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了解大口径高压锅炉管的耐强硝酸腐蚀性能

发表时间：2020-06-02 17:21:21

大口径高压锅炉管作为不锈钢中的合金元素，其含量在4%~5%时可大大提高crNi奥氏体钢耐强硝酸腐蚀性能，加λ量在1%~3%时可以提高抗氧化性。另外，由于硅能改迸熔融钢的流动性，因而在焊接用填充材料中硅的加λ量可稍髙于常规值。苿些不锈钢特别是奥氏体不锈钢在熔融状态下很黏滞，因而加入硅可大大改善其流动性。

铝对不锈钢及其焊缝性能的影响铝是铁素体形成元素，形成铁素体的能力是铬的25~3倍。在大多数不锈钢及其焊缝中，铝是作为脱氧剂加入的，由于含铝夹杂物增加了钢对点蚀的敏感性，故在通常情况下不采用铝作为脱氧剂。作为合金元素，在不同的钢中使用的目的不同，但铝的主要作用是时效强化和提高回火稳定性及增加二次硬化效应。132奥氏体形成元素的影响1.32.1镍对不锈钢及其焊缝性能的影响镍的主要作用是促使形成奥氏体相，并以其为主导相生产出奥氏体不锈钢或奥氏体铁素体不锈钢。由于加入足够的镍后奥氏体相区可以扩展得很大，使奥氏体直至室温或更低温度下还保持稳定。尽管有证据表明镍在合金中会影响析出反应的动力学，但是镍不是强碳化物形成元素，也不促使形成金属间化合物。也有一些证据表明在铁素体合金钢中镍増进一般耐腐蚀能力，特别是还原性气氛中如含有硫酸的情况然而，镍和抗应力腐蚀裂纹（sCC）能力下降有关。

大口径高压锅炉管的工作清楚地显示在Fe-20cr合金钢中加入镍会降低钢在有侵蚀性的含氯的环境中抗sCC的能力。***的 Copson曲线显示在N的质量分数为8%~12%的范围内合金钢的抗sCC能力***，而在这个成分范围外无论增加或减少镍含量都会増加抗sc℃的能力。镍是一个很好的固溶强化元素，而在増进马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的韧性方面最为有益。在高铬铁素体不锈钢中加入质量分数不超过2%的N就能显著降低钢的韧-脆断裂转变湿度（DBTT）总之，镍是一种强奥氏体形成元素，是不锈钢的主要合金元素，对某些类型的不锈钢则是不可缺少的合金元素。镍是扩大奥氏体相区的元素，随着镍量的増加，奥氏体向铁素体转变的温度降至900~350°℃。在快谏冷却时，在更低温度下，甚至在室温，都能保持奥氏体组织。由于奥氏体向铁素体的转变被完全抑制，所以这种钢无法依靠相变硬化。奥氏体是无磁性的，在FeNi系中也无脆性相。在N-℃r相图中，镍量为48%时出现共晶反应，在镍的边形成γ相，在铬的边形成q相，这对含镍量大于50%的镍基材料性能有着重要影响。在N-cr相图中不存在σ相，但在Fe-Cr-Ni三元相图中则存在σ相，如图1-4所示实际上每种钢都加入锰。历史上，加入锰是为了防止铸造时的热脆性，这种热脆性是由于形成了铁-硫低熔点共晶组分而导致凝固裂纹。因为锰比铁能更容易和硫结合，添加足够的锰可以形成稳定的硫化锰（MnS），从而有效地消除热脆性问题锰是比较弱的奥氏体形成元素，其作用程度和其含量及镍含量有关，但具有稳定奥氏体的作用。在铁锰相图上，Mn可以扩大γ相区，并使γ→的转变向低温移动，结果使奥氏体在室温下也很稳定。锰的影响有两个方面，一是可以防止在全奥氏体焊缝中产生热裂纹，二是提高氮的溶解度，这是高氮奥氏体钢得以发展的理论基础，如图1-5所示。在不锈钢中，锰是作为脱氧元素而残留在钢中，通用Cr-№奥氏体不锈钢中含锰量不超过2%，马氏体和铁素体不锈钢中含锰量不超过1%，高纯铁素体不锈钢中含锰量不超过04%。作为合金元素仅在节镍奥氏体不锈钢、高强高氮奥氏体不锈钢和α艹γ双相不锈钢中使用。在大口径高压锅炉管和高间隙元素（C+N）奥氏体不锈钢中，锰量高达20%，在双相钢中也可达到5%。总的来说，锰对不锈钢不大，有一些固溶强化作用，没有脆化作用。