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河北唐山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。河北唐山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,即河北唐山马氏体、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。
χ相和Laves相 χ相主要出现在含钼的不河北唐山锈钢中,是具有体心立方结构的金属间化合物,每个晶胞内含有58个原子,代表的化学成分是Fe36Cr12Mo10。但是由于金属原子的相互置换,其化学组成可在一定的范围内变动。在奥氏体河北唐山不锈钢中,该相的实际成分多为(FeNi)36Cr18Mo4。χ相主要在晶界,非共格孪晶界和晶内的位错处开始生成。晶内生成的χ相与奥氏体基体保持一定的位向关系。 Laves相(η相)是B2A型固定原子构成的金属间化合物。在含钼或铌的奥氏体河北唐山不锈钢中形成的Laves相成分分别为Fe2Mo和Fe2Nb。该相具有六方结构,每个晶胞中含有12个原子。与碳化物,б相和χ相等相比,Laves相在钢中生成较慢,生成量也较少,且主要是晶内沉淀,与奥氏体基体也保持一定的位向关系。为形成该相,对B,A原子的相对大小有严格的要求:两者原子半径的比值不得大于1.225。 影响χ相和Laves相沉淀的因素是相似的。钢中合金元素有重要影响。钼、硅和钛会加速χ相和Laves相的形成,特别是钼的作用更为明显;镍、碳和氮含量的提高对这两种相的沉淀均有抑制作用。冷加工对这两种中间相的沉淀速度和沉淀量有不太强的促进效果。 奥氏体不锈钢中χ相和Laves相的沉淀,也像б相一样,导致耐蚀性下降及塑性、韧性的降低。但是由于这些相的沉淀温度与碳化物及б相的沉淀温度大体上相重合,因而在实际时效过程中,单独出现χ相或Laves相的情况是极少见的,这些相总是与碳化物、б相等相伴随而出现,且往往是次要相和后生相。所以,这些相的形成对不锈钢耐蚀性和力学性能的影响常常被作为主要相的碳化物或б相的作用所掩盖。
河北唐山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。 河北唐山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河北唐山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。
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除前苏联、东欧和我国外,河北唐山不锈钢产量已达1100万吨,而1950年的世界不锈钢产量还不到100万吨,40年间产量增加了10多倍。自1970年开始,日本的不锈钢产量已超过美国,处于领先地位且一直在持续增长。河北唐山不锈钢产量中,Cr13型马氏体钢和Cr17型铁素体钢约占30%—40%,而18-8型Cr-Ni奥氏体钢等约占60%—70%。世界上工业先进 的不锈钢产量一般分别占本国钢总量的2.5%-3.5% 。在不锈钢生产中,超高功率电炉、炉外精炼、连续铸锭(包括薄板坯连铸)、热连轧或新型炉卷轧机、冷连轧、连续酸洗热处理和连续保护气氛光亮热处理,以及各种质量检测手段等新工艺、新装备、新技术已日益广泛采用。大型化、高速化、连续化、自动化是不锈钢生产工艺、装备的主要发展方向,国外已能大量生产和供应的不锈钢材有:宽度达2m的冷轧薄板,包括镜面板、彩色板、花纹板、涂层板等;宽度达3m以上的热轧中板;厚度可达300mm以上的热轧厚板;直径大到1m以上、小到0.1mm的无缝管以及各种规格的河北唐山焊管( 直径可达2m);厚度约0.05mm,宽度可达1m的不锈钢箔。美、日等国所生产的不锈钢材中,冷轧薄板和带材约占60% 。(板、带材共约占70%);管材约占4%-5%(其中焊管在日本已占不锈钢管产量的60%左右);线材约占8%-9%;棒、型材约占10%-11% 。