什么是超级不锈钢,镍基合金_都用在什么地方

什 什 么 么 是 是 超 超 级 级 不 不 锈 锈 钢 钢 , 镍 镍 基 基 合 合 金 金 ? 都 都 用 用 在 在 什 什 么 么 地 地 方 方 ？ ？
Via 常 州 精 密 钢 管 博 客
超 级 不 锈 钢 、 镍 基 合 金 是 一 种 特 种 的 不 锈 钢 ， 首 先 在 化 学 成 分 上 与 普 通 不 锈 钢 不 同 ， 是 指 含 高
镍 ， 高 铬 ， 高 钼 的 一 种 高 合 金 不 锈 钢 。
根 据 不 锈 钢 材 料 的 显 微 组 织 特 点 ， 超 级 不 锈 钢 分 为 超 级 铁 素 体 不 锈 钢 、 超 级 奥 氏 体 不 锈 钢 、
超 级 马 氏 体 不 锈 钢 和 超 级 双 相 不 锈 钢 等 几 个 类 型 。
超 超 级 级 奥 奥 氏 氏 体 体 不 不 锈 锈 钢 钢
在 普 通 奥 氏 体 不 锈 钢 的 基 础 上 ， 通 过 提 高 合 金 的 纯 度 ， 提 高 有 益 元 素 的 数 量 ， 降 低C 含 量 ， 防
止 析 出Cr23C6 造 成 晶 间 腐 蚀 ， 获 得 良 好 的 力 学 性 能 、 工 艺 性 能 和 耐 局 部 腐 蚀 性 能 ， 并 替 代 了Ti 稳
定 化 不 锈 钢 。
超 超 级 级 铁 铁 素 素 体 体 不 不 锈 锈 钢 钢
继 承 了 普 通 铁 素 体 不 锈 钢 强 度 高 、 抗 氧 化 性 好 、 抗 应 力 腐 蚀 优 良 等 特 点 ， 同 时 改 善 了 铁 素 体
不 锈 钢 的 延 性— 脆 性 转 变 、 对 晶 间 腐 蚀 较 敏 感 和 焊 态 的 低 韧 性 等 局 限 性 。 采 用 精 炼 技 术 ， 降 低C 和
N 含 量 ， 添 加 稳 定 化 和 焊 缝 金 属 韧 化 元 素 ， 可 获 得 高Cr 、Mo 且 超 低C 、N 的 超 级 铁 素 体 不 锈 钢 ， 使
铁 素 体 不 锈 钢 在 耐 腐 蚀 、 耐 氯 化 物 的 点 蚀 和 缝 隙 腐 蚀 等 应 用 方 面 进 入 了 一 个 新 的 阶 段 。
超 超 级 级 双 双 相 相 不 不 锈 锈 钢 钢
该 类 钢 是20 世 纪80 年 代 后 期 发 展 起 来 的 ， 牌 号 主 要 有SAF2507 、UR52N 、Zeron100 等 ， 其
特 点 是 含C 量 低 ， 含 有 高Mo 和 高N ， 钢 中 铁 素 体 相 含 量 占40% ～45% ， 具 有 优 良 的 耐 腐 蚀 性 能 。
超 超 级 级 马 马 氏 氏 体 体 不 不 锈 锈 钢 钢
属 于 可 硬 化 的 不 锈 钢 ， 具 有 高 的 硬 度 、 强 度 和 耐 磨 性 能 ， 但 韧 性 和 焊 接 性 较 差 。 普 通 马 氏 体
不 锈 钢 缺 乏 足 够 的 延 展 性 ， 在 变 形 过 程 中 对 应 力 十 分 敏 感 ， 冷 加 工 成 形 比 较 困 难 。 通 过 降 低 含 碳
量 ， 增 加 镍 含 量 ， 可 获 得 超 级 马 氏 体 不 锈 钢 。 近 年 来 ， 各 国 在 开 发 低 碳 、 低 氮 超 级 马 氏 体 钢 方 面
投 入 很 大 ， 研 究 出 一 批 不 同 用 途 的 超 级 马 氏 体 钢 。 超 级 马 氏 体 钢 已 在 石 油 和 天 然 气 开 采 、 储 运 设
备 、 水 力 发 电 、 化 工 及 高 温 纸 浆 生 产 设 备 上 得 到 广 泛 应 用 。
功 功 能 能 性 性 不 不 锈 锈 钢 钢
随 市 场 需 求 的 变 化 ， 各 种 具 有 特 殊 用 途 和 特 殊 功 能 的 不 锈 钢 不 断 出 现 。 如 新 型 医 用 无Ni 奥 氏
体 不 锈 钢 材 料 主 要 为Cr-Ni 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 具 有 很 好 的 生 物 相 容 性 ， 含 有13% ～15% 的Ni 。Ni 是 一
种 致 敏 因 子 ， 且 对 生 物 体 有 致 畸 、 致 癌 等 危 害 。 含Ni 植 入 不 锈 钢 在 体 内 长 期 使 用 ， 会 逐 渐 被 破 坏
而 释 放 出Ni 离 子 。 当Ni 离 子 在 植 入 人 体 附 近 组 织 中 富 集 时 ， 可 诱 发 毒 性 效 应 ， 发 生 细 胞 破 坏 和 发
炎 等 不 良 反 应 。 中 国 科 学 院 金 属 研 究 所 开 发 的Cr-Mn-N 型 医 用 无Ni 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 经 过 生 物 相 容
性 试 验 ， 性 能 优 于 目 前 临 床 使 用 的Cr-Ni 奥 氏 体 不 锈 钢 。 再 如 抗 菌 不 锈 钢 ， 随 着 人 们 生 活 水 平 的 提
高 ， 人 们 对 所 处 的 环 境 和 自 身 的 健 康 越 来 越 重 视 ， 这 促 进 了 抗 菌 材 料 的 研 究 与 开 发 。1980 年 以
来 ， 以 日 本 为 代 表 的 发 达 国 家 在 家 用 电 器 、 食 品 包 装 、 日 用 品 、 洗 浴 设 备 等 方 面 开 始 研 究 应 用 抗
菌 材 料 。 日 新 制 钢 株 式 会 社 和 川 崎 钢 铁 公 司 分 别 研 究 出 了 含Cu 和 含Ag 抗 菌 不 锈 钢 ， 含Cu 抗 菌 不 锈
钢 是 在 不 锈 钢 中 加 入0.5% ～1.0% 的Cu ， 并 采 取 特 殊 热 处 理 ， 使 不 锈 钢 自 表 面 到 内 部 均 匀 弥 散ε-Cu
析 出 物 ， 起 到 抗 菌 作 用 。 这 种 含Cu 抗 菌 不 锈 钢 适 合 应 用 于 高 级 厨 房 用 具 等 系 列 产 品 以 及 其 他 要 求
高 加 工 性 和 抗 菌 性 等 的 产 品 。 加Ag 抗 菌 不 锈 钢 对 大 肠 杆 菌 和 黄 色 葡 萄 球 菌 等 均 具 有 很 高 的 抗 菌 效果 ， 特 别 是 在 加 工 研 磨 或 者 表 面 受 磨 损 时 ， 这 种 材 料 能 始 终 保 持 良 好 的 抗 菌 效 果 。
氮 氮 合 合 金 金 化 化 不 不 锈 锈 钢 钢
N 作 为 合 金 元 素 加 入 不 锈 钢 中 ， 可 提 高 奥 氏 体 稳 定 性 ， 平 衡 双 相 钢 中 相 的 比 例 ， 在 不 影 响 钢 的
塑 性 和 韧 性 的 情 况 下 提 高 钢 的 强 度 和 耐 蚀 性 ， 并 可 部 分 代 替 不 锈 钢 中 的Ni 。 在 双 相 钢 中 ，N 延 缓 金
属 间 化 合 物 弥 散 析 出 ； 在 马 氏 体 钢 中 ，N 与 其 他 元 素 形 成 氮 化 物 分 布 于 晶 界 上 ， 可 以 提 高 硬 化 能
力 ， 防 止 高 温 回 火 时 奥 氏 体 、 铁 素 体 晶 粒 的 长 大 。 近 年 来 研 制 的 高N 含 量 的 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 即 高 强
无 磁 奥 氏 体 不 锈 钢 ， 具 有 高 温 强 度 ， 它 将 广 泛 作 为 低 温 超 导 材 料 、 高 耐 蚀 性 和 无 磁 性 材 料 应 用 。
高 高 洁 洁 净 净 化 化 不 不 锈 锈 钢 钢
目 前 国 内 不 锈 钢 厂 由 于 夹 杂 物 导 致 的 产 品 报 废 率 高 达20% 以 上 。 因 而 ， 不 锈 钢 冶 炼 过 程 中 以
夹 杂 物 控 制 为 中 心 的 高 洁 净 化 越 来 越 引 起 人 们 的 重 视 。 在 不 锈 钢 冶 炼 过 程 中 ， 内 生 夹 杂 物 是 在 脱
氧 、 合 金 化 和 钢 液 结 晶 时 产 生 的 。 成 品 的 外 来 夹 杂 物 是 在 钢 液 的 冶 炼 、 浇 铸 和 运 输 中 产 生 的 。 为
获 得 高 洁 净 度 的 不 锈 钢 ， 要 注 意 入 炉 原 料 、 脱 氧 剂 、 脱 氧 制 度 、 精 炼 和 连 铸 工 艺 制 度 等 。
其 中 比 较 著 名 的 是 含6%Mo 的 钢 （254SMo ） ， 这 类 钢 具 有 非 常 好 的 耐 局 部 腐 蚀 性 能 ， 在 海
水 、 充 气 、 存 在 缝 隙 、 低 速 冲 刷 条 件 下 ， 有 良 好 的 抗 点 蚀 性 能 （PI≥40 ） 和 较 好 的 抗 应 力 腐 蚀 性
能 ， 是Ni 基 合 金 和 钛 合 金 的 代 用 材 料 。
其 次 在 耐 高 温 或 者 耐 腐 蚀 的 性 能 上 ， 具 有 更 加 优 秀 的 高 温 或 者 耐 腐 蚀 性 能 ， 是304 不 锈 钢 不 可
取 代 的 。 另 外 ， 从 不 锈 钢 的 分 类 上 ， 特 殊 不 锈 钢 的 金 相 组 织 是 一 种 稳 定 的 奥 氏 体 金 相 组 织 。
由 于 这 种 特 种 不 锈 钢 是 一 种 高 合 金 的 材 料 ， 所 以 在 制 造 工 艺 上 相 当 复 杂 ， 一 般 人 们 只 能 依 靠
传 统 工 艺 来 制 造 这 种 特 种 不 锈 钢 ， 如 灌 注 ， 锻 造 ， 压 延 等 等 。
在 在 许 许 多 多 的 的 领 领 域 域 中 中 ， ， 比 比 如 如 :
1. 海 洋 ： 海 域 环 境 的 海 洋 构 造 物 ， 海 水 淡 化 ， 海 水 养 殖 ， 海 水 热 交 换 等 。
2. 环 保 领 域 ： 火 力 发 电 的 烟 气 脱 硫 装 置 ， 废 水 处 理 等 。
3. 能 源 领 域 ： 原 子 能 发 电 ， 煤 炭 的 综 合 利 用 ， 海 潮 发 电 等 。
4. 石 油 化 工 领 域 ： 炼 油 ， 化 学 化 工 设 备 等 。
5. 食 品 领 域 ： 制 盐 ， 酱 油 酿 造 等 。
在 在 以 以 上 上 的 的 众 众 多 多 领 领 域 域 中 中 ， ， 普 普 通 通 不 不 锈 锈 钢 钢 3 0 4 是 是 无 无 法 法 胜 胜 任 任 的 的 ， ， 在 在 这 这 些 些 特 特 殊 殊 的 的 领 领 域 域 中 中 ， ， 特 特 种 种 不 不 锈 锈 钢 钢 是 是 不 不
可 可 缺 缺 少 少 的 的 ， ， 也 是 不 可 被 替 代 的 。 近 几 年 来 ， 随 着 经 济 的 快 速 发 达 ， 随 着 工 业 领 域 的 层 次 的 不 断 提
高 ， 越 来 越 多 的 项 目 需 要 档 次 更 高 的 不 锈 钢—— 特 种 不 锈 钢 （ 超 级 不 锈 钢 、 镍 基 合 金 ） 。
一 一 些 些 代 代 表 表 性 性 的 的 特 特 种 种 不 不 锈 锈 钢 钢 有 有 ： ：
1. 超 级 不 锈 钢 ， 也 就 是 说 是 一 种 含 有 约6% 钼 的 特 种 不 锈 钢 ， 世 界 上 有 十 来 种 钢 种 。 大 家 也 叫
6 钼 不 锈 钢 。 比 如 主 要 成 分 为 ；25Ni-23Cr-5.5Mo-0.2N
2.Incoloy 系 列 合 金 ， 比 如 说Incoloy800 ， 主 要 成 分 为 ：32Ni-21Cr-Ti,Al
3.Inconel 系 列 合 金 ， 比 如 说Inconel600 ， 主 要 成 分 为:73Ni-15Cr-Ti,Al
4. 哈 氏 合 金 ， 比 如 说C-276 ， 主 要 成 分 为 ：59Ni-15Cr-16Mo-4W?
5. 蒙 乃 尔 合 金 ， 比 如 说 蒙 乃 尔400 ， 主 要 成 分 为 ：65Ni-32Cu
综 合 以 上 事 例 中 ， 如 果 是 选 用 普 通 不 锈 钢 （ 如304 ） ， 而 不 是 选 用 特 种 不 锈 钢 的 情 况 下 ， 普 通
不 锈 钢 （304 ） 并 不 适 合 这 样 的 高 温 或 者 高 腐 蚀 的 环 境 ， 材 料 会 马 上 发 生 腐 蚀 ， 或 发 生 高 温 氧 化 。
所 以 在 众 多 的 需 要 耐 高 温 ， 耐 腐 蚀 的 环 境 下 ， 特 种 不 锈 钢 是 最 好 的 选 择 。
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