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    行業資訊

    以錳、氮代鎳的鉻錳系奧氏體不銹鋼發展簡介

    關鍵詞:

    發布時間:2014-06-23

    據統計,世界鎳產量中每年約有60%用于生產不銹鋼。鎳是比較稀缺且價格昂貴的元素,特別是在戰爭期間,由于鎳也是戰略物資,因此鎳的供應更為緊張;而在和平時期,不銹鋼的成本和售價也常常隨鎳價的漲跌而波動。因此,節約鋼中的鎳一直是不銹鋼發展中的重要研究方向。錳和氮均為奧氏體形成元素,特別是氮,其在鋼中形成奧氏體的能力約為鎳的30倍。錳形成奧氏體的能力雖然較弱,僅為鎳的二分之一,但錳穩定奧氏體的能力很強,而且還能顯著提高氮在鋼中的溶解度,從而可提高氮向鋼中的加入量,所以為獲得奧氏體組織,以錳、氮相結合代鎳曾是最佳匹配,成為早期既能獲得奧氏體組織又能節約鉻鎳奧氏體不銹鋼中鎳的主要合金化措施。

    自20世紀30年代起,德、美諸國便開始了以錳、氮代鎳的鉻錳奧氏體不銹鋼的研究,至20世紀40年代便取得成效,開發出了代替18-8(304)等鉻鎳奧氏體不銹鋼為主要目標的鉻錳(氮)系(AISI 200系)奧氏體不銹鋼。這也是唯一一類專為節鎳而研制的鋼類。但是經過半個世紀的進一步研究和實踐表明,錳、氮復合雖然可以從組織(形成奧氏體)中代鎳,但并不能從耐蝕性等性能上完全代鎳,加之錳對不銹鋼耐蝕性的有害作用。因此一般認為,已有的以錳、氮代鎳的一些鉻錳奧氏體不銹鋼牌號(例如AISI 200系鋼)與其所希望代替的鉻鎳奧氏體行不銹鋼[例如18-8(304)等]相比,雖然它們均為具有面心立方結構的奧氏體組織,但在性能上二者卻有很大的不同,前者雖然是一類雖強度高,但耐蝕性、成型性和焊后性能等均相對較低的一類不銹鋼。自1970年起,以VOD、AOD爐外精煉等為代表的現代不銹鋼冶金、加工技術的發展和廣泛應用,無鎳、低鎳的現代鐵素體不銹鋼和少鎳、低鎳(1%~4% Ni)的現代α+γ雙相不銹鋼的迅速發展對AISI 200系不銹鋼的生產和應用形成了巨大挑戰,而且已逐漸成為節鎳不銹鋼發展的主流和方向。

    但是由于鉻鎳奧氏體不銹鋼的優良綜合性能的全面性和適用范圍的廣泛性,目前已有的各類節鎳不銹鋼雖有其性能的特點但也有其綜合性能的不全面(局限)性。因此,它們僅能在其特性的適用范圍內代替部分鉻鎳奧氏體不銹鋼,而節鎳不銹鋼要全面,甚至全部代替鉻鎳奧氏體不銹鋼則是不可能的。近來,由于向鋼中加入了高氮量的工藝、技術、設備的進步,國內外不僅在大力開發高氮強度和超高強度的鉻錳奧氏體不銹鋼,而且對不加錳僅借向鋼中加入氮而開發的無錳、低鎳、高氮和無錳、無鎳、高氮奧氏體不銹鋼的研究取得了令人注目的進展,引起了國內外日益廣泛的關注。

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