全面解讀不銹鋼晶間腐蝕-隱石檢測(材料 | 雙相不銹鋼詳解)
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全面解讀不銹鋼晶間腐蝕-隱石檢測
技術統一規定中通常包括“奧氏體不銹鋼制容器用于可能引起晶間腐蝕的環境,焊后應做固溶或穩定化處理”,提出這樣的要求,自有其存在的合理性。
但即使設計人員在圖樣的技術要求中提出這一條,要求制造廠進行不銹鋼制容器(比如換熱器)的焊后熱處理,由于實際熱處理工藝參數難以控制和其他一些意想不到的困難,通常難以達到設計人員提出的理想要求,實際上在役的不銹鋼設備絕大部分是在焊后態使用。
當鋼無論是加熱或冷卻通過450~850℃時,碳便可形成(Fe、Cr)23C6從奧氏體中析出而分布在晶界上。
(Fe、Cr)23C6的含鉻量比奧氏體基體的含鉻量高很多,它的析出自然消耗了晶界附近大量的鉻,而消耗的鉻不能從晶粒中通過擴散及時得到補充,因為鉻的擴散速度很慢,結果晶界附近的含鉻量低于鈍化必須的的限量(即12%Cr),形成貧鉻區,因而鈍態受到破壞,晶界附近區域電位下降,而晶粒本身仍維持鈍態,電位較高,晶粒與晶界構成活態鈍態微電偶電池,電池具有大陰極小陽極的面積比,這樣就導致晶界區的腐蝕。
(1)在溫度大于等于60℃,且濃度大于等于5%的硝酸中使用的奧氏體不銹鋼以及濃硝專用不銹鋼,應按GB4334.3《不銹鋼65%硝酸腐蝕試驗方法進行試驗,五個周期的平均腐蝕率或三個周期的腐蝕率應不大于0.6g/m2h(或相當于0.6mm/a)。
(3)含鉬奧氏體不銹鋼(如0Cr18Ni12Mo2Ti,00Cr17Ni14Mo2及相類似鋼材):一般要求:按GB4334.5《不銹鋼硫酸硫酸銅腐蝕試驗方法,彎曲試驗后,試樣表面不得有晶間腐蝕裂紋。
較高要求:按GB4334.4《不銹鋼硝酸氫氟酸腐蝕試驗方法,腐蝕度比值不大于1.5。
也可按GB4334.2《硫酸硫酸鐵試驗方法,平均腐蝕率應不大于1.1g/m2h。
(1)采用超低碳不銹鋼降低碳含量到0.03%以下,如選用00Cr17Ni14Mo2,使鋼中不形成(Fe、Cr)23C6,不出現貧鉻區,防止晶間腐蝕的產生。
一般強度不高,受力不大,要求塑性好的零件,從經濟角度出發,可選用0Cr18Ni9等。
(3)重新進行固溶處理當對奧氏體不銹鋼進行電焊時,電弧熔池的溫度高達1300℃以上,焊縫兩側溫度隨距離的增加而下降,其中存在敏化溫度區。
應盡量避免奧氏體不銹鋼在敏化溫度范圍內受熱和緩慢冷卻,若發現有晶間腐蝕傾向,一般對非穩定化的不銹鋼多加熱到1000~1120℃,保溫按每毫米1~2分鐘計,然后急冷;對穩定化不銹鋼以加熱到950~1050℃為宜。
經固溶處理后的鋼仍要防止在敏化溫度加熱,否則碳化鉻會重新沿晶界析出。
對用于可能引起晶間腐蝕環境的奧氏體不銹鋼容器,一般零部件的固溶處理或穩定化處理可以實現。
而對整臺容器(多為換熱器)焊縫進行焊后熱處理將面臨重重困難。
這類處理不是局部的焊后熱處理,而是整個焊接部件或整臺容器焊后熱處理。
由于大多數化工容器的結構形狀復雜(比如我們常用的管殼式換熱器)。
鉻鎳奧氏體不銹鋼容器基本上是靠焊接成型的,而焊接接頭兩側是晶間腐蝕敏化區,它總是比母材先受到腐蝕破壞。
通過焊后熱處理,提高焊縫區抗晶間腐蝕的能力,達到和母材同等程度,這是我們追求的目標,是我們進行焊后熱處理的初衷。
但是在付諸實踐中,有許多因素要考慮,比如:焊件整體結構形狀復雜,焊后熱處理工藝參數難以保證,因此,實際上絕大部分在役的鉻鎳奧氏體不銹鋼在焊后態使用。
為了提高鉻鎳奧氏體不銹鋼容器抗晶間腐蝕的能力,必須針對具體的腐蝕環境,依據腐蝕機理,首先選材時可選超低碳不銹鋼,穩定化不銹鋼,焊接時選用正確的焊接方法,恰當組合上述幾種防止和控制措施,才能取得好的效果,不能單純依賴焊后固溶或穩定化處理。
材料 | 雙相不銹鋼詳解
該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點,與鐵素體相比,塑性、韌性更高,無室溫脆性,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高,同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高,具有超塑性等特點。
與奧氏體不銹鋼相比,強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。
雙相不銹鋼具有優良的耐孔蝕性能,也是一種節鎳不銹鋼。
與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的韌性高,脆性轉變溫度低,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高;同時又保留了鐵素體不銹鋼的一些特點,如475℃脆性、熱導率高、線膨脹系數小,具有超塑性及磁性等。
與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的強度高,特別是屈服強度顯著提高,且耐孔蝕性、耐應力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能也有明顯的改善。
(Cr23型),SAF2205(Cr22型),SAF2507(Cr25型)。
第一類屬低合金型,代表牌號UNSS32304(23Cr-4Ni-0.1N),鋼中不含鉬,PREN值為24-25,在耐應力腐蝕方面可代替AISI304或316使用。
第三類屬高合金型,一般含25%Cr,還含有鉬和氮,有的還含有銅和鎢,標準牌號UNSS32550(25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N),PREN值為38-39,這類鋼的耐蝕性能高于22%Cr的雙相不銹鋼。
另外:著名的2205雙相鋼相當于我國的022Cr23Ni5Mo3N.。
由于兩相組織的特點,通過正確控制化學成分和熱處理工藝,使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優點,它將奧氏體不銹鋼所具有的優良韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼所具有的較高強度和耐氯化物應力腐蝕性能結合在一起,正是這些優越的性能使雙相不銹鋼作為可焊接的結構材料發展迅速,80年代以來已成為和馬氏體型、奧氏體型和鐵素體型不銹鋼并列的一個鋼類。
在具有相同的孔蝕抗力當量值(PRECr%+3.3Mo%+16N%)時,雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的臨界孔蝕電位相仿。
雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼耐孔蝕性能與AISI。
在某些腐蝕介質的條件下,適用于制作泵、閥等動力設備。
5)可焊性良好,熱裂傾向小,一般焊前不需預熱,焊后不需熱處理,可與18-8型奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種焊接。
9)仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向,不宜用在高于300C的工作條件。
雙相不銹鋼中含鉻量愈低,等脆性相的危害性也愈小。
不銹鋼棒0Cr17Ni12Mo2
標準:GB/T1220-1992相當于美標316。
●不銹鋼化學成份:碳C:≤0.08硅Si:≤1.00錳Mn:≤2.00硫S:≤0.030磷P:≤0.035鉻Cr:。
●不銹鋼力學性能:抗拉強度b(MPa):≥520條件屈服強度0.2(MPa):≥205伸長率5(%):≥40斷面收縮率(%):≥60硬度:≤187HB;≤90HRB;≤200HV。
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