采用ASTMG48C法、ASTM763Y法對比，研究了超級鐵素體不銹鋼S44660焊管與316L焊管、TA2管、S31803管的耐蝕性。表明超級鐵素體不銹鋼S44660具有非常好的Cl-應(yīng)力腐蝕、點腐蝕性能、耐晶間腐蝕和綜合力學(xué)性能，這些性能依賴于其組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分（見表）。長期以來，由于鐵素體不銹鋼C、N等間隙元素的存在，顯著提高了高鉻鐵素體不銹鋼的脆性轉(zhuǎn)變溫度和缺口敏感性，所以其用途有限。隨著不銹鋼精煉技術(shù)的發(fā)展，極大地降低了鐵素體不銹鋼中的C、N等間隙元素的含量，使該類不銹鋼的一些缺點和不足得到了一定程度的克服，當(dāng)超級鐵素體S44660含C+N低于400ppm，PRE值大于37時，其優(yōu)異的耐蝕性能和加工、焊接性能得到充分體現(xiàn)。經(jīng)過特殊工藝處理的S44660焊管能夠在海水環(huán)境中、在Cl-含量高的化工行業(yè)中進行長期服役。
S44660焊管的綜合力學(xué)性能
材質(zhì) | 抗拉強度MPa | 屈服強度MPa | 延伸率% | 彈性模量GPa | 密度g/cm3 | 熱脹系數(shù)mm/mm/℃×10-6 | 導(dǎo)熱率W/m·K | 電阻Ω | 比熱容kJ/kg·K |
S44660 | 621.00 | 517.50 | 30 | 213.9 | 7.7 | 6.75 | 27.1 | 21.1 | 0.46 |
S44660焊管的主要化學(xué)成分牌號 | Cr | Mo | Ni | Mn | Si | C | N | P | S | Ti+Nb |
S44660 | 25.0- 28.0 | 3.0- 4.0 | 2.0- 3.5 | ≤ 1.0 | ≤ 1.0 | ≤0.03 | ≤0.04 | ≤0.04 | ≤0.03 | 6×(C+N)≤0.8 |
在美國等發(fā)達國家，S44660焊管已經(jīng)廣泛在沿海電廠發(fā)電機組的冷凝器、海水淡化、制鹽業(yè)、含氯離子較高的化工等行業(yè)中使用，鋼管總長達到幾百萬公里。目前在上述行業(yè)中已廣泛使用S44660焊管替代鈦管、海軍黃銅管、白銅管和超級奧氏體不銹鋼管、超級雙相不銹鋼管。同時節(jié)省了大量的鎳、銅、鈦等昂貴金屬資源。目前，我國太鋼不銹鋼股份公司也對超級鐵素體不銹鋼S44660焊管進行生產(chǎn)開發(fā)。
該材料中的鉻含量在27%左右，同時由于含有3%以上的鉬，鉬能顯著提高不銹鋼的抗點腐蝕性能，研究表明，鉬在鐵素體不銹鋼中耐點蝕的能力相當(dāng)于鉻的3倍，因此通常用Cr+3.3Mo的衡量鋼的耐點蝕性能，此當(dāng)量值越高，鋼的耐點蝕能力越強。同時鉬的加入，使鋼表面形成富鉬的氧化膜，這種含有鉻鉬元素的氧化膜，具有很高的穩(wěn)定性，不但在許多非氧化性強腐蝕介質(zhì)中不易被溶解，而且更能有效地抑制氯離子引起的點腐蝕。另外S44660鋼中加入碳化物形成元素鈦和鈮，有效地抑制了晶間腐蝕傾向。此外，S44660在耐氯化物等介質(zhì)的抗應(yīng)力腐蝕性能明顯優(yōu)于奧氏體不銹鋼，這是由于鐵素體不銹鋼的體心立方點陣晶面容易滑移，易形成網(wǎng)狀位錯結(jié)構(gòu)，從而不易生成線狀的蝕溝，所以難以造成穿晶破裂。還由于它容易發(fā)生交叉滑移，而不致造成粗大的滑移臺階。因此，超級鐵素體不銹鋼S44660焊管在Cl-環(huán)境中具有較好的耐蝕性，在一定條件下，可替代鈦管應(yīng)用于濱海電站凝汽器、海水淡化蒸發(fā)器等介質(zhì)中富含Cl-的工作環(huán)境。可以廣泛應(yīng)用于電力、石油、化工、海水淡化等行業(yè)的給水加熱器、凝汽器、熱交換器中，是一種節(jié)能、環(huán)保、高效、經(jīng)濟的鐵素體不銹鋼管材。
