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岳陽臨湘0Cr20Ni29Mo3Cu4Nb鋼熱加工和冷加工工藝性能良好。鍛造、熱軋、鐓粗和鉚接等都很容易進行。加熱爐氣氛應(yīng)控制為弱氧化性,以防止工件增碳。由于鋼中銅含量較高,熱加工溫度不宜過高,應(yīng)控制在1100℃以下,停鍛(軋)溫度不低于850℃。冷加工性能與岳陽臨湘00Cr17Ni14Mo2等常用含鉬奧氏體不銹鋼相近,但是變形抗力稍大,加工硬化傾向也稍強,因此完成相同變形量時消耗的能量也要多一些,中間軟化退火次數(shù)也要適當(dāng)增加。 該鋼種正常的熱處理制度為1050-1100℃水冷固溶處理。加熱爐氣氛要控制為弱氧化性。已經(jīng)固溶處理之后的材料要避免在敏化溫度區(qū)間內(nèi)(500-900℃)長時間加熱,因為這會導(dǎo)致鉻的碳化物沿晶界析出,使耐蝕性下降。如遇這種情況,應(yīng)再度進行固溶處理。 該鋼種可焊性良好,選用相匹配的焊接材料進行手工電弧焊或氬弧焊,不會產(chǎn)生熱裂紋。焊前無須預(yù)熱,焊后也不用熱處理。焊接接頭的耐蝕性和力學(xué)性能與母材相當(dāng)。的焊接材料為岳陽臨湘00Cr25Ni40Mo5Cu2,或采用鎳基材料00Cr19Ni60Mo17進行焊接。焊接操作中應(yīng)選用較低的熱輸入(不大于1×104J/cm)和較低的層間溫度(不大于120℃)。
現(xiàn)已研究確定,導(dǎo)致鐵素體岳陽臨湘不銹鋼475℃脆性的原因是αˊ相的析出。αˊ相是一種富鉻相,含鉻量可高達61%-83%,含鐵量為37%-17.5% 。尺寸為10-20nm左右。此相具有體心立方結(jié)構(gòu)且無磁性,晶格常數(shù)為0.2877nm,介于鐵與鉻的晶格常數(shù)之間。 б相:鐵素體岳陽臨湘不銹鋼在500-925℃溫度范圍內(nèi)加熱或停留時,同樣會使鋼產(chǎn)生嚴重脆化。研究表明,此種脆化的原因是由于б相的析出。從圖3-1的Fe-Cr二元相圖中可以看出,F(xiàn)e-Cr合金中有б相的存在,而且б相的鉻量范圍在42%-50%;α+б相區(qū)的鉻量≥20% ,其存在溫度為500-800℃。由于б相是一種無磁且具有高硬度的脆性相。因而常常引起岳陽臨湘鋼的韌性下降。由于б相富鉻,它們的析出又常常引起鉻變化而使鋼的耐蝕性下降。連續(xù)成網(wǎng)狀的б相較島狀者更為有害。
70年代以來,我國不銹鋼材料研究工作的其它重要進展有:研制了岳陽臨湘高強度和超高強度的岳陽臨湘馬氏體時效不銹鋼并投入工業(yè)試制與應(yīng)用;采用真空感應(yīng)爐、真空電子束爐和真空自耗爐冶煉并批量生產(chǎn)了C+N≤150-250ppm的高純鐵素體岳陽臨湘不銹鋼00Cr18Mo2、00Cr26Mo1和00Cr30Mo2;含Mo量≥4.5%的高Mo和高Mo含N的Cr-Ni奧氏體不銹鋼,例如研制成功00Cr20Ni25Mo4.5Cu、00Cr18Ni18Mo5(N)、00Cr25Ni25Mo5N等并在化工、石化和海洋開發(fā)中獲得了應(yīng)用;在解決濃硝酸腐蝕和固溶態(tài)晶間腐蝕方面,研制了00Cr25Ni20Nb和幾種超低碳高硅不銹鋼,80年代以來,超低碳并對鋼中磷含量和α相量嚴加控制的尿素級岳陽臨湘不銹鋼00Cr18Ni14Mo2和00Cr25Ni22Mo2N兩種牌號研制完成,它們的板、管、棒材、鍛件以及焊接材料均在大中型尿素工業(yè)中得到了應(yīng)用,取得了滿意的結(jié)果;由于一些特殊鋼廠陸續(xù)建成冶煉不銹鋼的爐外精煉設(shè)備,例如AOD(氬氧精煉爐)、VOD(真空氧精煉爐)等并已投產(chǎn),我國不銹鋼的冶煉技術(shù)上了一個新臺階。它不僅使低碳、超低碳不銹鋼的生產(chǎn)變得輕而易舉,而且使不銹鋼的內(nèi)在質(zhì)量提高,成本降低。由于含Ti的18-8型Cr-Ni奧氏體鋼存在一系列缺點,美、日等工業(yè)先進 早在60年代便已經(jīng)實現(xiàn)了由含Ti不銹鋼到普遍采用低碳、超低碳不銹鋼的過渡,而我國是在1985—1990年間才大力進行低碳、超低碳不銹鋼的開發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用,取得了一些可喜的進展,例如1988年底我國低碳、超低碳18-8型不銹鋼產(chǎn)量已占我國不銹鋼產(chǎn)量的10%左右。但與不銹鋼板生產(chǎn)、應(yīng)用的先進 相比(例如日、美等國含Ti的18-8型Cr-Ni鋼僅占不銹鋼產(chǎn)量的1.5%左右),還存在著很大的差距。80年代,我國還開展了控氮(N 0.05%—0.10%)和氮合金化(N>0.10%)Cr-Ni奧氏體不銹鋼的研制工作。試驗表明,氮在Cr-Ni奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼中是一種無價且非常有益的合金元素。對氮的強化作用,降低鋼的晶間腐蝕敏感性,改善鋼的耐蝕性,特別是改善鋼的耐點蝕等方面的機制,正在進行深入的研究工作。幾種控氮和氮合金化的Cr-Ni奧氏體不銹鋼已結(jié)合工程需要投入了批量生產(chǎn)和應(yīng)用。
岳陽臨湘00Cr25Ni20(Nb)系含有較高Cr,Ni的奧氏體耐硝酸不銹鋼。由于碳含量低(≤0.02%),有時還含有穩(wěn)定化元素Nb,因而耐晶間腐蝕性能較好, 焊后沒有焊接務(wù)化傾向。由于鎳含量較高,因此耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能也優(yōu)于一般的18-8不銹鋼。 岳陽臨湘00Cr25Ni22Mo2N鋼主要用于尿素生產(chǎn)中汽提塔的結(jié)構(gòu)材料。由于鋼中含氮,不僅使鋼的耐孔蝕性能提高,且可使鋼具有更高的強度和更穩(wěn)定的純奧氏體組織。研究和實際使用均表明,此鋼耐尿素腐蝕的性能遠遠優(yōu)于岳陽臨湘00Cr17Ni14Mo2(316L),也優(yōu)于00Cr18Mn14Mo2N(A4),是近10多年來。在尿素生產(chǎn)中發(fā)展與應(yīng)用的較新鋼種,國外70年代開始用于尿素汽提塔,國內(nèi)大化肥引進設(shè)備上也已普通采用。此鋼還可用于醋酸、硫酸生產(chǎn)中制造熱交換器和容器、管道等。
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