超级奥氏体不锈钢的性能.doc

254SMO、AL－6XN等超级奥氏体不锈钢性能
1.1化学成分与金相组织一些主要高合金奥氏体不锈钢的主要化学成分在表1中给出。其中AL－6XN和254SMO为典型的6钼超级奥氏体不锈钢，而654SMO为典型的7钼超级奥氏体不锈钢。超级奥氏体不锈钢的基本金相组织为典型的，百分之百的奥氏体。但由于铬和钼的含量均较高，很有可能会出现些金属中间相，如chi和σ相。这些金属中间相常常会出现在板材的中心部位。但是如果热处理正确，就会避免这些金属中间相的生成，从而得到近百分之百的奥氏体。254SMO的金相组织没有任何其它金属中间相。该组织是经在1150～12000C温度下热处理之后得到的。在使用过程中，如果出现了少量的金属中间相，它们也不会对机械性能和表面的耐腐蚀性能有很大的影响。但是要尽量避免温度范围600～10000C，尤其是在焊接和热加工时。1.2机械性能奥氏体结构一般具有中等的强度和较高的可锻性。在加入一定量的氮之后，除提高了防腐能力外，在保持奥氏体不锈钢可锻性和韧性的同时，高氮超级奥氏体不锈钢还具有很高的机械强度。其屈服强度比普通奥氏体不锈钢要高出50～100％。在室温和较高温度下氮对机械性能的影响分别在表2和表3有所显示。
表2＋20℃温度下高合金奥氏体不锈钢的机械性能
合金钢种牌号氮含量屈服强度抗拉强度延伸率ASTMENGB%Rp0.2MPaRmMPaAs%316L316L1.44040.0622052045904LNO89041.453900Cr20Ni25Mo4.5Cu0.0622052035317LMN317LMN1.44390.1527058040254SMOS312541.454700Cr20Ni18Mo6CuN0.2030065040654SMOS326541.46520.5043075040表3高温下高合金奥氏体不锈钢的屈服强度(Rp0.2MPa)
合金ASTMEN*GB氮含量%100℃200℃400℃316L316L1.44040.06166137108904LN089041.453900Cr20Ni25Mo4.5Cu0.06225175125317LMN317LMN1.44390.15225185150254SMOS312541.454700Cr20Ni18Mo6CuN0.20230190160654SMOS326541.46520.50350315295如表2和表3所示，在所有温度下机械强度均随氮含量的增加而提高。尽管强度增加了许多，但超级奥氏体不锈钢的延伸率仍然很高。甚至高于许多低合金钢的延伸率。这主要是由于其较高的含氮量和与之相关的另一个特点——高加工硬化率，见图2和图3。因此经冷加工成型的部件就可获得很高的强度。可利用这一特性的用途包括较深井中的管道及螺栓等。和普通奥氏体不锈钢一样，超级奥氏体不锈钢的低温性能也是很好的。超级奥氏体不锈钢的抗撞击及抗断裂能力是很高的，并且只有在低达－196℃时才会略有下降。1.3物理性能物理性能主要取决于奥氏体结构，同时也部分地取决于材料的化学成分。就是说超级奥氏体不锈钢较普通奥氏体不锈钢，如304或316型，在物理性能方面是没有很大区别的。表4列出不同合金的一些典型物理性能值。
表4一些不锈钢与一种镍基合金的物理性能
合金钢种牌号密度弹性模量KN/mm2热膨胀系数×10-6/℃导热系数W/m℃ASTMEN*GBkg/dm320℃400℃20℃400℃20℃400℃2205S318031.44627.820017213.014.515203043041.43017.920017216.017.51520254SMOS312541.454700Cr20Ni18Mo6CuN8.019516616.518.01418合金625N102762.48568.420018012.013.51016含6钼超级奥氏体不锈钢的热膨胀度比双相不锈钢2205要大，因此焊接时在结合部位上可能会出现一些变形。虽然镍基合金的热膨胀度一般较低，但其较差的导热性正好将其这一优点抵消。这些物理性能在设计用不锈钢制作部件或不锈钢与其它合金连接时，具有很重要的意义。
2超级奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能
在很大程度上，奥氏体不锈钢的发展是为了满足各种环境中对防腐性能的要求。许多合金曾是被设计用于一种特定环境的，随后其应用范围发展得越来越广泛。因此，对超级奥氏体不锈钢的选用，其耐腐蚀性能是一个很重要的依据。这里主要介绍均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂。3.1均匀腐蚀提高不锈钢稳定性的最重要合金元素为铬和钼。超级奥氏体不锈钢中这些成分的含量均较高，因此在各种溶液中都显出很好的耐腐蚀性。在有些环境中，硅、铜和钨等元素的添加可进一步提高材料的耐腐蚀性。图1所示是一些奥氏体不锈钢在纯硫酸中的等腐蚀速度曲线图。可以看