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20世纪50年代，瑞典的阿维斯塔钢首次生产出了用于特殊环境下的含6%钼不锈钢。其主要合金含量为: 16.5%Cr-30%Ni-6%Mo，这也就是后来254SMO的雏形。美国也于七十年代初期研制出了AL-6X。其主要合金含量为: 20%Cr-25%Ni-6%Mo。这一钢种的主要用途是电厂中用海水冷却的薄壁冷凝管道。高的合金含量使这种不锈钢容易产生金属中间相的析出, 因此妨碍了厚壁型材或管材的制造。

七十年代初AOD技术革新使合金元素的添加过程得到了更好的控制，特别的氮的添加和控制，清除有害量元素的过程也得到了很大的改进，这些均为制造更高合金化的超级奥氏体不锈钢打下了基础。
 

超级奥氏体不锈钢的前世今生

发布时间：2018-05-29 14:16 点击率：242

在20世纪30年代起，为了提高抗酸腐蚀，尤其是抗硫酸腐蚀的能力，奥氏体不锈钢中的钼、铬含量不断提升，并逐渐开发出超级奥氏体不锈钢。

 

在法国和瑞典, 人们开发了含20%Cr-25%Ni-4.5%Mo-1.5%Cu的合金, 并被命名为904L。而在美国则按相似的方法研制出了含20%Cr-30% Ni-2.5%Mo-3.5%Cu的20号合金。20号合金与904L的开发为超级奥氏体不锈钢的发展奠定了基础。

 




 

20世纪50年代，瑞典的阿维斯塔钢首次生产出了用于特殊环境下的含6%钼不锈钢。其主要合金含量为: 16.5%Cr-30%Ni-6%Mo，这也就是后来254SMO的雏形。美国也于七十年代初期研制出了AL-6X。其主要合金含量为: 20%Cr-25%Ni-6%Mo。这一钢种的主要用途是电厂中用海水冷却的薄壁冷凝管道。高的合金含量使这种不锈钢容易产生金属中间相的析出, 因此妨碍了厚壁型材或管材的制造。


七十年代初AOD技术革新使合金元素的添加过程得到了更好的控制，特别的氮的添加和控制，清除有害量元素的过程也得到了很大的改进，这些均为制造更高合金化的超级奥氏体不锈钢打下了基础。
 




 

1976瑞典阿维斯塔钢铁有限公司研制出一种新型的含6%Mo不锈钢,即Avesta254SMO, 同时还获得了 。由于氮的加入使得金属中间相的沉淀变得更加缓慢, 因此有利于较厚材料的生产, 如中厚板和厚壁管材。同时, 它的抗腐蚀性和机械性能也得到了很大的提高。含6%Mo超级奥氏体不锈钢的共同特点就是它们都具有非常高的抗点蚀和抗缝隙腐蚀能力。因此, 一直广泛地应用于海上及脱盐工业、海水处理、烟气脱硫等装置中。Avesta 254SMO的出现, 标志着6Mo超级奥氏体不锈钢工业化和商业化的开始。

不锈钢的晶间腐蚀是一种腐蚀破坏现象，表现为晶粒间丧失结合力，以致材料的强度变差。对于晶间腐蚀的产生原因有许多不同的理论，如贫铬理论、晶界吸附理论、沉淀相亚稳论、亚稳相溶解理论、应力论、沉淀相形貌论和腐蚀电化学理论等。

  其中，贫铬理论是最早提出且被广泛接受的理论。对18-8型奥氏体不锈钢，晶界处的晶格是不完整的，有利于金属原子的扩散；在晶界及其邻近区域的的Cr会由于碳化物Cr23C6在晶界的沉淀而发生贫乏现象，造成晶界周围出现贫铬区，当Cr质量分数降低至12%左右时，在某些腐蚀介质中沿着材料晶界产生腐蚀，使晶粒间丧失结合力，即产生晶界腐蚀现象。

  TP321不锈钢（UNSS32168）是在TP304不锈钢基础上加入Ti元素，以增强其抗晶间腐蚀能力和耐高温性能，其原理是形成稳定的MC型碳化物TiC，以碳化物形成自由焓变化来衡量，TiC远比碳化铬稳定，可减少碳化铬的形成。

  在欧美等发达地区市场，TP321不锈钢无缝钢管已逐渐被TP304L、TP316L等低碳、超低碳不锈钢无缝钢管替代；但在我国，TP321不锈钢无缝钢管的需求量仍然很大，根据国际不锈钢论坛（ISSF）公布的数据显示，2012年，我国TP321不锈钢无缝钢管的表观消费量在10万t左右。由于生产工艺与检验条件的限制，目前国内生产的TP321不锈钢无缝钢管耐晶间腐蚀性能合格率不高，一次检验合格率为80%左右。山西太钢不锈钢钢管公司自2009年投产以来，TP321不锈钢无缝钢管产量约占总产量的35%，晶间腐蚀检验一次合格率在70%左右，远低于其他不锈钢产品的水平（≥95%）。为提高成材率，更好地满足用户需要，该公司技术人员针对TP321不锈钢无缝钢管耐晶间腐蚀性能进行了技术攻关，目标为将一次检验合格率提高至95%以上，达到日本住友金属公司等国外先进制造商的水平。

  目前国内TP321不锈钢无缝钢管的生产大都采用穿孔→冷轧（拔）→热处理→矫直→酸洗→检验→包装的生产方式。钢管在冷变形后，采用固溶热处理清除变形应力和改善组织，即把钢管加热至奥氏体碳饱和曲线以上温度保温，使碳化物充分溶解到固溶体中再快速冷却，将高温组织在室温下固定下来，获得碳的过饱和固溶体。通过对标活动，对生产流程进行分析，从化学成分控制、热处理制度调整、脱脂工艺优化等方面入手，使得TP321不锈钢无缝钢管的晶间腐蚀一次检验合格率稳定在95%以上，达到攻关目标。具体表现在：

  （1）通过化学成分设计，调整C、Cr、Ni、Ti等元素比例，可优化TP321不锈钢无缝钢管耐晶间腐蚀性能；

  （2）TP321不锈钢无缝缝钢管进行固溶热处理时，炉内还原性气氛易造成钢管表面增碳；弱氧化性气氛对钢管表面质量较好，消除了增碳因素，且节约能源；

  （3）TP321不锈钢无缝钢管冷轧后脱脂不净，对热处理后钢管表面质量影响较大，对耐蚀性能亦有不良影响；通过改进脱脂方法，可有效改善钢管耐晶间腐蚀性能；

  （4）固溶热处理保温温度设定为1050℃，对TP321不锈钢无缝钢管的耐晶间腐蚀性能有利；

  （5）若TP321不锈钢无缝钢管在敏感温度区间（450～900℃）内使用且环境存在强腐蚀介质，应对钢管进行稳定化处理。