奥氏体不锈钢。由于它的高含钼量,故具有的耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能。这种不锈钢是为用于诸如海水等含有卤化物的环境中而研制和开发的。也具有良好的抗均匀腐蚀性。特别是在含卤化物的酸中,该钢要优于普通不锈钢。
超级马氏体不锈钢典型的基体金属显微组织为回火马氏体。这种低碳回火马氏体组织具有很高的强度和韧性。根据含镍量的不同、热处理条件的差异,一些牌号的超级马氏体不锈钢基体显微组织中可能会出现10%~40%的细小弥散状残留奥氏体。对于含铬16%等级的超级马氏体不锈钢,显微组织中可能出现少量的δ铁素体。为了获得理想的细晶粒回火马氏体,在钢板交货之般都经过淬火加回火处理。
超级马氏体不锈钢的焊接可以采用人们熟悉的焊接工艺,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)。对于环缝焊接可以使用GTSW、GMAW和SAW,直缝焊大多数使用SAW。但是,激光焊和电子束焊也非常有吸引力。激光焊对生产直缝焊管是一种经济的焊接方法。由于冷却速度快,在焊缝中可以获得全马氏体显微组织,从而得到很好的韧性和满意的耐蚀性。
超级马氏体不锈钢除具有传统马氏体不锈钢的特点,可以应用于泵、压缩机、阀门及其它机加工用途外,超级马氏体不锈钢的海洋用管也开发成功,满足了海上石油天然气公司对工艺用无缝管和输送管道的要求,成为海洋用钢的新成员。
在超级马氏体不锈钢取得成功之前,对许多应用不锈钢的领域,特别是含二氧化碳,或者含二氧化碳和硫化氢腐蚀介质的环境,往往使用双相不锈钢,一些特殊部件甚至要求使用超双相不锈钢。之后,人们越来越多地用超级马氏体不锈钢来部分取代双相不锈钢和超双相不锈钢,这除了超马氏体不锈钢在某些腐蚀环境下仍具有强度高、耐蚀性好以及-40℃的冲击韧性好之外,更主要的原因是超氏体不锈钢比双相不锈钢更经济。
奥氏体不锈钢管中的牌号有18-8(日常18-10 或 19-9)型的304不锈钢(中国为00Cr19Ni10)和18-12-2的316(0Cr17Ni12Mo2)。为了解决奥氏体不锈钢焊后因铬碳化物析出所导致的铬贫化而引起的晶间腐蚀敏感性,早期是加入碳化物稳定化元素钛和铌,20世纪60年代后期,AOD和VOD等炉外精炼工艺技术的问世,降低了钢中碳量到≤0.03%,解决了奥氏体不锈钢敏化态(焊后)晶间腐蚀的敏感性,提高了钢中的纯净度,也解决了钢的固溶态晶间腐蚀的敏感性。因此,自20世纪80年代以来,所开发的新奥氏体不锈钢基本上都是低碳型的。
根据1962~1997年间对不锈钢管大量腐蚀破坏形态的统计,可以看出,1962~1971年间全面腐蚀和晶间腐蚀已大量减少,而1962年起到1997年,应力腐蚀、点腐蚀、间隙腐蚀以及腐蚀疲劳等局部腐蚀在腐蚀破坏中仍占有相对高的比例。其中点蚀和缝隙腐蚀仍占20%以上,应力腐蚀和腐蚀疲劳仍占10%以上。通过研究,人们已经了解到提高奥氏体不锈钢管中的镍量可以显著提高钢的耐应力腐蚀性能,提高铬、钼量可以显著提高钢的耐点蚀和耐缝隙腐蚀的性能,而刚的应力腐蚀和腐蚀疲劳通常都是有点蚀和缝隙腐蚀为起源,因此,人们开始关注耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能优良的高合金奥氏体不锈钢的研制。
1970年起,氮作为重要的合金元素在不锈钢管中的广泛应用,使得不锈钢管的发展进入了一个新的阶段,氮在奥氏体不锈钢中的应用也为超级奥氏体不锈钢的诞生创造了条件。超级奥氏体不锈钢管的发展来自许多途径。例如,在已有的AL-6X(00Cr21Ni24Mo6)基础上加入了氮,产生了AL-6XN(00Cr21Ni24Mo6N),在高钼的904L不锈钢管基础上将钼含量提高到约6%并加入氮。
与其他常用的Cr-Ni奥氏体钢一样,超级奥氏体不锈钢具有良好的冷,热加工性能。
1、热锻时高加热温度可达1180摄氏度,低停锻温度不小于900摄氏度。
2、热成型可在1000—1150摄氏度进行。
3、热处理工艺为1100—1150摄氏度,加热后快冷。
4、虽可采用通用的焊接工艺进行焊接,但是恰当的焊接方法是手工电弧焊和钨极氩弧焊。
由于904L、254SMO超级奥氏体不锈钢具有很强的抗点蚀、缝隙腐蚀、氯离子应力腐蚀和抗晶间腐蚀能力尤其对硫酸根离子、氯离子等酸根离子有很好的耐腐蚀性,可以使用在极其恶劣的工作环境下,因此超级奥氏体不锈钢的应用越来越广泛。