1,、合金發(fā)展
在現(xiàn)行的美標(biāo)(ASTM)中,,可以找到三種超級奧氏體不銹鋼,,見表一,。當(dāng)中,,只有254SMO是有針對性的,、為提高材料的耐點腐蝕和縫隙腐蝕能力,、同時保證厚板的可焊性而研制、開發(fā)出來的,。1978年末,,254SMO開始大量商業(yè)化生產(chǎn),并應(yīng)用于不同工業(yè)中腐蝕環(huán)境苛刻的部位,。
AL-6XN(N08367)是在其原有鋼種的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,。其原型含有大約20%的鉻和6.0%的鉬,但沒有氮。由于缺氮,,只能生產(chǎn)較薄的鋼帶和薄壁熱交換器管,,否則會有σ相析出,導(dǎo)致其韌性和耐蝕性的下降,。含有0.20%氮的改進(jìn)型于八十年代初引進(jìn)市場,。
1.4529(N08926)是一個通過加入氮、對老牌鋼種904L改進(jìn)后的型號,。初型號的氮含量也較低,。直到八十年中旬,氮含量為0.20%,、目前的型號才開始逐漸成熟,。
2、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
雖然三個鋼種都包含在美標(biāo)(ASTM)中,,但只有254SMO和N08926包含在新執(zhí)行的,、同意的歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EN)中,而N08367卻沒有,,見表一,。研究表明,鉻,、鉬和氮元素對提高不銹鋼耐腐蝕性能有決定性的作用,。表一給出了三個超級奧氏體不銹鋼這些元素的含量。而它們的作用可以通過如下公式來體現(xiàn)的,。其中PRE值越大,,耐蝕性也越高。
公式(1):PRE=%鉻+3.3%鉬+16%氮
表一 根據(jù)歐標(biāo)和美標(biāo),、三種超級奧氏體不銹鋼影響其耐腐蝕性能元素的含量,。
產(chǎn)品通稱 | 鋼種 | 鉻 | 鎳 | 鉬 | 氮 | PRE1 |
254SMO | 1.4547 S31254 | 19.5 -20.5 | 18 | 6.0-7.0 | 0.18-0.25 | 42.2 |
1925hMo/1.4529 | 1.4529 N08926 | 19.0-21.0 | 24~25 | 6.0-7.0 | 0.15-0.25 | 41.2 |
AL-6XN | N08367 | 20.0-22.0 | 24 | 6.0-7.0 | 0.18-0.25 | 42.7 |
可以看到,所有重要化學(xué)成份的含量均是很接近的,。PRE值也處于同一水平,。值得一提的是,現(xiàn)代煉鋼法的精度非常高,。也就是說將價格較高元素的含量控制在標(biāo)準(zhǔn)的下限是很容易做到的(為了降低成本),。
這三種超級奧氏體不銹鋼化學(xué)成分中大的差別在于鎳含量。N08926和N08367的鎳含量為25%,,而254SMO的只有18%,。但鎳元素對材料的耐腐蝕性幾乎沒有影響,見公式(1),。
不同標(biāo)準(zhǔn)對機(jī)械性能的要求是不一樣的,,但化學(xué)成份的差別是很小的,。
在市場上流行的、三種超級奧氏體不銹鋼典型鋼種也在表一中給出,。
3,、耐腐蝕性能
所有鋼種都是針對氯離子環(huán)境中點腐蝕和縫隙腐蝕問題而開發(fā)的。而且合金設(shè)計原理也是相同的,,即:所有都采用“20鉻+6鉬+0.2氮”原理,。結(jié)果就是它們的PRE值均在41~43范圍內(nèi)。但這三個鋼種之間的差別是非常小的,。方法當(dāng)然是通過一個試驗結(jié)果對其沒有經(jīng)濟(jì)利益的中間機(jī)構(gòu)來進(jìn)行對比試驗,。
Davies和Potgieter于1999年和2000年5月均描述了這樣的試驗。他們?yōu)橐粋€PVC工廠中改造螺旋式熱交換器提供材料建議,?;局笇?dǎo)思想是使用6.0%鉬超級奧氏體不銹鋼。為了能比較1.4529和254SMO哪一個鋼種更適合,,在80°C的NaCl溶液中進(jìn)行試驗來決定其點腐蝕電位,。試驗的結(jié)論是“254SMO比N08926有更好的耐點腐蝕能力。”
Malik博士就職于沙特阿拉伯的SWCC(沙特阿拉伯國家海水淡化管理機(jī)構(gòu))腐蝕實驗室,。他對254SMO和AL-6XN(N08367)比進(jìn)行了另一種比較,。SWCC在其反滲透法的海水淡化裝置中有很好的使用254SMO的經(jīng)驗。他們想知道N08367是否也可以使用,。為此,對N08367進(jìn)行了比較試驗,。結(jié)果發(fā)現(xiàn)N08367是夠用的,。但同時他也發(fā)現(xiàn),“對比材料254SMO比AL-6XN(N08367)有更高的點腐蝕電位,從而說明對比材料(254SMO)有更好的耐點腐蝕能力,。”
4,、材料的選擇
不銹鋼的選擇必須依據(jù)腐蝕環(huán)境(如氯離子含量、酸堿度和溫度等)和裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計來進(jìn)行,。其中耐蝕性是主要性能之一,。綜上所述,這三個超級奧氏體不銹鋼在耐氯離子腐蝕方面具有相同的水平,。除此之外,,材料的可采購性、材料的生產(chǎn)規(guī)格都是很重要的因素,。254SMO可以以卷板形式生產(chǎn),。這給設(shè)計、節(jié)省材料方面帶來很大的便利,。同時,,由于其鎳含量較低,,所以其價格受鎳價的影響也較少。
5,、254SMO的應(yīng)用業(yè)績
由于其*的耐腐蝕性能,,254SMO已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在板式換熱器、煙氣脫硫裝置等眾多領(lǐng)域,。在美國,、德國、西班牙,、芬蘭,、瑞典、奧地利和中國等國家254SMO均被選用,。
6,、結(jié)論
1、6.0%鉬超級奧氏體不銹鋼N08926,、254SMO和N08367在化學(xué)成份(特別是影響耐蝕性元素)的差別是非常小的,,對其耐點腐蝕和縫隙腐蝕能力沒有較大的影響。
2,、該結(jié)論是不同實驗室的研究結(jié)果,,并發(fā)表于較大的會議和較有影響的學(xué)術(shù)雜志上。
3,、6.0%鉬超級奧氏體不銹鋼254SMO很早就應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,,并有很好的業(yè)績。
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