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三门峡不锈钢的发明是世界冶金史上的一项重大成就。20世纪初,吉耶(L.B.Guillet)于1904年—1906年和波特万(A.M.Portevin)于1909—1911年在法国;吉森(W.Giesen)于1907—1909年在英国分别发现了Fe—Cr和Fe—Cr-Ni合金的耐腐蚀性能。蒙纳尔茨(P.Monnartz)于1908-1911年在德国提出了不锈性和钝化理论的许多观点。三门峡工业用不锈钢的发明者有:布里尔利(H.Brearly)1912—1913年在英国开发了含Cr12%—13%的马氏体不锈钢;丹齐曾(C.Dantsizen)1911—1914年在美国开发了含Cr14%—16%,C 0.07% —0.15%的铁素体不锈钢;毛雷尔(E.Maurer)和施特劳斯(B.Strauss)1912—1914年在德国开发了含C<1%,Cr 15%—40%,Ni<20%的奥氏体不锈钢。1929年,施特劳斯(B.Strauss)取得了低碳18-8(Cr-18%,Ni-8%)不锈钢的 权。为了解决18-8钢的敏化态晶间腐蚀,1931年德国的霍德鲁特(E.Houdreuot)发明了含Ti的18-8不锈钢(相当于现在的1Cr18Ni9Ti或AISI 321)。几乎与此同时,在法国的Unieux实验室发现了奥氏体不锈钢中含有铁素体时,钢的耐晶间腐蚀性能会得到明显改善,从而开发了γ+α双相不锈钢。1946年,美国的史密斯埃塔尔(R.Smithetal)研制了马氏体沉淀硬化型不锈钢17-4PH;随后既具有高强度又可进行冷加工成形的半奥氏体沉淀硬化不锈钢17-7PH和PH15-7Mo等相继问世。至少,不锈钢家族中的主要钢类,即三门峡马氏体、铁素体、奥氏体、α+γ双相以及沉淀硬化型等不锈钢*便基本齐全了,且一直延续到现在。
三门峡00Cr18Ni18Mo5(N)钢是耐孔蚀性能优于三门峡00Cr18Ni14Mo2(或0Cr18Ni12Mo2Ti)和00Cr17Ni14Mo3(或三门峡0Cr18Ni12Mo3Ti)的一种高钼不锈负。此钢种在硫酸、 甲酸、醋酸等介质中的耐蚀性要比含2%~4%Mo的常用Cr-Ni不锈钢为佳。当此钢中含氮时(0.10%~0.20%),其耐孔蚀性能还可进一步提高,使它有可能用于制造耐海水的设备。目前,此钢的主要用途是作为碱厂中既耐海水又耐氯化铵的碳化塔管材。
00Cr17Ni17Mo7Cu2钢系现有不锈钢中钼含量 的一种。 由于含钼量高且含铜,因此,它在硫酸和其它还原性酸中,在一般不锈钢易产生孔蚀的含氯化物溶液中,具有良好的耐蚀性。
00Cr20Ni25Mo4.5Cu是一种应用相当广泛的高钼不锈钢。主要用于石油、 石油化工、化工、化肥、海洋开发等部门。此钢既可解决硫酸、磷酸、醋酸等的腐蚀问题,又可解决氯化物孔蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀问题。多用于制造塔、槽、管道、换热器等设备。
三门峡1Cr18Ni12Mo2Ti,三门峡0Cr18Ni12Mo2Ti,三门峡00Cr17Ni14Mo2钢适于制造化工、化肥、石油化工、印染、原子能等工业的设备、容器、管道、热交换器等。
这三种不锈钢的钼含量分别比 1Cr18Ni12Mo2Ti, 0Cr18Ni12Mo2Ti,00Cr19Ni13Mo2钢高~1%,因而在稀硫酸、磷酸以及醋酸、甲酸等有机酸中的耐蚀性和耐蚀性和耐氯化物孔蚀性能均有进一步提高。就耐蚀性而言,1Cr18Ni12Mo3Ti
<0Cr18Ni12Mo3Ti<00Cr19Ni13Mo3。超低碳不锈钢00Cr19Ni13Mo3,不仅耐晶腐蚀性能不低于含Ti的1Cr18Ni12Mo3Ti和0Cr18Ni12Mo3Ti,而且焊后无刀状腐蚀。 与此同时,钢中不存在氮化钛夹杂,因而纯净度高。 1Cr18Ni12Mo3Ti0Cr18Ni12Mo3Ti和00Cr19Ni13Mo3多用于化工、石油、纺织、 造纸以及原子能后处理工厂中制造耐稀硫酸和有机酸的设备,部件以及管道、容器等。
三门峡不锈钢的分类、主要成分及性能比较
分类大概成分(%)淬火性耐蚀性加工性可焊接性磁性C Cr Ni
铁素体系 0.35以下 16-27 - 无佳尚佳尚可有
马氏体系 1.20以下 11-15 - 自硬性可可不可有
三门峡奥氏体系 0.25以下 16以上 7以上无优优优无
以上分类仅是按钢的基体组织分的,由于三门峡稳定奥氏体及形成铁素体的元素的作用不能互相平衡,以及由于大量的铬使平衡图S点左移,工业中应用的不锈钢的组织除了上面讲的三种基本类型以外,还有马氏体—铁素体,奥氏体-铁素体,奥氏体-马氏体等过渡型的复相不锈钢,以及具有马氏体-碳化物组织的不锈钢。 工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类:铁素体不锈钢,马氏体不锈钢,奥氏体不锈钢板。可以把这三类不锈钢的特点归纳(如下表),但需要说明的是马氏体不锈钢并不是都不可焊接,只是受某些条件的限制,如焊前应预热焊后应作高温回火等,而使焊接工艺比较复杂。实际生产中一些马氏体不锈钢如1Cr132Cr13以及2Cr13与45钢焊接还是比较多的。