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錳氮在奧氏體不鏽鋼管中的性能

日期:2025-07-11 17:49
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摘要:
錳氮在奧氏體不鏽鋼管中的性能
   錳和氮均為奧氏體形成元素,特彆是氮,其在鋼管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(wěn)定奧氏體的能力很強(qiáng),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,所以為了獲得奧氏體組織,以錳、氮相結(jié)合代鎳曾是*佳匹配,成為早期既能獲得奧氏體組織(因?yàn)閵W氏體組織一般具有良好的塑性、韌性、低溫性和冷成型性且無磁,但人們常常容易忽略不鏽鋼的不鏽鋼管耐蝕性主要是鋼的化學(xué)成分決定的。當(dāng)不鏽鋼管化學(xué)成分相同或相近時(shí),奧氏體組織的不鏽鋼鋼管耐蝕性並不一定比鐵素體和α+γ雙相不鏽鋼管的耐蝕性優(yōu)越。許多試驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用結(jié)果都充分說明了這一點(diǎn)。) 又能節(jié)約鉻鎳奧氏體不鏽鋼管中鎳的主要合金化措施。
    據(jù)統(tǒng)計(jì),世界鎳產(chǎn)量中每年約有60%用於生產(chǎn)不鏽鋼鋼管。鎳是比較稀缺且價(jià)格昂貴的元素,特彆是在戰(zhàn)爭(zhēng)期間,由於鎳也是戰(zhàn)略物資,因此鎳的供應(yīng)更為緊張;而在和平時(shí)期,不鏽鋼管的成本和售價(jià)也常隨鎳價(jià)的漲跌而波動(dòng)。因此,節(jié)約鋼中的鎳一直是不鏽鋼鋼管發(fā)展中的重要研究方向。
    錳氮代鎳的奧氏體不鏽鋼鋼管加工性能及工藝
    自20世紀(jì)30年代起,德美諸國(guó)便開始了以錳、氮代鎳的鉻錳奧氏體不鏽鋼管的研究,至20世紀(jì)40年代便取得成效,開發(fā)出了以代替18-8(304)等鉻鎳奧氏體不鏽鋼鋼管為主要目標(biāo)的鉻錳(氮)係(AISI200係)奧氏體不鏽鋼管。這也是**一類專為節(jié)鎳而研製的鋼類。但是經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的進(jìn)一步研究和實(shí)踐表明,錳、氮複合雖然可以從組織(形成奧氏體)中代鎳,但並不能從耐蝕性等性能上完全代鎳,加之錳對(duì)不鏽鋼管耐蝕性的有害作用。因此一般認(rèn)為,已有的以錳、氮代鎳的一些鉻錳奧氏體不鏽鋼牌號(hào)(例如AISI200係鋼)與其所希望代替的鉻鎳奧氏體不鏽鋼管(如18-8性304不鏽鋼等)相比,雖然它們均為具有麵心立方結(jié)構(gòu)的奧氏體組織,但在性能上二者卻有很大的不同,前者是一類雖然強(qiáng)度高,但耐蝕性、成型性和焊後性能等均相對(duì)較低的一類不鏽鋼。
    自1970年起,以VOD、AOD爐外精煉為代表的現(xiàn)代不鏽鋼鋼管冶金、加工技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用,無鎳、低鎳的現(xiàn)代鐵素體不鏽鋼和少鎳低鎳的現(xiàn)代α+γ雙相不鏽鋼的迅速發(fā)展對(duì)AISI200係不鏽鋼的生產(chǎn)和應(yīng)用形成了巨大的挑戰(zhàn),而且已逐漸成為節(jié)鎳不鏽鋼鋼管發(fā)展的主流和方向。但是由於鉻鎳奧氏體不鏽鋼管的優(yōu)良綜合性能的**性和適用範(fàn)圍的廣泛性,目前已有的各類節(jié)鎳不鏽鋼雖有其性能特點(diǎn)但也有其綜合性能不**(局限)性。因此,它們僅能在其特性的適用範(fàn)圍內(nèi)代替部分鉻鎳奧氏體不鏽鋼管,而節(jié)鎳不鏽鋼要**,甚至全部代替鉻鎳奧氏體不鏽鋼鋼管則是不可能的。近年,由於鋼中加入高氮量的工藝、技術(shù)、裝備的進(jìn)步,國(guó)內(nèi)外不僅在大力開發(fā)高氮高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度的鉻錳奧氏體不鏽鋼,而且對(duì)不加錳僅借向鋼中加入氮而開發(fā)的無錳、低鎳、高氮和無錳、無鎳、高氮奧氏體不鏽鋼的研究取得了令人矚目的進(jìn)展,引起了國(guó)內(nèi)外日益廣泛關(guān)注。
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