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【图文】研究XDS特种不锈钢原因 高温浓硫酸用不锈钢是什么设计

来源:/news/33.html       发布时间:2017-11-03

宣达实业集团有限公司是一家专业的、视镜公司,在上篇文章中我们了解了,今天我们就为大家讲解一下研究XDS特种不锈钢原因 高温浓硫酸用不锈钢是什么设计;

【图文】研究XDS特种不锈钢原因 高温浓硫酸用不锈钢是什么设计

硫酸是化学工业的重要产品。硫酸的用途非常广泛,是化肥、医药、冶金、染料、化纤、精细化工等生产领域中的重要的工业原料。

20世纪80年代以后,我国硫酸工业获得了快速地发展,2005年我国硫酸产量达到53700kt/a,超过了美国,居世界第一位。工业的发展及国民经济各部门对硫酸的需求量不断增加,促使我国硫酸生产工艺有了较大的提高,与之相配套的生产设备的参数、质量、可靠性等要求越来越严,生产设备的连续运行周期等要求越来越长,因此开发高效、可靠、运行周期长、耐高温浓硫酸腐蚀的高性能蝶阀是我国硫酸工业的当务之急。

为了解决高温浓硫酸腐蚀问题,上个世纪70、80年代,世界有关国家对金属材料作了不少研究和开发工作。70年代,美国Lewis公司开发研究了镍基Lewmet合金,在120 ℃的高温浓硫酸中年腐蚀率<0.1mm/a,同时可进行时效硬化,洛氏硬度HRC达50左右,成功地用来制造高温浓硫酸泵。美国Haynes公司开发了Hastelloy D205高硅镍基合金(≤0.03C,20Cr,6Fe,2.5Mo,2Cu,5Si,余Ni)。可制造成板材、棒、带、丝等变形材料。在高温浓硫酸中具有优良的耐腐蚀性能。在130℃(H2SO4)99%中的年腐蚀速率为0.0175mm/a。可用来制造耐浓硫酸的板式和管板式热交换器。为了解决镍基合金造价昂贵问题,上个世纪80年代国外开始高温浓硫酸用高硅奥氏体不锈钢的研究,瑞典的Sandvik SX合金就是最典型的代表。到90年代中期,德国Krupp报道了高硅不锈钢700Si(2509 Si7)。在国外这些不锈钢都已成功地用来制造干吸塔、循环槽、酸冷却器、管线和酸泵等硫酸生产设备。近年来不锈钢,研究XDS特种不锈钢原因美国孟山都公司又推出了ZeCor高温浓硫酸用高硅不锈钢。

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宣达实业带大家一起了解,高温浓硫酸用不锈钢的设计是什么。

从材料的综合力学性能、耐腐蚀性能以及加工、变形、焊接和设备制作等角度考虑,以奥氏体不锈钢为最佳。所以合金必须设计成具有稳定的奥氏体组织——高硅奥氏体不锈钢。为此,设计合金时必须严格控制镍当量(Nieq)% = Ni% Co% 30(C%) 25(N%) 0.5(Mn%) 0.3(Cu)%和铬当量(Creq)% = Cr% 2(Si%) 1.5(Mo%) 5(V%) 5.5(Al%) 1.75(Nb%) 1.5(Ti%) 0.75(W%),而获得稳定的奥氏体组织。高温浓硫酸用高硅奥氏体不锈钢合金设计如下。

①碳(C):硅降低碳在钢中的溶解度。大量的硅可使碳从固溶体中析出。这些游离碳将与钢中铬结合,降低钢的耐蚀性能,促进晶间腐蚀的产生。所以高温浓硫酸用高硅不锈钢都是超低碳的,一般碳含量≤0.02%C。如前苏联研究的02X8H22C6高硅不锈钢,当碳<0.02%C时,在沸腾的72%HNO3中浸泡72小时未出现晶间腐蚀。当碳 = 0.03%C时,个别试样产生了晶间腐蚀。可见碳对高硅不锈钢的耐腐蚀性能影响十分明显。

②硅(Si):元素硅在强氧化性的高温浓硫酸中极耐腐蚀[5]。305℃95.5%H2SO4高温浓硫酸腐蚀试验表明,硅的腐蚀速度 = 0,腐蚀电位 = 0.99V。而铁的腐蚀速度 = 2191g/m2.h,腐蚀电位 = -0.29V。说明铁在高温浓硫酸中是极不耐腐蚀的。采用硅合金化可大大提高钢的腐蚀电位,表面生成稳定的SiO2保护膜研究,高温浓硫酸用不锈钢是什么设计显著提高不锈钢的耐腐蚀性能。硅是高硅不锈钢最关键的合金化元素,设计合金硅含量为5.0-8.0%Si。

③铬(Cr):试验表明[5],金属铬在305℃95.5%H2SO4中的腐蚀速度 = 21g/m2.h,腐蚀电位 = 0.70V。对提高不锈钢在高温浓硫酸中的耐腐蚀性能作用仅次于硅。但考虑到镍-铬当量的平衡,保证合金的奥氏体组织,铬含量不宜过高。合金设计的主要思想是以硅代铬。当硅含量控制在5.0-8.0%Si范围内时,铬含量控制在<15%Cr为宜。

④铝(Al):试验表明[5],金属铝在305℃95.5%H2SO4中的腐蚀速度 = 32g/m2.h,腐蚀电位 = 0.68V。硅、铬、铝是高温浓硫酸用不锈钢三个主要合金化元素。作用依次是Si>Cr>Al。铝是高温浓硫酸用高硅不锈钢辅助合金化元素,一般含量<0.5%Al,否则对合金塑性不利。

⑤镍(Ni):试验表明[5],镍在305℃95.5%H2SO4中的腐蚀速度 = 345g/m2.h,腐蚀电位 =

0.28V。可见镍对提高不锈钢在高温浓硫酸中的耐腐蚀性能有一定作用但不十分明显。在高硅不锈钢的设计中镍的主要作用是维持镍/铬当量的平衡,得到稳定的奥氏体组织,保证变形性能和焊接性能。当硅含量 = 5.0-8.0%Si,铬含量<15%Cr,控制镍含量>20%Ni,即可保证合金处於奥氏体区得到奥氏体组织。

⑥辅助合金化元素:钼 铜 稀土元素。高温浓硫酸用高硅奥氏体不锈钢加入微量稀土元素,主要是脱氧、脱硫、改变夹杂物形态,提高耐腐蚀性能。同时稀土元素可细化晶粒提高加工和力学性能。合金加入少量的钼和铜主要目的是提高耐92-97%硫酸的腐蚀性能。

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