新超级不锈钢

1、精选文档精选文档PAGEPAGE6精选文档PAGE4.6、超级不锈钢在二十世纪末，国内外都着手于不锈钢品种的开发、对已有的四大不锈钢类都试制了“超级”的牌号，其共同特色是：从成分设计上保证更稳固的组织；在更苛刻环境下拥有优秀的耐蚀性能；更好的力学性能。钼不单可知足上述要求，也是代替昂贵高合资料的重要合金元素由表3可见，四类“超级”牌号的不锈钢多半加入了合金元素钼。表3“超级”牌号不锈钢的化学成分，%不锈钢钢类CrMoNNiMn超双相2540.371.2SAF2507超奥氏体2550.225超铁素体294-超马氏体（合金1）110.50.0122.02.0X8011Cr-2Ni超马氏体（合金2）

2、121.50.0124.52.0X80超马氏体（合金3）122.50.0126.52.0X80超级双相不锈钢型，含高钼和氮，标准牌号UNSS32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N），有的也含钨和铜，PREN值大于40，可合用于苛刻的介质条件，拥有优秀的耐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相媲美。超级DSSZeron1000.032573.50.240.70.74041.5SuperUNSS32760duplexUNSS32750SAF25070.032573.80.28-41stainless+steelUR47NSS2328UNSS32550+2573.50.251.5-41

3、UR52N0.03UNSS32740DP3W0.0325730.27-2.03942.51、超马氏体不锈钢的典型化学成分这种新式的超马氏体不锈钢，为了适应不一样的使用条件，比利时沙勒洛伊企业（FaEER）研究设计了三种不一样化学成分的合金（见表1）1。最近几年来，各国不锈钢生产厂在开发低碳、低氮超马氏体不锈钢方面，作出了巨大的努力，生产出了合用于不一样用途的超马氏体不锈钢。不一样生产厂家生产的超马氏体不锈钢典型化学成分见表223。表1三种合金的目标化学成分/%元素合金1合金2合金3C0.0150.0150.015Mn2.02.02.0P0.0300.0300.030S0.0200.0020.0

4、02Si0.150.150.15Cu0.400.400.40Ni2.04.56.5Cr11.012.012.0Mo0.51.52.5N0.0120.0120.0122、超马体不锈钢的显微组织超马氏体不锈钢典型的基体金属显微组织为回火马氏体（见图12）。这种低碳回火马氏体组织拥有很高的强度和韧性。依据含镍量的不一样的热办理条件的差异，一些牌号的超马氏体不锈钢基体显微组织中可能会出现10%40%的渺小弥散状残留奥氏体。关于含铬16%等级的超马氏体不锈钢，显微组织中可能出现少量的铁素体。为了获取理想的细晶粒回火马氏体，在钢板交货以前一般都经过淬火加回火办理。表2超马氏体不锈钢典型化学成分/%牌号化学

5、成分生产厂CMnSiCrNiMoCuN其余HP13Cr0.030.40.31341-0.05-川崎厂超13Cr0.020.40.212.552-0.08-住友金属(13-5-2)超13Cr0.010.40.3126.22.5-0.01Ti住友金属(13-6-2.5-Ti)0.0713Cr0.020.50.212.25.520.20.02V0.2英钢联(12-5-2)0.020.70.313.34.81.60.10.08-达尔明CRS(95ksi)0.020.50.312.54.51.51.50.05-新日铁CRS(110ksi)0.020.50.312.85.921.50.02-新日铁X801

6、1Cr-2Ni0.01520.151120.50.4-沙勒洛伊0.012X8012Cr-0.01520.15124.51.50.4-沙勒洛伊0.012X8012Cr-0.01520.15126.52.50.4-沙勒洛伊0.012248SV0.031651Fe阿.谢菲尔德图13、超氏体不锈钢的机械性能超马氏体不锈钢不单拥有较好的耐腐化性、可焊接性，并且拥有强度高和低温韧性好的特色。典型的机械性以下:折服应力0.2为550850MPa抗拉强度b为7801000MPa冲击强度大于50焦耳延长率大于12%阿维斯塔.谢菲尔德企业生产的248SV马氏体不锈钢的物理机械性能见表33。表3248SV的物理机械

7、性能-37700在20时密度/kgm热传导率/W(mK)-122比热J/(kgK)-1460在20-100时的线膨胀系数/10-6-111K电阻率/mm0.6弹性模量/Gpa215最低折服强度0.2/Mpa20620100610200590300570400540最低折服强度(20)0.1/MPa660最低抗拉强度(20)/Mpa830最低延长率A5/%15最低冲击强度/J59硬度/HB260-320为了获取好的低温性能，减少显微组织中铁素体含量，甚至完整除去它是深重要的。为此，要很好地控制所有的加工过程，防止在这些加工过程中对产品的最后化学成分带来影响，不利于钢材显微组织的控制。表1所列合金

8、1能够知足-20C冲击性能的要求，合金2及合金3能够知足-40C冲击性能的要求。为了充分论证超马氏体不锈钢的韧性，对不一样的13Cr材质的零件，特别是对它上边的焊缝，比利时焊接研究所（位于根特市）达成了大批的试验，试验的典型结果如表41所示。表4可焊接13Cr不锈钢韧性试验结果试验方法夏氏V型缺口冲击试验宽试样裂纹顶端空隙位移试验（CTOD）试验用资料试验温度试验结果中板150-200J焊缝-20100-130J热影响区45-100J焊缝-201.0mm热影响区0.5mm中板焊缝-20热影响区经过不一样试验方法的严格论证，已经证明：只需试样不存在各样人为的缺口，各样方法都获取了很好的试验结果。

9、这充分证明可焊接13Cr不锈钢的低温韧性是很好的。超马氏体不锈钢在铸造加工时，对铸造温度和铸造力都没有特其余要求。即便铸造温度偏低，相同能获取无裂纹铸造。进而清楚表示，超马氏体不锈钢拥有很好的可锻性。4、超马氏体不锈钢的焊接性能马氏体不锈钢含铬13%，因为铁素体晶粒在焊接过程中粗化和硬化，而使其可焊性很差。在过去，这种钢的用途严格限制于非焊接零件的安装。经过冶炼工艺的精益求精，降低了马氏体不锈钢中的碳、氮、硫含量，又增添了必定量的镍（最高含量达6.5%）和钼（最高含量2.5%），进而开发出了超马氏体不锈钢。这种资料在加工制造过程中又采纳了特别的工艺举措，使得新的超马氏体不锈钢的焊接性能大大超出

10、了传统的马氏体不锈钢。超马氏体不锈钢的焊接能够采纳人们熟习的焊接工艺，诸如气体保护金属极电弧焊（GMAW或SMAW），气体保护钨电弧焊（GTAW）。埋弧焊（SAW）和励磁线圈电弧焊（FAW）。关于环缝焊接能够使用GTSW、GMAW和SAW，直缝焊大部分使用SAW。可是，激光焊和电子束焊也特别有吸引力。激光焊对生产直缝焊管是一种经济的焊接方法。因为冷却速度快，在焊缝中能够获取全马氏体显微组织，进而获取很好的韧性和满意的耐蚀性。为了保证焊缝拥有高的韧性和优秀的耐腐化性，当前使用的焊丝多为双相不锈钢和超双相不锈钢。可是，因为与基体材质不一样，致使焊缝出现不平均腐化的现象，并且，双相不锈钢或超双相不锈

11、钢比超13Cr不锈钢价格贵好多，所以，人们正在努力开发与超马氏体不锈钢相般配的焊线，用来代替双相不锈钢或超双相不锈钢焊丝。低碳和低氮超马氏体不锈钢能够在焊接状态下使用。对某些马氏体不锈钢牌号（特别是那些此外增添氮的钢）为了获取较低的硬度和更好的韧性，应该进行焊后热办理。焊后热办理的影响大小取决于基体金属的化学成分、热办理时间、温度以及所采纳的焊丝材质（是双相不锈钢或是与基体金属相般配的资料）。在拟订热办理工艺及热加工加热温度时，要十分注意最高加热温度，若最高加热温度控制不妥，则简单出现晶粒长大，进而致使韧性的明显降低。自然，对这种钢的深入研究发现，即便出现了特别粗的晶粒，能够从头施以淬火加回火

12、办理使晶粒细化。比如从ASTM2级细化为ASTM5级或6级。这也是超Cr13不锈钢的长处之一。5、超马氏体不锈钢的耐腐化性能超马氏体不锈钢因为含碳量低，相当于提升了基体金属中含铬量的比率，所以耐腐化性好。关于弱酸性腐化环境，超马氏体不锈钢有代替其余耐蚀合金的趋向。可是，在高平和有二氧化碳存在的腐化条件下，会产生一般腐化和局部腐化，在二氧化碳和硫化氢同时存在的腐化条件下，一定考虑在室温下产生的应力腐化裂纹和在高温下产生的局部腐化和一般腐化。依据腐化条件的不一样（如CO2或CO2+H2S），开发了不一样牌号的超马氏体不锈钢（含钼或不含钼）。本文表1中的合金1合用于不含酸，也没有硫化氢的环境条件；合金2合用于弱酸，最大硫化氢含量为10ppm的环境条件；合金3合用于弱酸，最大硫化氢含量为50ppm的环境条件。这种超13Cr不锈钢已成功地应用于北海地域的Gullfaks油田和Asgard油田，这两个油田的环境条件如表52。阿维斯塔.谢菲尔德企业开发的248SV马氏体不锈钢耐一般腐化和点腐化的性能优于13%铬和17%铬马氏体不锈钢，而与304型奥体不锈钢相当，这些都说明超马氏体不锈钢拥有较好的耐腐化性。表5油田的环境条件Gullfaks油田Asgard油田设计压力/bar390390-475操作压力/bar200-250200-475使用温度/9060-140二氧化碳浓度/%2pH3，约0.