什么是超級不銹鋼,鎳基合金?都用在什么地方？

超級不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)、鎳基合金(jin)是(shi)一種(zhong)特(te)種(zhong)的不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)，首先(xian)在化學成分(fen)上與普通不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)不同，是(shi)指含(han)高鎳，高鉻，高鉬的一種(zhong)高合金(jin)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。

根據不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)材料的(de)顯微組織特點，超(chao)級不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)分為超(chao)級鐵(tie)素體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、超(chao)級奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)、超(chao)級馬氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)超(chao)級雙相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)等幾個類型。

在普通奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼的基礎(chu)上，通過提高合金(jin)的純度，提高有益元素的數量(liang)，降低C含量(liang)，防(fang)止(zhi)析出Cr23C6造成(cheng)晶間腐蝕，獲(huo)得良好(hao)的力(li)學性(xing)能、工藝性(xing)能和(he)耐局部腐蝕性(xing)能，并替代了Ti穩(wen)定化不(bu)銹(xiu)鋼。

繼承了(le)普通(tong)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼強(qiang)度(du)高、抗氧化(hua)(hua)性(xing)好、抗應力(li)腐蝕(shi)優良等(deng)特點(dian)，同時改善了(le)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的延(yan)性(xing)—脆性(xing)轉變(bian)、對晶間腐蝕(shi)較敏感和(he)(he)焊態的低韌性(xing)等(deng)局限性(xing)。采用(yong)精(jing)煉技術，降低C和(he)(he)N含(han)量，添加穩定化(hua)(hua)和(he)(he)焊縫金屬韌化(hua)(hua)元素(su)(su)，可獲得高Cr、Mo且超低C、N的超級鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼，使(shi)鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼在耐腐蝕(shi)、耐氯化(hua)(hua)物的點(dian)蝕(shi)和(he)(he)縫隙腐蝕(shi)等(deng)應用(yong)方面進入了(le)一個新的階段。

該類(lei)鋼是(shi)20世紀80年代后期發展起來的(de)，牌號主(zhu)要有SAF2507、UR52N、Zeron100等，其特點是(shi)含(han)C量低，含(han)有高(gao)Mo和高(gao)N，鋼中(zhong)鐵素體相(xiang)含(han)量占40%～45%，具有優良的(de)耐腐蝕性能。

屬于(yu)可硬化的不銹(xiu)(xiu)鋼，具有高的硬度(du)、強度(du)和耐磨性(xing)能，但韌(ren)性(xing)和焊接性(xing)較差。普(pu)通馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼缺乏足夠的延(yan)展性(xing)，在(zai)變形過(guo)程中對應力十分敏感，冷加工成形比較困(kun)難。通過(guo)降低(di)含(han)碳(tan)量(liang)，增加鎳含(han)量(liang)，可獲得(de)(de)超級(ji)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼。近年來(lai)，各國在(zai)開發(fa)低(di)碳(tan)、低(di)氮(dan)超級(ji)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體鋼方面投入(ru)很大，研究出一(yi)批不同用途的超級(ji)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體鋼。超級(ji)馬(ma)(ma)(ma)氏(shi)(shi)體鋼已(yi)在(zai)石油和天然氣開采(cai)、儲運設(she)備、水力發(fa)電、化工及高溫紙漿生(sheng)產設(she)備上得(de)(de)到廣泛(fan)應用。

隨(sui)市場需求的(de)(de)變化，各種(zhong)(zhong)(zhong)具(ju)有特(te)殊(shu)用(yong)(yong)(yong)途和(he)(he)特(te)殊(shu)功能(neng)的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不(bu)(bu)斷出現。如(ru)新型(xing)醫用(yong)(yong)(yong)無Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao)主要(yao)為Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，具(ju)有很(hen)好(hao)的(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)相容性，含(han)(han)有13%～15%的(de)(de)Ni。Ni是一種(zhong)(zhong)(zhong)致敏因子(zi)，且對(dui)(dui)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)有致畸、致癌等(deng)危害。含(han)(han)Ni植(zhi)(zhi)入不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在體(ti)內長期使用(yong)(yong)(yong)，會逐漸被破壞而釋放出Ni離(li)子(zi)。當Ni離(li)子(zi)在植(zhi)(zhi)入人(ren)體(ti)附近組織中(zhong)富集時，可誘(you)發(fa)毒性效(xiao)(xiao)應(ying)(ying)，發(fa)生(sheng)細胞(bao)破壞和(he)(he)發(fa)炎等(deng)不(bu)(bu)良反應(ying)(ying)。中(zhong)國(guo)科學院金屬研究所開(kai)發(fa)的(de)(de)Cr-Mn-N型(xing)醫用(yong)(yong)(yong)無Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，經(jing)過生(sheng)物(wu)(wu)(wu)相容性試驗，性能(neng)優于(yu)目前臨床使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)Cr-Ni奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。再如(ru)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，隨(sui)著人(ren)們(men)生(sheng)活水平的(de)(de)提高，人(ren)們(men)對(dui)(dui)所處的(de)(de)環(huan)境和(he)(he)自(zi)身的(de)(de)健(jian)康越來越重(zhong)視，這(zhe)(zhe)促進(jin)了抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料(liao)的(de)(de)研究與開(kai)發(fa)。1980年以來，以日(ri)本為代表的(de)(de)發(fa)達國(guo)家在家用(yong)(yong)(yong)電器、食品包裝、日(ri)用(yong)(yong)(yong)品、洗(xi)浴(yu)設(she)備等(deng)方面(mian)開(kai)始(shi)研究應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)材(cai)料(liao)。日(ri)新制(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)株式會社和(he)(he)川崎(qi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)鐵公司分(fen)別(bie)研究出了含(han)(han)Cu和(he)(he)含(han)(han)Ag抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，含(han)(han)Cu抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是在不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)加(jia)(jia)入0.5%～1.0%的(de)(de)Cu，并采取特(te)殊(shu)熱(re)處理，使不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)自(zi)表面(mian)到(dao)(dao)內部(bu)均勻彌散ε-Cu析出物(wu)(wu)(wu)，起到(dao)(dao)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)作用(yong)(yong)(yong)。這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)含(han)(han)Cu抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)適合(he)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)于(yu)高級廚房用(yong)(yong)(yong)具(ju)等(deng)系列(lie)產品以及其他要(yao)求高加(jia)(jia)工性和(he)(he)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)性等(deng)的(de)(de)產品。加(jia)(jia)Ag抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)對(dui)(dui)大腸桿(gan)菌(jun)(jun)和(he)(he)黃色葡(pu)萄球菌(jun)(jun)等(deng)均具(ju)有很(hen)高的(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)效(xiao)(xiao)果，特(te)別(bie)是在加(jia)(jia)工研磨或(huo)者表面(mian)受磨損時，這(zhe)(zhe)種(zhong)(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)能(neng)始(shi)終保持良好(hao)的(de)(de)抗(kang)(kang)菌(jun)(jun)效(xiao)(xiao)果。

N作為合金(jin)元素加入不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)，可(ke)提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)穩定性(xing)(xing)，平衡(heng)雙相鋼(gang)(gang)中(zhong)相的(de)(de)(de)比例，在不(bu)(bu)影響鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑(su)性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)的(de)(de)(de)情況下提(ti)(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度(du)(du)和耐蝕性(xing)(xing)，并可(ke)部分代替不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)Ni。在雙相鋼(gang)(gang)中(zhong)，N延緩(huan)金(jin)屬(shu)間化合物(wu)彌散(san)析出(chu)；在馬氏體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)(gang)中(zhong)，N與其他元素形成氮化物(wu)分布于晶界上，可(ke)以提(ti)(ti)高(gao)(gao)硬化能力，防(fang)止高(gao)(gao)溫(wen)回火時(shi)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)、鐵素體(ti)(ti)(ti)晶粒的(de)(de)(de)長大。近年來研(yan)制的(de)(de)(de)高(gao)(gao)N含量(liang)的(de)(de)(de)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，即高(gao)(gao)強無磁奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)，具有高(gao)(gao)溫(wen)強度(du)(du)，它將廣(guang)泛作為低溫(wen)超導材料(liao)、高(gao)(gao)耐蝕性(xing)(xing)和無磁性(xing)(xing)材料(liao)應用。

目(mu)前國內不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)廠由于夾(jia)雜(za)物導致的(de)(de)(de)(de)產(chan)品(pin)(pin)報廢率高(gao)達20%以上。因而，不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)冶(ye)煉過(guo)(guo)程中(zhong)以夾(jia)雜(za)物控制(zhi)為中(zhong)心(xin)的(de)(de)(de)(de)高(gao)潔凈化越來越引起人們的(de)(de)(de)(de)重視。在不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)冶(ye)煉過(guo)(guo)程中(zhong)，內生夾(jia)雜(za)物是(shi)在脫(tuo)氧、合(he)金化和鋼(gang)(gang)(gang)液結晶(jing)時產(chan)生的(de)(de)(de)(de)。成品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)外來夾(jia)雜(za)物是(shi)在鋼(gang)(gang)(gang)液的(de)(de)(de)(de)冶(ye)煉、澆鑄和運(yun)輸中(zhong)產(chan)生的(de)(de)(de)(de)。為獲得高(gao)潔凈度的(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)，要注意(yi)入(ru)爐(lu)原料、脫(tuo)氧劑、脫(tuo)氧制(zhi)度、精煉和連(lian)鑄工藝制(zhi)度等(deng)。

其(qi)中比較(jiao)著名(ming)的(de)是(shi)含6%Mo的(de)鋼(gang)（254SMo），這類鋼(gang)具有非常(chang)好的(de)耐局部腐蝕(shi)性能(neng)(neng)，在海水(shui)、充(chong)氣、存在縫隙、低(di)速沖刷條(tiao)件(jian)下(xia)，有良好的(de)抗點蝕(shi)性能(neng)(neng)（PI≥40）和(he)較(jiao)好的(de)抗應(ying)力腐蝕(shi)性能(neng)(neng)，是(shi)Ni基合金(jin)(jin)和(he)鈦合金(jin)(jin)的(de)代用材料。

其次在耐高溫或者耐腐蝕的性能上，具有更加優秀的高溫或者耐腐蝕性能，是304不銹鋼不可取代的。另外，從不銹鋼的分類上，特殊不銹鋼的金相組織是一種穩定的奧氏體金相組織。 

由于(yu)這種特(te)種不銹(xiu)鋼是一(yi)種高合(he)金的材料，所(suo)以(yi)在制造工(gong)藝(yi)上相當復雜，一(yi)般(ban)人們只能依靠傳統工(gong)藝(yi)來制造這種特(te)種不銹(xiu)鋼，如灌注，鍛造，壓延等等。

在許多的領域中，比如:

1.海(hai)(hai)洋：海(hai)(hai)域(yu)環境(jing)的海(hai)(hai)洋構造物，海(hai)(hai)水(shui)淡化，海(hai)(hai)水(shui)養殖(zhi)，海(hai)(hai)水(shui)熱交換等。

2.環保(bao)領域：火力發(fa)電的煙氣脫硫裝置(zhi)，廢(fei)水處理等。

3.能(neng)源(yuan)領域：原(yuan)子能(neng)發(fa)電，煤炭的綜合利用，海潮發(fa)電等。

4.石油化(hua)工領域(yu)：煉油，化(hua)學(xue)化(hua)工設備等(deng)。

5.食品(pin)領域：制鹽(yan)，醬油(you)釀(niang)造(zao)等。

在以上的(de)(de)眾多領(ling)域(yu)中，普通不銹鋼304是無法勝任的(de)(de)，在這些特(te)殊的(de)(de)領(ling)域(yu)中，特(te)種(zhong)不銹鋼是不可缺少的(de)(de)，也是不可(ke)被替代的(de)(de)。近幾年來，隨著經濟(ji)的(de)(de)快速發達，隨著工(gong)業領域的(de)(de)層次(ci)的(de)(de)不斷提(ti)高，越來越多的(de)(de)項目(mu)需要檔次(ci)更高的(de)(de)不銹鋼——特種不銹鋼（超級不銹鋼、鎳(nie)基合(he)金）。

一些代表性的特種不銹鋼有(you)：

1.超級不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，也就是(shi)說是(shi)一種含有約6%鉬的特(te)種不(bu)銹(xiu)鋼(gang)，世界上有十(shi)來種鋼(gang)種。大家也叫(jiao)6鉬不銹鋼。比(bi)如主要(yao)成(cheng)分(fen)為(wei)；25Ni-23Cr-5.5Mo-0.2N

2.Incoloy系列合金(jin)，比如說Incoloy800，主要成分為：32Ni-21Cr-Ti,Al

3.Inconel系列合金，比如說Inconel600，主要(yao)成分(fen)為:73Ni-15Cr-Ti,Al

4.哈(ha)氏合金，比如說(shuo)C-276，主要(yao)成分為：59Ni-15Cr-16Mo-4W

5.蒙乃(nai)爾(er)合金，比如(ru)說蒙乃(nai)爾(er)400，主(zhu)要成分為：65Ni-32Cu

綜合(he)以上事(shi)例中，如果是(shi)選用(yong)普通不銹鋼（如304），而不是(shi)選用(yong)特種(zhong)不銹鋼的(de)(de)情況下，普通不銹鋼（304）并(bing)不適(shi)合(he)這樣的(de)(de)高(gao)溫或(huo)者高(gao)腐(fu)蝕的(de)(de)環境(jing)，材料會馬上發生腐(fu)蝕，或(huo)發生高(gao)溫氧化(hua)。所以在眾(zhong)多(duo)的(de)(de)需要耐高(gao)溫，耐腐(fu)蝕的(de)(de)環境(jing)下，特種(zhong)不銹鋼是(shi)最好的(de)(de)選擇。