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1Cr17Ni7不锈钢在工业大气、城市大气条件下抗锈性良好,在中性的氧化性环境中有较好的耐蚀性。但在海洋大气条件下或在还原性环境中耐蚀性较差。另外,该钢种对于化工过程中常见的酸、碱、盐介质耐蚀性较差,因而不在化工装置或设备中应用。
工艺性能
该钢种热加工工艺性能良好,锻轧热加工温度范围为1150-850℃。用生产不锈钢的常规生产手段能顺利地生产出各种常用规格的棒、板、带和丝材。进行冷变形加工时,由于冷作硬化倾向较强,要增加中间软化退火的次数。该钢种适宜的固溶处理温度(以及中间软化退火温度)为1050-1100℃
该钢种在固溶态下焊接无困难。但冷轧态材料进行焊接会在焊缝附近形成低强度区而影响使用,因而不在焊接状态下应用。若不可避免焊接时,应尽量减少热输入或采用电阻焊(点焊、滚焊等)。
1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10 三种牌号钢的相对耐蚀性为:
1Cr18Ni9<0Cr18Ni9Ti<00Cr18Ni10
但是,它们之间的强度其趋向则完全相反。
由于00Cr18Ni10在耐蚀性和纯净度,易抛光性等方面的显著优点, 除要求具有较高强度时选用1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti外,均应选用00Cr18Ni10超低碳不锈钢。
这三种钢均适宜制造耐酸容器、管道、换热器和耐酸设备及其衬里。但是,在有氯化物而易产生应力腐蚀、孔蚀和缝隙腐蚀的条件下,不应选用这些钢种。
0Cr18Ni11Nb钢系Cr-Ni奥氏体不锈钢。由于含稳定化元素Nb,故耐晶间腐蚀和耐连多硫酸晶间应力腐蚀性能良好,在酸、碱、盐等腐蚀介质中其耐蚀性与含Ti的18-8奥氏体不锈钢相近。此钢广泛应用于石油化工、合成纤维、食品、造纸等工业。由于Nb较Ti不易烧损,故此钢种多用作焊接铬镍奥氏体不锈钢的焊芯,由于此钢高温强度较高,故还作为热强钢使用。
与前述18-8型简单Cr-Ni奥氏体不锈钢相比。Mo的合金化使这三种钢耐稀硫酸、磷酸、各种有机酸(如醋酸、甲酸等)、尿素以及耐氯化物孔蚀的性能有明显提高,这三种钢中,随碳量降低,耐蚀性增强,但强度有所下降;不含钛的超低碳不锈钢00Cr17Ni14Mo2,既无晶间腐蚀倾向,焊后也不会产生刀状腐蚀。
不锈钢的耐蚀性能
腐蚀的种类和定义
一种不锈钢可在许多介质中具有良好的耐蚀性,但在另外某种介质中,却可能因化学稳定性低而发生腐蚀。所以说,一种不锈钢不可能对所有介质都耐蚀。在众多的工业用途中,不锈钢都能提供今人满意的耐蚀性能。根据使用的经验来看,除机械失效外,不锈钢的腐蚀主要表现在:不锈钢的一种严重的腐蚀形式是局部腐蚀(亦即应力腐蚀开裂、点腐蚀、晶间腐蚀、腐蚀疲劳以及缝隙腐蚀)。这些局部腐蚀所导致的失效事例几乎占失效事例的一半以上。事实上,很多失效事故是可以通过合理的选材而予以避免的。
金属的腐蚀,按机理可分为特理腐蚀、化学腐蚀与电化学腐蚀三种。生活实际、工程实际中的金属腐蚀,绝大多数都属于电化学腐蚀。
不锈钢应力腐蚀开裂(SCC):是指承受应力的合金在腐蚀性环境中由于烈纹的扩展而互生失效的一种通用术语。应力腐蚀开裂具有脆性断口形貌,但它也可能发生于韧性高的材料中。发生应力腐蚀开裂的必要条件是要有拉应力(不论是残余应力还是外加应力,或者两者兼而有之)和特定的腐蚀介质存在。型纹的形成和扩展大致与拉应力方向垂直。这个导致应力腐蚀开裂的应力值,要比没有腐蚀介质存在时材料断裂所需要的应力值小得多。在微观上,穿过晶粒的裂纹称为穿晶裂纹,而沿晶界扩图的裂纹称为沿晶裂纹,当应力腐蚀开裂扩展至其一深度时(此处,承受载荷的材料断面上的应力达到它在空气中的断裂应力),则材料就按正常的裂纹(在韧性材料中,通常是通过显微缺陷的聚合)而断开。因此,由于应力腐蚀开裂而失效的零件的断面,将包含有应力腐蚀开裂的特征区域以及与已微缺陷的聚合相联系的“韧窝”区域。
0Cr20Ni29Mo3Cu4Nb不锈钢又称“20”合金或“20Cb”合金,是一种铬镍钼铜高合金奥氏体不锈钢。其特点是在硫酸、硝酸及其混酸和其他多种氧化还原介质中均有较好的耐蚀性。特别是在稀硫酸(浓度在30% 以下)环境中能发挥其良好耐蚀性的优势。该钢种热加工、冷加工及焊接性能均优良,并且也容易铸造成形。主要用于各种化学加工(如炼油、制药、化肥和合成橡胶等)、食品加工、纺织、造纸及湿法冶金等工业中,在硫酸、硝硫混酸和磷酸及其他还原性介质条件下使用的反应器、换热器、贮槽、泵和阀门及其他构件。但是近些年来,在该钢种成分的基础上将镍含量提高5% ,发展出了00Cr20Ni35Mo3Cu4Nb 铁镍基耐蚀合金(又称“20Cb-3”合金),其耐硫酸腐蚀和耐应力腐蚀破裂的性能等比该钢种进一步提高,在很多应用场合取代了该钢种。因而作为变形材应用的0Cr20Ni29Mo3Cu4Nb 不锈钢大有逐渐被淘汰之势,但是作为铸造合金的该钢种依然有着广泛的应用。