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红花岗不锈钢的发展和现状 我国用电弧炉大量生产不锈钢系在1949年以后,早期先生产Cr13型马氏体不锈钢,掌握生产技术后,大量生产红花岗18-8型Cr-Ni奥氏体钢,例如1Cr18Ni9Ti,则始于1952年。随后,为适应国内化学工业发展的需要,又开始生产含Mo2%-3%的1Cr18Ni12Mo2Ti和1Cr18Ni12Mo3Ti等。为了节约贵重元素镍,自1959年起开始仿制以Mn,N代Ni的1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N,1958年向AISI 204钢中加入Mo2%-3%,研制了1Cr18Mn10Ni5Mo3N(204+Mo),用于全循环法尿素生产装置以代替1Cr18Ni12Mo2Ti。50年代末到60年代初,开始工业试制红花岗1Cr17Ti,1Cr17Mo2Ti和1Cr25Mo3Ti等无镍铁素体不锈钢,并开始研究耐发烟硝酸腐蚀的高硅不锈钢1Cr17Ni14Si4ALTi(相当于苏联牌号ЭИ654),此钢种实际上是一种α+γ双相不锈钢。60年代开始,由于国内化工、航天、航空、原子能等工业发展的需要以及采用电炉氧气炼钢技术,一大批新钢种,如17-4PH,17-7PH,PH15-7Mo等沉淀硬化不锈钢,含C≤0.03%的超低碳不锈钢00Cr18Ni10、00Cr18Ni14Mo2、00Cr18Ni14Mo3以及无Ni的Cr-Mn-N不锈钢1Cr18Mn14Mo2N(A4)相继研制成功并投入了生产。70年代起,为解决化工、原子能工业中所出现的18-8型Cr-Ni钢的氯化物应力腐蚀问题,一些α+γCr-Ni双相不锈钢相继研制完成并正式生产和应用,主要钢号有1Cr21Ni5Ti,00Cr26Ni6Ti,00Cr26Ni7Mo2Ti,00Cr18Ni5Mo3Si2(3RE60)和00Cr18Ni6Mo3Si2Nb等。00Cr18Ni6Mo3Si2Nb是为了解决瑞典牌号3RE60焊后易出现单相铁素体组织,导致耐蚀性和韧性下降而发展的含N、Nb的α+γ双相不锈钢。到80年代,为解决氯化物的点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀破坏又研制和仿制了含N的第二代α+γ双相不锈钢,如00Cr22Ni5Mo2N,00Cr25Ni6Mo3N和00Cr25Ni7Mo3WCuN等,不仅使我国的双相不锈钢形成了系列,而且还深入研究了它们的组织和性能以及N在双相不锈钢中的作用机制。
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1960年——1999年约40年间,红花岗锈钢产量从215万吨猛增到1728万吨,增加了约8倍,平均年增长率约为5.5%。红花岗不锈钢主要用于厨房、家电、运输、建筑、土木各领域。在厨房器具方面主要有水洗槽和电气、煤气热水器,家电产品主要有全自动洗衣机的滚筒。从节能和再循环等环保的观点看,不锈钢的需求有望进一步扩大。在运输领域主要有铁道车辆和汽车的排气系统,用于排气系统的不锈钢在每辆车中约为20-30kg,全世界的年需求约100万吨,这是不锈钢 的应用领域。在建筑领域,近的需求急剧增长,如:新加坡地铁车站的防护装置,使用了约5000吨的不锈钢外装饰材。再如日本1980年以后,用于建筑业的不锈钢增长了约4倍,主要用作屋顶、大楼内外装饰和结构材。80年代,在日本沿海地区使用304型无涂漆材作为屋顶材料,从防锈考虑,逐步转变为使用涂漆不锈钢。进入90年代,开发了具有高耐蚀性的20%以上高Cr铁素体系不锈钢,被用作屋顶材料,同时为了美观性,开发了各种表面精加工技术。在土木领域,日本的水坝吸水塔使用不锈钢。欧美的寒冷地区,为防止高速公路和桥梁的冻结需撒盐,这就加速了钢筋的腐蚀,所以使用不锈钢钢筋。在北美的道路中,近3年间约有40处采用了不锈钢钢筋,每处的使用量为200-1000吨,今后红花岗不锈钢在该领域的市场将有所作为。
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红花岗0Cr18Mn13Ni3N虽一种以锰和氮代替大部分镍的奥氏体不锈钢, 其特点是具有高屈服强度,良好的耐应力腐蚀破裂性能,低导磁率(甚至大变形量冷加工之后)和优良的低温性能,并且易于焊接。该钢种还可通过冷变形获得更高的强度。主要应用在弱腐蚀条件下承受较重负荷的设备或构件,如热交换器、压力容器、配管和管线等;也用于低温下工作的设备,如贮槽、阀门和导管等。 红花岗1Cr18Mn8Ni15N系以Mn,N代替18-8不锈钢中部分Ni而发展的节Ni不锈钢。 这种钢的特点是强度较18-8钢高,可用来制造较低温度下稀硝酸中工作的化工设备,如稀硝酸地下贮槽、硝铵真空蒸发器等。 红花岗00Cr22Ni13Mn5Mo2N是一种用适量锰和氮代替部分镍的奥氏体不锈钢,其特点是由于铬、钼和氮等元素的良好搭配及氮的强化作用,在具有优良耐蚀性的同时,又有较高的强度。同时该钢种在低温下韧性很好,在中等高温下也有相当高的强度,还可以通过冷变形进行强化。另外该钢还具有无磁的特性,即使在相当大的冷变形之后磁性也很低。这种钢主要用于既要求良好耐蚀性又承受较强负荷或磨损的设备及构件,比如化学和石油化学工业中的泵、阀门、链条、筛网及其他承力部件,也用于海水装备、如船用轴、锚链、电缆和热交换器等。
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红花岗高纯Cr30Mo2钢在各种介质中的红花岗不锈钢板耐全面腐蚀性能见表3-53和表3-54。由此可以看出,该钢在许多介质中优于含钼的Cr-Ni红花岗不锈钢00Cr18Ni13Mo2和双相钢0Cr25Ni5Mo2。在含NaCl,NaClO3的NaOH中,耐蚀性还优于纯镍。为此,高纯Cr30Mo2钢在隔膜法固碱降膜工艺上获得了应用。需要指出,在280℃,浓度为60%的NaOH中,只有当NaClO3浓度超过100ppm时,Cr30Mo2钢的腐蚀率才能从30-36mm/a降低到1-1.5mm/a的水平。高纯Cr30Mo2钢的耐H2SO4腐蚀性能见图3-96。 Cr30Mo2钢在氯化物溶液中,耐应力腐蚀和孔蚀以及缝隙腐蚀的性能好。例如,在42%沸腾MgCl2中,即使承受高应力也不产生破裂(图3-97)。在5%+FeCl3+0.05mol/1 HCl水溶液中,高纯Cr30Mo2耐孔蚀,缝隙腐蚀的性能优于含2% Mo的Cr-Ni奥氏体和双相不锈钢.
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