超级不锈钢|Super stainless

超级不锈钢主要是指超级铁素体不锈钢(高铬量、高钼量,且耐点蚀当量值≥35),超级奥氏体不锈钢(高铬量、高钼量、高氮量,且耐点蚀当量值≥40)及超级双相不锈钢(耐点蚀当量值≥40)。它们的耐腐蚀性能,特别是耐点蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀性能远优于原有不锈钢,并填补了长期以来不锈钢(铁基耐蚀合金)与高镍(铁镍基和镍基)耐蚀合金之间没有高耐蚀性不锈钢的空白。主要应用于石油、化工、石化、机械、能源(燃煤、燃油电厂和核电以及陆地、海洋深井和超深井油气田开发等)、工业以及环保(如烟气脱硫)、海洋开发(海水淡化、海洋工程)等领域中,大型装置和关键装备、构建、件等。

产品分类 / 用途

00Cr20Ni24Mo6N (N08367 / AL-6XN)


 (00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN(00Cr21Ni25Mo6CuN)AL-6XN plus这两个牌号均系美国 Allegheny Ludlum Co.开发的超级奥氏体不锈钢。00Cr21Ni25Mo6CuN(AL-6XN plus)系在00Cr20N24M6N(AL-6XN)基础上控制钢中的铬、镍、钼、氮量处于6X-6XN的上限,使此合金的PRE值高达约50,且组织的热稳定性并不降低。 实际生产中若将AL-6XN中的铬、镍、钼、氮控制在上限就是AL-6XN plus 的化学成分,因此,人们并不认为 AL-6XN plus是一种新牌号。1979年起,AL-6XN钢开始用于电厂管式海水冷凝器至今已长达30多年,管材用量已在1000万米以上。


   这两种成分的超级奥氏体不锈钢固溶态均具有单一的奥氏体,没有金属间相存在,但若大于等于540℃,则会有碳、氮化物和o相等金属间相析出,对此,铬、钼量处于化学成分上限者会更为敏感。


   中国标准:00Cr20Ni24Mo6N  、美国UNS标准:N08637  、 美国ASTM标准: AL-6XN  、欧盟EN标准: 1.4529 


一、化学成分


(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的化学成分 %
牌号
00Cr20Ni24Mo6N
AL-6XN (UNS N08367)
≤0.03≤0.10≤2.020.0~22.023.5~25.56.0~7.0≤0.750.18~0.25≤0.03≤0.04


二、力学性能


(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的室温力学性能
σb/MPaσ0.2/MPaδ/%硬度(HRB)
≥690≥310≥30<240








(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢薄带(厚度=1.2mm)的室温力学性能
冷轧变形 %σb/MPaσ0.2/MPaδ/%
固溶态77237945
587663430
1091071024
1596578619
20102091015
40122011175
75136512552


三、耐腐蚀性能


 1. 全面腐蚀


  下表列入了在一些酸介质(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的耐蚀性316L不锈钢317L不锈钢904L不锈钢和著名的镍基耐蚀合金 Hastelloy C-276 的对比结果。显然(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的耐蚀性不仅优于这几种不锈钢,而且优于或与C-276 哈氏合金相当。



(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的耐全面腐蚀性能
试验溶液(沸腾)腐蚀速率 / mm·a-1
316L317L904LAL-6XNC-276
20%醋酸0.030.010.020.0630.01
45%甲酸0.060.470.20.060.07
10%草酸1.231.140.690.190.28
20%磷酸0.020.020.010.0060.009
10%亚硫酸钠1.821.420.230.190.45
5%氢氧化钠1.920.830.240.190.45
10%硫酸16.157.582.531.830.35


 在硫酸和氯化氢中(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢虽然优于所试验的904L不锈钢、654SMO不锈钢,但在含氯离子浓度高的硫酸中,特别是在盐酸中使用范围依然很窄,仅优于904L不锈钢,但低于另一种7%Mo型超级奥氏体不锈钢 654SMO。在氯化氢中,(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的耐蚀性仍低于 654SMO不锈钢,但优于所试验的2507超级双相不锈钢在内的其他不锈钢牌号。


  2. 点蚀


  (00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的耐点蚀性(按点蚀电位和临界点蚀温度来评价)并与其他不锈钢和625合金( Inconel 625 )及 G3合金 ( Hastelloy G3 )进行对比试验后,发现在所试验条件下,(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的耐点蚀性优于316L不锈钢、317L不锈钢、904L不锈钢,但与G3合金相近,而低于625合金。在6%FeCl3溶液中,焊前和焊后(TIG 焊未填丝)(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢和其他不锈钢的耐点蚀性(临界点蚀温度)优于焊接的影响,AL 6XN不锈钢的焊后耐点蚀性下降,但与钼量较低的牌号(316L不锈钢、317L不锈钢和904L不锈钢)相比较,高钼量并含氮的 AL 6XN不锈钢 还是最好的。


  3. 缝隙腐蚀


   通过对(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的韧性曲线相对比,可以看出:AL-6XN 不锈钢耐蚀性(耐点蚀、耐缝隙腐蚀)的降低系在此钢的韧性下降之前出现,特别是在较低温度下更为明显;AL 6XN不锈钢在约700℃耐蚀性显著下降,当温度≥ 927℃后,此种趋势则受到了抑制。



(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN 在 6%三氯化铁溶液中的临界缝隙腐蚀温度     单位:℃
 (00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN试验用材料牌号
316L
不锈钢
825
合金
317L
不锈钢
904L
不锈钢
2205
双相钢
E-B
26-1
 G
合金
625
合金
C-276
合金
43-3-32152021303855


   在6% FeCl3 溶液中,(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢的临界缝隙腐蚀温度并与其他不锈钢和耐蚀合金对比的结果后,发现 AL-6XN不锈钢的临界缝隙温度高达43℃,仅低于镍基耐蚀合金 C-276(00Cr16Ni60Mo16W4)。此结果说明,在试验条件下 AL-6XN不锈钢具有良好的耐缝隙腐蚀性能。


在临界缝隙腐蚀溶液中(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN等产生缝隙腐蚀的起始条件
材料牌号UNS 编号pH值氯化物浓度
浓度/mol·L-1ppm与海水相比
430 S430002.9 1.0 35000 1.84 
304 S304002.1 2.5 88750 4.68 
316 S316001.7 4.0 142000 7.48 
904LN089041.3 4.0 142000 7.48 
AL 6XNN08867<1.06.0 213000 11.22 
625合金N066250.0 6.0 213000 11.22 


   在临界缝隙腐蚀溶液中进行了(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢和 625合金产生缝隙腐蚀的条件,试验结果表明 AL-6XN不锈钢与镍基耐蚀合金产生缝隙腐蚀的条件相当,即具有相近耐缝隙腐蚀性能。


  4. 晶间腐蚀


   由于(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢中一般仅含约0.02%碳,因此,很少有铬碳化物析出,但是,当热加工、热处理和焊接工艺不当,仍会有因金属相和Cr2N等沿晶界沉淀而产生晶间腐蚀的危险。


   下表系采用不不同的晶间腐蚀试验方法所得出的钢的晶间腐蚀数据,可以看出,超低碳奥氏体不锈钢和超级奥氏体不锈钢之间除 ASTM A262 F 法外,腐蚀速率相差并不显著,但镍基耐蚀合金 C-276(00Cr16Ni60Mo16W4)的腐蚀速率却很高。


四、加工性能


   (00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢冷、热加工性良好,能采用常用的冷、热加工和成型工艺,但由于此钢强度较普通奥氏体不锈钢要高,因而变形,特别是冷变形需要更大的外力。AL-6XN不锈钢管的弯曲半径可稍微低于1.5×钢管直径,AL-6XN不锈钢冷弯后最后进行1120℃~1180℃固溶并结合快冷的处理。AL-6XN不锈钢与管板连接可采用滚胀工艺。


五、焊接性能


  (00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢焊接性能良好,可采用奥氏体不锈钢通用的工艺方法进行焊接。优于AL-6XN不锈钢多作热交换器用管,对于管与管板的焊接建议采用自动焊或手工焊。当管板材料选用316L不锈钢或高合金不锈钢时,一般不需要填丝。由于管板散热快,AL-6XN不锈钢的焊缝及热影响区不会由于有害金属间相等的析出而产生力学性能和耐蚀性的明显下降。


六、热处理工艺


  根据对(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN不锈钢成分上限、下限试验,在1065℃短时加热,便可使焊22%铬、7%钼的L-6XN不锈钢中的σ相溶于基体中。AL-6XN不锈钢的固溶处理温度以1065℃~1105℃为宜。


七、材料应用


  由于(00Cr20Ni24Mo6N)AL-6XN超级奥氏体不锈钢在氯化物(列入含氯离子水和海水)溶液中具有良好的耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀性能,因自20世纪70年代就大量用于海水冷凝器中的薄壁管,且使用情况良好,同时也可用于造纸和热电厂FGD以及海上采油平台耐氯化物局部腐蚀的重要设备、管线。


   AL-6XN 不锈钢在化工、石油工业中可用于耐腐蚀的工作温度≤425℃的压力容器设备。AL-6XN 不锈钢已经在国内开始获得应用。

 


至德微信.jpg