现代铁素体不锈钢应用综述

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1、综述石Corros油i化工腐蚀与防护on&ProtectioninPetrochemicalIndustry2010，27(4)·1·现代铁素体不锈钢应用综述余存烨(中国石化上海石油化工股份有限公司，上海20o54o)摘要：通过降低间隙元素含量并添加其它合金元素而开发的现代铁索体不锈钢克服了传统铁素体不锈钢塑性及韧性的不足，改善了加工性能。由于该不锈钢无镍与省镍比奥氏体不锈钢便宜，而又有较高的抗应力腐蚀开裂(SCC)性能，在石化能源等领域应用前景广阔。关键词：铁素体不锈钢耐腐蚀应用省镍中图分类号：TG142．23文献标识码：A文章编

2、号：11307—015X(2010)04—001—031现代铁素体不锈钢¨-3]削加工性能。Cr质量分数为1O％～30％的铁铬合金被称为铁素体不锈钢。这种传统不锈钢由于韧性有限、2现代铁素体不锈钢的特点分析脆性转变温度较高及加工性能不足等因素，严重影由于考虑到镍资源紧缺与镍价格上涨等因素，响其在工业上的应用。通过用现代冶炼技术，进一如何少用镍甚至不用镍，是国内工业发展中亟待解步降低间隙元素含量及添加其它合金元素，提高韧决的问题。用现代铁素体不锈钢部分代替奥氏体性，并提高耐腐蚀性能，从而开发出超铁素体不锈不锈钢，是解决这个问题的最好途

3、径。因为生产铁钢或高性能铁素体不锈钢，即现代铁素体不锈钢。素体不锈钢不需要镍或少用镍，这样具有明显的经由于省镍或无镍，既可得到低于奥氏体不锈钢的价济效益与社会效益。例如OCrl3钢的成本仅为18格，又得到优于l8—8钢的抗应力腐蚀开裂(SCC)—8钢的1／3。此外在某些应用领域还只能使用铁与抗点蚀性能。这样，现代铁素体不锈钢在某些方素体不锈钢，如加工高硫高酸油的炼化装置较多塔面(尤其用于换热器管子)可以代替奥氏体不锈体只能复合0Crl3A1或0Crl3，而用18—8钢会产钢，甚至可以代替钛材使用，因此具有较大的经济生SCC。意义。2

4、．1耐腐蚀性】为获得高性能的现代铁素体不锈钢，主要通过2．1．1耐一般腐蚀性能以下几项措施：铁素体不锈钢随cr和Mo含量增加，耐腐蚀(1)尽可能降低间隙元素C和N的含量；性增加。当铬质量分数增加到25％一3O％，钢的(2)加入稳定化元素Ti和Nb；抗高温氧化与硫化性能提高，高铬钼铁素体不锈钢(3)加入耐腐蚀元素Mo与Cu及Pd；还抗强碱腐蚀，抗有机酸(醋酸、甲酸和草酸)腐蚀(4)添加其他有益元素。也很好，对氧化性酸和中等还原性酸也有很好的耐加入质量分数为0．5％～4％的Ni能造成复腐蚀性。相组织，可以细化晶粒，而改善韧性，既能降低钢

5、的2．1．2耐晶间腐蚀性能塑性脆性转变温度，又可改进焊接等加工性能。Ni传统铁素体不锈钢(含铬16％～28％)经焊还改善对还原性酸的耐蚀性。接后会产生晶间腐蚀，主要在大于925oC区间，即在质量分数为11％～13％Cr钢中加入质量在靠近熔合线会引起刀口腐蚀，这是由于晶界沉淀分数为0．2％A1，可以基本消除奥氏体，细化晶粒，富铬碳化物，使其邻近贫铬，而造成晶蚀，但若经而且可提高钢的抗氧化性与抗硫化性能。650～8l5℃短时热处理，就易恢复抗晶蚀能力。增加质量分数为25％～30％的cr，钝态更稳而现代铁素体不锈钢由于碳氮含量降到了0．0

6、10定，可提高抗氧化性介质耐腐蚀性，提高抗点蚀能收稿13期：2009—07—13；修稿El期：2010一o4-20。力，并提高耐磨耗性，增大蠕变强度，但会促进盯作者简介：余存烨(1941一)，男，高级工程师。1964年毕业相与475oC脆性。于浙江大学金相专业。长期从事石化设备腐蚀与防护科研加人质量分数为0．07％的S和Se，可改善切与工程服务工作，现从事石化设备防腐工程监测工作。石油化工腐蚀与防护第27卷％一0．025％，又加入了Ti和Nb进行稳定化，焊材硬度的升高、韧性降低及耐蚀性丧失，因此铁素缝晶间腐蚀基本可解决。体不锈钢使用

7、上限温度应控制在300cc以下。解2．1．3耐应力腐蚀开裂(SCC)性能决475℃脆性应设法消除a相，如通过热处理(超铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢的最大优点是过600cC)固溶丘相，可提高韧性，也可降低铬质量对氯化物环境SCC极不敏感，因为铁镍铬合金对分数到l3．7％以下，使a相不致析出。氯脆影响最大的是镍含量，当Ni质量分数为7％铁素体不锈钢较奥氏体不锈钢热膨胀系数低～l2％时是SCC最敏感区，即304L和316L钢最得多，而导热系数高(约20％～30％)，这对换热容易发生，而铁素体不锈钢几乎不含镍或含质量分器应用十分有利。数为0．

8、5％一4％的镍，一般不会发生SCC。但由2．3加工性能于Ni和Mo等元素的添加及其它杂质(如C和S一般铁素体不锈钢由于塑性较差、韧性有限的存在)，在氯化物含量高的溶液中也可能发生(尤其是厚断面)，塑性脆性转变温度较高，因而成SCC。此