chǎn)，由于此類型軋機(jī)裝備先進(jìn)，普遍采

34、用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過(guò)程和基礎(chǔ)自動(dòng)化控制，現(xiàn)代化連軋機(jī)均裝備厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)（AGC）以及彎輥和軋輥橫移功能以便控制板型，因此熱軋卷板質(zhì)量水平很高。近年來(lái)開發(fā)得能有效控制板型的CVC、HC、PC軋機(jī)也可很好的控制板型。u爐卷軋機(jī)軋制工藝是不銹鋼熱軋板卷的另一主要工藝。爐卷軋機(jī)采用液壓壓下裝置及液壓AGC厚度控制系統(tǒng)，可對(duì)工藝參數(shù)設(shè)定和厚度自動(dòng)控制，使其生產(chǎn)的帶鋼縱向厚度公差達(dá)到或接近連軋機(jī)的水平0.05mm。爐卷軋機(jī)大都采用板型控制功能較強(qiáng)的CVC軋機(jī)、四輥PC軋機(jī)和六輥HC軋機(jī)及相應(yīng)的控制系統(tǒng)，改善了板卷的板型。到目前為止，共建改進(jìn)型爐卷軋機(jī)10多套，多數(shù)用于不銹鋼熱軋帶鋼生產(chǎn)，如芬蘭奧托托普公司和

35、西班牙不銹鋼公司的二套卷爐軋機(jī)為HCMW六輥軋機(jī)、瑞典阿維斯塔、臺(tái)灣燁聯(lián)、印度塞雷姆公司為四輥CVC軋機(jī)，日本工依浦廠為四輥PC軋機(jī)。30u冷軋工藝技術(shù) 不銹鋼冷軋板帶是不銹鋼的最重要產(chǎn)品，當(dāng)前不銹鋼冷軋板、帶的生產(chǎn)主要是在多輥軋機(jī)上進(jìn)行，在生產(chǎn)中應(yīng)用的軋機(jī)主要有六輥、八輥、12輥和20輥軋機(jī)，為得到高質(zhì)量冷軋薄板產(chǎn)品，近年來(lái)都裝備了板型控制系統(tǒng)。u不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)，主軋機(jī)僅是一個(gè)主要條件，至關(guān)重要的是工藝之間的銜接和配套設(shè)施的系統(tǒng)化，如配套熱處理酸洗線，進(jìn)入冷軋前的修磨，成品的平整和矯直等。u不銹鋼冷軋帶鋼生產(chǎn)的最新發(fā)展是無(wú)頭冷軋技術(shù)。MDM（曼內(nèi)斯曼德馬克冶金公司）所發(fā)展的IRAPL（T

36、he In-Line Cold Rolling, Annealing and Pickling Process) 和美國(guó)的DRAP（Direct Roll Anneal Pickle）是典型的代表。軋板軋板31不銹鋼的冶金產(chǎn)品、產(chǎn)量和消費(fèi)量 不銹鋼的冶金產(chǎn)品包括板、管、絲、帶、棒材、鍛件等，幾乎覆蓋全部冶金產(chǎn)品。到目前為止一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已能提供寬度2m的各類冷軋板、寬度達(dá)3m以上的寬幅熱軋中板、300mm以上的厚板、外徑0.1-2000mm的無(wú)縫管和各種規(guī)格焊管，厚度0.05mm寬度可達(dá)1000mm的不銹鋼箔、直徑小于0.02mm的超細(xì)絲等各類冶金產(chǎn)品。在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的不銹鋼產(chǎn)品中，板帶材約

37、占70%,棒、線、管等長(zhǎng)型材約占30%。絲絲管類管類微絲微絲角鋼角鋼32l 2005年，我國(guó)不銹鋼消費(fèi)為：板材444萬(wàn)噸，占85%；長(zhǎng)材59.3萬(wàn)噸，占11.4%；無(wú)縫管18.7萬(wàn)噸，占3.6%。l 瑞士歐亞資源公司（ENRC）稱，2007年中國(guó)不銹鋼表觀消費(fèi)量為658萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)10.6%（2006 年為595萬(wàn)噸）。l 中國(guó)1998-2003年的不銹鋼消費(fèi)量增幅達(dá)20-40%，但從2004年以來(lái)，中國(guó)不銹鋼消費(fèi)量增長(zhǎng)開始放緩，2004年：同比增長(zhǎng)6.4%；2005年： 同比增長(zhǎng)16.8%；2006 年： 同比增長(zhǎng)14%；2007年：同比增長(zhǎng)10.6%。l 據(jù)世界銀行對(duì)世界各國(guó)不銹鋼產(chǎn)量的

38、預(yù)計(jì)顯示，中國(guó)2008年和2009年不銹鋼產(chǎn)量的增幅將分別達(dá)到9.4%和9.2%。33表4 20012006年我國(guó)不銹鋼產(chǎn)量、進(jìn)出口量和表觀消費(fèi)量年份粗鋼產(chǎn)量進(jìn)口量出口量表觀消費(fèi)量200190167125320021102404330200317829616454200423628940449200529030241507200653025090610萬(wàn) 噸34表 5 20052006年主要鋼鐵企業(yè)不銹鋼產(chǎn)量統(tǒng)計(jì) 鋼廠 不銹鋼總量 鉻系不銹鋼 鉻鎳系不銹鋼 耐熱不銹鋼 2005年2006年 2005年 2006年 2005年 2006年 2005年 2006年 太鋼 925531 110965

39、6 255651 330644 544680 683412 - - 寶鋼 976324 1195443 238413 383020 714458 795073 32458 17350 沙鋼 332793 430152 - - 332793 430152 - - 東北特鋼 115427 123014 70441 91832 42297 29785 2689 1397 攀鋼 62656 62676 54538 55653 2505 3544 4574 4518 西寧 30464 31231 28950 29766 1514 1465 - - 重鋼 12435 15679 8049 11984 12

40、2 193 365 3502 酒鋼 5561 166339 - 133864 5561 32475 - - 天管 3510 39562 3510 39562 - - - -單位：噸35年代產(chǎn)量199615571997169619981679199917932000195120011891200220692003228420042417200524332006284220072870表6 世界不銹鋼產(chǎn)量/萬(wàn)噸36不銹鋼的切削加工 不銹鋼的設(shè)備或零部件生產(chǎn)，要經(jīng)過(guò)各種切削加工，由于不銹鋼導(dǎo)熱性不良和黏性較大，因此切削加工難度較大。在各類不銹鋼中，最難切削加工的牌號(hào)為高碳高鉻馬氏體不銹鋼(11Cr1

41、7，9Cr18Mo)和各種奧氏體不銹鋼。尤其是奧氏體不銹鋼，其導(dǎo)熱性能差，不易斷屑，黏性大，易于加工硬化等，給切削加工帶來(lái)極大困難。為得到理想的加工部件，應(yīng)選擇合適的切削工具和適宜的切削加工參數(shù)。37不銹鋼的應(yīng)用不銹鋼具有良好的室溫、高溫、低溫力學(xué)性能，高強(qiáng)度和良好韌性相匹配，高硬度、高耐磨，在苛刻腐蝕條件下具有良好的耐蝕性、不銹無(wú)磁性以及良好冷成形性能及加工制造性。不銹鋼已廣泛應(yīng)用于化工、石油化工和石油開采、交通運(yùn)輸、核工業(yè)、能源、紡織、航天、航空、電子電器、食品、制藥、造紙等各工業(yè)部門，在某些領(lǐng)域成為不可缺少或不可取代的金屬材料。由于不銹鋼的不銹性和裝飾性以及易于清洗和抗菌特性，在消費(fèi)領(lǐng)域

42、也已得到了廣泛應(yīng)用，如建筑裝潢、廚具、餐具、民用五金等。38應(yīng)用領(lǐng)域占不銹鋼消費(fèi)量的份額/% 消費(fèi)品領(lǐng)域 白色消費(fèi)品 器皿 污水槽 其他 工業(yè)工程 化學(xué)、石油化工、油氣工業(yè) 食品、飲料和廚房設(shè)備 交通運(yùn)輸（公路、鐵路、海洋運(yùn)輸） 動(dòng)力和能源 紙漿、造紙、紡織 建筑 其他30101055701719127771表7 西方發(fā)達(dá)國(guó)家不銹鋼的消費(fèi)結(jié)構(gòu)39n在高濃度（93-98%）硫酸中多選用高硅含鉬奧氏體不銹鋼(如SS-920)。在高于130oC，93-98%硫酸中SS-920得腐蝕率小于0.1mm/a，此類鋼不耐稀硫酸和中等硫酸的腐蝕。n在80oC以下的濃硫酸中，耐酸泵多半使用高硅鎳基合金，如Ill

43、iumG，高于此溫度時(shí)可使用IN504合金。n在中等濃度硫酸中，常常使用鉬、銅復(fù)合的高性能奧氏體不銹鋼，如00Cr20Ni29Mo3Cu4Nb和00Cr20Ni25Mo4.5Cu。n高壓法制備硝酸中，00Cr19Ni10、0Cr18Ni10Ti和0Cr18Ni11Nb被廣泛采用。在濃硝酸中使用不同硅含量的高硅奧氏體不銹鋼如：1Cr17Ni11Si4AlTi、00Cr14Ni14Si4（Ti）、 00Cr17Ni14Si4（Ti、Nb）和硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5-6%的Cr-Ni不銹鋼。n干法磷酸可使用18-8型Cr-Ni不銹鋼或含Mo的Cr-Ni不銹鋼。n濕法磷酸使用高鉻的超級(jí)奧氏體不銹鋼。n在氯、堿

44、工業(yè)中使用高純高鉻鐵素體不銹鋼（00Cr26Mo1、 00Cr30Mo2)。n在有機(jī)酸工藝和氨與化肥工業(yè)中廣泛應(yīng)用的不銹鋼牌號(hào)有0Cr18Ni9和0Cr17Ni12Mo2。1.不銹鋼在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用40裝置名稱材料使用部位常壓原油蒸餾裝置蒸餾塔0Cr13AlCr-Ni奧氏體不銹鋼塔頂及托盤使用0Cr13Al，在有氯化物存在的條件下使用Cr-Ni奧氏體不銹鋼減壓蒸餾裝置，350-450，1.3-2MPa5CrMo0Cr17Ni12Mo2通常使用5CrMo，當(dāng)處理含環(huán)烷酸常壓殘?jiān)蜁r(shí)，精煉塔上方250-300部位使用0Cr17Ni14Mo2觸媒改質(zhì)裝置反映塔，420-5800Cr18Ni9反應(yīng)塔

45、出口處的高溫部件氫化脫硫裝置200-500，3.4-196MPa0Cr18Ni9反應(yīng)塔0Cr18Ni10Ti0Cr18Ni11Nb加熱管、配管、熱交換管。塔體管板采用不 銹鋼堆焊0Cr17Ni14Mo2處理濕硫化氫的下游加工裝置0Cr13Al在含較少H2S的汽油煤油的裝置中使用0Cr13Al觸媒分解裝置500，常壓0Cr13Al0Cr18Ni9分解塔部分使用0Cr13Al或0Cr18Ni9制氫裝置，吸收再生塔00Cr19Ni10耐碳酸腐蝕的管線溶劑提取潤(rùn)滑油裝置耐呋喃醛0Cr18Ni9耐呋喃醛腐蝕的熱交換器管廢水處理裝置0Cr18Ni、0Cr17Ni14Mo2蒸餾塔頂裝置硫回收裝置（250）0

46、Cr13Al、0Cr18Ni9塔和冷凝器 2. 不銹鋼在石油精煉工業(yè)中的應(yīng)用41裝置名稱材料使用部位和目的常減壓裝置OOCr18Ni5Mo3Si2 塔頂襯里、塔內(nèi)構(gòu)件、常頂空冷器、減頂增濕空冷器、水冷器管芯、油水分離器襯里。解決SCC問(wèn)題催化裂化裝置OOCr18Ni5Mo3Si2 催化吸收塔襯里、塔盤板、浮閥、汽油再熱器。解決致裂紋和奧氏體不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）的均勻腐蝕問(wèn)題加氫裂化裝置OOCr18Ni5Mo3Si2 2205 空冷器，解決OCr13和OCr17點(diǎn)蝕和18-8型奧氏體不銹鋼SCC問(wèn)題加氫脫硫裝置OOCr18Ni5Mo3Si2 熱交換器和水冷卻器，解決氯化物的SCC問(wèn)題污

47、水處理裝置OOCr18Ni5Mo3Si2 熱交換器和DEA（二乙胺醇）洗滌裝置的罐頂冷凝型鐵素體 鋼的點(diǎn)蝕、 OCr17Ni12Mo2的SCC問(wèn)題表8 雙相不銹鋼在煉油工業(yè)中的應(yīng)用42裝置名稱材料使用部位聚氯乙烯（PVC）生產(chǎn)裝置00Cr25Ni6.5Mo3.5CuN汽提塔和熱 交換器代替0Cr17Ni12Mo2和2205氯乙烯生產(chǎn)裝置00Cr25Ni7Mo3.5WCuN （Zemn 100） 00Cr18Ni5Mo3Si2氧氯化反應(yīng)器，HCl冷卻器，氯乙烯塔氧氯化反應(yīng)器，代替0Cr18Ni10Ti，5年未見SCC問(wèn)題。氯乙烯再沸器甲醇合成反應(yīng)器00Cr18Ni5Mo3Si2 00Cr22Ni

48、5Mo3N小型反應(yīng)器大型反應(yīng)器物料/流出物熱交換器管路系統(tǒng)中壓內(nèi)蒸罐頂冷凝器羰基合成醇反應(yīng)器00Cr22Ni5Mo3N代替原用奧氏體不銹鋼制反應(yīng)器（熱疲勞損壞）預(yù)計(jì)壽命為15年醋酸生產(chǎn)裝置 2507（ 00Cr25Ni7Mo4N ）耐MnCl2，MnAC（醋酸錳）催化劑醋酸的腐蝕對(duì)二甲酸生產(chǎn)裝置Zemn 100 2507第1冷卻器催化劑再生設(shè)備表9 雙相不銹鋼在石油化工工業(yè)中的典型應(yīng)用43 在化纖和合成化纖工業(yè)中，不銹鋼裝備主要是起耐蝕和防止污染的雙重作用。尼龍66的生產(chǎn)裝置除充填裝置采用鋁外，整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)裝置全部使用奧氏體不銹鋼，主要是0Cr18Ni11Nb， 0Cr18Ni13Mo3， 0

49、Cr17Ni14Mo2等。制造二胺原料的硝酸氧化工藝中，反應(yīng)器用0Cr18Ni10Ti制造。 染色機(jī)械的材料為不銹鋼，可以應(yīng)付所用染液、漂白液的腐蝕，并起到防止污染的作用，反染機(jī)多半采用0Cr17，0Cr18Ni9和0Cr17Ni12Mo2。3.不銹鋼在化纖和合成化纖工業(yè)中的應(yīng)用容器容器44表10 鈾水冶廠的不銹鋼使用狀況工藝材料部位堿浸出工藝浸出槽碳鋼0Cr17Ni12Mo2不銹鋼用于浸出槽液-氣界面HNO3浸出，90-100oC UO2(NO3)2蒸發(fā)器，120-145oC0Cr18Ni11Nb0Cr18Ni10Ti00Cr19Ni100Cr18Ni90cr23Ni13Nb浸出槽及管線蒸發(fā)

50、器管道H2SO4浸出0Cr17Ni12Mo200Cr19Ni10攪拌器 萃取罐，管線浸出塔加酸管0Cr26Ni35MoCuTi加酸管，法蘭緊固件，空氣吹管排漿管，溢流管有機(jī)溶劑萃取脫硝釜00Cr19Ni100Cr18Ni11Nb0Cr18Ni9脫硝釜脫硝釜攪拌器 4. 不銹鋼在核工業(yè)中的應(yīng)用45工序名稱裝置材料U3O8硝酸溶解溶解器，管道0Cr18Ni11Nb00Cr19Ni10UO2(NO3)2萃取反應(yīng)萃取桶和管道泵00Cr19Ni10Carpenter20蒸發(fā)干燥蒸發(fā)罐00Cr19Ni100Cr23Ni13脫硝脫硝罐 攪拌器00Cr19Ni100Cr18Ni11Nb0Cr18Ni9UO3還

51、原（1000oC）反應(yīng)器 攪拌器0Cr23Ni13 0Cr17Ni12Mo20Cr17Ni14Mo2 ILLium R，HastelloyC氫氟化反應(yīng)器 攪拌器Inconel600，Monel 新一號(hào)合金，純Ni新一號(hào)，HastelloyC表11 鈾精制工藝裝備使用的材料46表12 核燃料再處理脫殼工藝中的耐蝕材料工藝名稱介質(zhì)成分材料NifleX 溶解包殼NifleX 溶解包殼溶解UO2-是沒(méi)顆粒燃料1mol/L HNO3-2mol/L HF 60oC, 0.3MHFHF-HNO3 3mol/L HF-23mol/L HNO3,沸騰00Cr25Ni50Mo6CuTi(BMI-HAPO-20)

52、0Cr35Ni65合金 0Cr18Ni11Nb,0Cr23Ni13Nb,00Cr19Ni10Zirflex 工藝溶解鋯钖合金包殼和鋯基燃料6mol/L NH4F1 mol/L NH4NO33 mol/L HN4.HF20Cr23Ni13NbHasfelloyFNi-O-Ne182500Cr19Ni10Sulfex 溶解不銹鋼包殼4-6mol/L H2SO4Ni-O-Ne1825HasfelloyFHAPO-20,Carpenter20 合金Durex溶解不銹鋼包殼5mol/L HNO3,2mol/L HClTi47表13 壓水堆用不銹鋼狀況名稱材料 堆內(nèi)構(gòu)件 主冷卻管道控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 給水加壓

53、器輔助熱交換器0Cr17Ni14Mo2, 0Cr18Ni10Ti 控氮 00Cr18Ni100Cr18Ni10Ti, 0Cr17Ni12Mo2 控氮00Cr17Ni1200Cr13Ni5Mo, 0Cr17Ni4Cu3Nb控氮304.1Cr130Cr18Ni90Cr18Ni9蒸汽發(fā)生器0Cr18Ni10Ti，Inconel600Incoloy800,Inconel690485. 不銹鋼在航空、航天工業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)中的應(yīng)用表14 奧氏體不銹鋼在航天工業(yè)中的應(yīng)用牌號(hào)設(shè)備和部件1Cr17Ni7壓力穩(wěn)定的硬殼式機(jī)身結(jié)構(gòu)，艙壁（3/4硬化態(tài)），高強(qiáng)度壓力容器0Cr18Ni90Cr18Ni11Nb0Cr21

54、Ni6Mn9N軌道運(yùn)行站用低壓流體容器液體管路0Cr18Ni10Ti液體燃料儲(chǔ)罐49表15 汽車零部件用不銹鋼部件名稱材料牌號(hào)消耗量汽缸密封圈1Cr17Ni70.3-0.7kg/臺(tái)油冷卻器板式換熱器0Cr17， 0Cr18Ni90.2-0.4萬(wàn)噸/a汽車緊固件1Cr13,0Cr18Ni90Cr17Ni12Mo2輪罩、刮水器、后視鏡、裝飾條、窗框0Cr17,0Cr18Ni9 1Cr17Ni7輪罩、刮水器、后視鏡、裝飾條、窗框0Cr18Mo2,1Cr18Ni6Mo4頭燈護(hù)圈0Cr17安全帶卷曲裝置1Cr17Ni7安全氣囊傳送器，增壓泵0Cr18Ni9大型客車扶手，安全欄桿，吊手桿0Cr18Ni9，

55、 0Cr17天線0Cr18Ni950表16 汽車排氣系統(tǒng)不銹鋼裝置名稱鋼種主要成分特點(diǎn)排氣歧管YUS45014Cr-0.5Mo-Nb高溫下，良好強(qiáng)度，抗Cl-腐蝕，成型性好R429EX14Cr-Nb優(yōu)異加工型R444EX19Cr-2Mo-Nb高溫下強(qiáng)度高，耐熱疲勞NSSEM218Cr-2Mo-Cu-Nb高溫下強(qiáng)度高，耐熱疲勞NAR-FH213Cr-1Si-Nb成型性好，耐疲勞HAR-444MI40920Cr-2Mo-Cu-Nb 11Cr-Ti高溫下強(qiáng)度高，抗氧化，耐熱疲勞 通用金屬載體20Cr-5Al（La,Zr,Y,Ti）18Cr-3Al鍍Al00Cr25Ni2022Cr-5Al18Cr-2

56、Al-Si耐高溫氧化撓性管NSS-ER-417Cr-13Ni-2.5 Mo-2.5Si成型性好，耐高溫氧化NAR-306B SR151515Cr-15Ni-4Si-1Mo成型性好，耐高溫氧化消聲器YUS43217Cr-0.5Mo-Ti加工型優(yōu)良，耐氯腐性NSS422M319Cr-0.5Mo-0.5Nb耐冷凝水腐蝕，加工型良好R436LT18Cr-1.2Mo-Ti耐冷凝水腐蝕，加工型良好NAr429LS14Cr-Nb-Ti近似409L40911Cr-Ti51工序名稱設(shè)備名稱材料C段(30Cl2)漂白塔、螺旋槳、攪拌器、泵、清洗機(jī)0Cr17Ni12Mo2E段(NaOH,70)漂白塔、攪拌器、清洗機(jī)

57、氣相部分使用0Cr18Ni9，在含Cl、ClO，ClO2的條件下使用00Cr17Ni14Mo2H段(NaClONaCl,40)攪拌器、葉輪、過(guò)濾器、清洗機(jī)0Cr17Ni14Mo2D段(ClO2,75)混合器Hastelloy276，Ti清洗機(jī)0Cr17Ni12Mo2,00Cr19Ni13Mo3TiH2O2漂白硼硫酸鈉漂白漂白塔、循環(huán)泵、攪拌器、清洗器0Cr18Ni9O2漂白(Na2S、Cl和O2）漂白塔、循環(huán)泵、攪拌器、清洗器高 濃 度 漂 白 使 用 0 0 C r 1 9 N i 1 3 M o 3 或Carpenter20，中濃度使用00Cr19NI10表17 日本紙漿漂白工藝中不銹鋼的

58、應(yīng)用 在紙漿生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的不銹鋼牌號(hào)有0Cr18Ni9、0Cr17Ni12Mo2、 0Cr19Ni13Mo3、254SMO、654SMO以及雙相不銹鋼6.不銹鋼在紙漿和造紙工業(yè)中的應(yīng)用52使用的主要不銹鋼牌號(hào)為0Cr18Ni9和0Cr17Ni12Mo27.不銹鋼在釀酒、醫(yī)藥和食品加工業(yè)中的應(yīng)用藥箱藥箱538. 不銹鋼在火力發(fā)電和水力發(fā)電中的應(yīng)用 在火力發(fā)電中過(guò)熱器鋼管使用0Cr18Ni10Ti和0Cr17Ni12Mo2等具有良好高溫強(qiáng)度的奧氏體不銹鋼。 水力發(fā)電用水輪機(jī)葉片使用Cr13，00Cr13Ni5Mo。耐磨耐蝕部件成功使用0Cr18Ni9N(304N)和2205雙相鋼復(fù)合板。9. 不

59、銹鋼在海洋開發(fā)中的應(yīng)用 不銹鋼成功用于海水淡化的泵、殼、軸、葉輪、桿件以及蒸發(fā)罐的分離器、脫氣裝置等。淡化裝置中應(yīng)用的合金牌號(hào)有0Cr18Ni10Ti、蒙乃爾合金、 0Cr17Ni12Mo2。54品名材料海水泵00Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2，20合金、174PH，0Cr18Ni12Mo鑄件海水閥門0Cr17Ni12Mo2，20合金（內(nèi)裝件和閥體）熱交換器0Cr17Ni12Mo2，329J1，NTKR4，00Cr25Ni7Mo3WCuN，SAF2507，00Cr22Ni17Mo3NNb連接螺栓鑄造0Cr18Ni12Mo2海面使用的金屬件0Cr18Ni9（滑車、絲繩），0Cr17N

60、i12Mo2（螺栓類）00Cr22Ni17Mo3NNb（高強(qiáng)度鋼絲繩）海水中使用的金屬件0Cr18Ni9，1Cr18Ni12（絲繩），00Cr22Ni13Mo2VNNb，00Cr22Ni17Mo3NNb表18 海洋開發(fā)機(jī)械、結(jié)構(gòu)件的不銹鋼用例5510.防止環(huán)境污染的機(jī)械與裝置 煙氣脫硫裝置中使用的耐蝕材料有一般不銹鋼、高性能不銹鋼以及鎳基耐蝕合金。11.不銹鋼在建筑、裝潢中的應(yīng)用 不銹鋼用于建筑業(yè)始于20世紀(jì)30年代初，目前廣泛應(yīng)用于居民建筑、市政建筑、體育館、公司、游樂(lè)場(chǎng)所以及商業(yè)建筑。鋼種以0Cr18Ni9為主，在海洋潮濕的環(huán)境中使用0Cr17Ni12Mo2，室內(nèi)亦使用0Cr17。門門雕塑