文/韩家林·辽宁超纯合金技术工程中心

韩家林

　　本文简单介绍了超纯高铬铁素体不锈钢的耐蚀性能及在不同领域的应用。

　　高铬铁素体不锈钢系合金中，含有24%~32%的铬，1%~4%的钼，有时还含有2%~4%的镍，余为铁。其具有特别优良的耐蚀性和优良的力学性能、物理性能。原料成本便宜，应该是一种高性价比的耐蚀合金。该类合金虽早在20世纪60年代已陆续发明，但由于室温脆在生产中难以采用。

　　研究证明，高铬铁素体不锈钢系合金中的碳和氮之和低于150ppm（0.015%）时，脆性转变温度即可降到-40℃、-70℃以下，在各种工程领域即可应用。对于降低碳、氮、氧的问题，世界各国开展了一系列研究，有的工艺路线效果虽好，但成本太高。所以，至今尚不能在工业上广泛推广使用。

　　朝阳力宝新材料公司掌握了一套超纯合金技术，能工业规模地生产碳和氮之和低于150ppm以下的高铬铁素体不锈钢系合金，因而使其可以广泛地应用于生产。

　　典型合金成分

　　超纯高铬铁素体不锈钢合金牌号较多，较典型合金的成分如表1所示。

表1 典型超纯高铬铁素体不锈钢合金主要成分

　　由表1可知，超纯高铬铁素体不锈钢的二级标准，与国际上的高铬铁素体不锈钢最高标准相当，一级的杂质水平处于国际领先。如Cr29Mo4Ni2国际上C+N含量限制在0.025%以下，而超纯水平达到0.020%以下，己经优于国际上的高标准。

　　优良的性能

　　良好的抗均匀腐蚀能力

　　由于合金中含铬很高，还含有钼。因此，酸性、碱性，氧化性、还原性，有机、无机等介质中，都具有良好的抗蚀能力，如表2所示。

各种耐蚀合金的耐腐蚀性比较（mm/年）

　　超纯高铬铁素体不锈钢在各种腐蚀介质条件下的耐蚀性能均优于钛及镍基耐蚀合金。

　　极好的耐应力腐蚀和孔蚀能力

　　一般奥氏体不锈钢对应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀较敏感，限制了其应用范围。故此，发展了一些高镍铬钼的奥氏体不锈钢和镍基及钛等耐蚀合金，以满足上述恶劣条件下使用。而高铬铁素体不锈钢具有很高的抗应力腐蚀和抗孔蚀能力，可以代替上述镍基和钛等耐蚀合金。高纯Cr29Mo4Ni2钢的耐孔蚀性如表3所示。

表3 高纯Cr29Mo4Ni2钢的耐孔蚀性能

　　镍基0Cr16Ni54Mo16W4（C-276）合金中，含有很高的钼和钨，是当今具有最好的抗孔蚀和缝隙腐蚀合金之一,而高纯的Cr29Mo4Ni2钢具有与它相近的抗孔蚀和缝隙腐蚀能力。

　　优良的工艺性能

　　铁素体合金高温屈服强度低、塑性好容易热加工；同时加工硬化率低、有利于冷成形；且膨胀系数小、热导率高，易于焊接，且对硫、磷等杂质降低熔点的影响小，所以铁素体合金比镍基合金等焊接热裂倾向小。

　　使用性能良好

　　高铬铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比，线膨胀系数约低一半，热导率约高1/3.这对制造一些热交换的设备有重要意义，而且强度较高，能够降低设备重量和成本。

　　节约资源

　　镍是较稀缺元素，价格比较高。高铬铁素体中基本上不含镍，即使含也很少。如大量推广，节约镍效果显着，具有明显的资源节约和价格优势。

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