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宜昌夷陵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。宜昌夷陵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,即宜昌夷陵马氏体、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。
宜昌夷陵00Cr17Ti是一种低碳、氮含量的铁素体不锈钢。与前述宜昌夷陵1Cr17Ti和0Cr17Ti相比较,由于间隙元素碳、氮含量较低,故其耐蚀性、塑性、韧性均有所改善。此钢的用途基本上与0Cr17Ti相同,但是,当耐蚀性、深冲性能、可焊性要求较高时则可选用宜昌夷陵00Cr17Ti。 1Cr17Mo2Ti是在1Cr17Ti钢中加入~2%Mo而发展的钢种。由于Cr,Mo 的复合作用,此钢对弱还原性酸和有机酸(例如醋酸、果酸等)的耐腐蚀能力以及耐孔蚀的性能远较1Cr17Ti钢为优。 此钢种多用于制造与有机酸相接触的设备以及制盐、人造纤维、造纸、食品等工业用的耐蚀和清洁设备。1Cr17Mo2Ti钢在氧化性酸中,例如在硝酸中其耐蚀性低于不含钼的Cr17型钢,故它不适于在氧化性酸中使用。 1Cr25Ti系高铬含量的一种纯铁素体不锈钢。它在1000~1100 ℃有良好的抗氧化性。此钢的主要用途是制造耐氯盐(如氯化钠)溶液和不同浓度的硝酸或磷酸腐蚀的容器。也可制造换热器、蛇形管和硝酸浓缩设备。由于含铬量高、有б相脆性和475℃脆化敏感性,故长期使用温度应避开б相形成温度和450~550℃范围。
宜昌夷陵1Cr28不锈钢系现有标准中铬含量 的铁素体不锈钢之一。它在硝酸中(包括低温浓硝中)具有良好耐蚀性,同时还耐次氯酸钠及磷酸的腐蚀。由于铬量高,此钢在硫化碱中也特别耐腐蚀。同时在高温下其抗氧化性和抗硫化性也很好。因此,此钢除用于耐腐蚀外,还可用于制造抗高温氧化和硫化的设备。 宜昌夷陵00Cr25Ni4Mo4Ti是以钛稳定化的超低碳,氮铁素体不锈钢,它在海水和含氯化物介质中具有极好的耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能。它具有良好的强度、韧性和可焊性,即使在焊后于零下温度仍有一定韧性。它主要用于使用海水或其他含氯化物溶液的工厂、可制作洗涤器、冷凝器和热交换器等设备。 此钢种由于铬含量高且含~2%Mo,因而,在含氯化物的水溶液中耐孔蚀和应力腐蚀;在耐腐蚀性能方面除优于宜昌夷陵00Cr18Ni13Mo2,00Cr18Ni14Mo3,0Cr25Ni5Mo2N外,在NaOH和醋酸中,其耐蚀性与纯镍相当;在含NaClO3等氧化剂的高温NaOH中,不仅优于高纯Cr26Mo1,而且优于纯镍。与此同时,此钢还具有良好的韧性,加工成型性和可焊性。
宜昌夷陵铁素体不锈钢中的相 铁素体不锈钢中的相主要有碳化物、氮化物,金属间相和马氏体相等。 (1)碳化物和氮化物 研究表明,碳和氮在铁素体中的溶解度非常低。例如,在含铬26%的铁素体不锈钢中1093℃时,碳在钢中的溶解度为0.04%,而在927℃仅为0.004%,温度再低要降到0.004%以下;927℃以上时,氮在钢中的溶解度为0.023%,而在593℃仅为0.006%,因此,铁素体不锈钢在高温加热和在随后冷却的过程中,即使急冷,也常常难以防止碳化物和氮化物的析出。 铁素体不锈钢中的碳化物主要是(Cr,Fe)23C6和(Cr,Fe)7C3 . 铁素体宜昌夷陵不锈钢中的氮化物主要是CrN+Cr2N。 (2)金属间相 铁素体宜昌夷陵不锈钢中的金属间相主要有αˊ相和б相 ① αˊ相:早期曾发现,铬含量>15%的铁素体不锈钢在400-500℃范围内长时间保温会产生强烈的脆化,并使钢的强度硬度显著提高。这种现象一般称之为475℃脆化。