耐磨损腐蚀的0Cr25Ni6Mo3CuN钢种介绍.doc

耐磨损腐蚀的0Cr25N6iMo3CuN
双相不锈钢铸、锻件的开发与应用
一、0Cr25Ni6Mo3CuN钢种介绍：
此钢种在双相钢牌号中是合金元素含量高、技术难度大、性能要求高的一个钢种。尤其作为耐腐蚀材料，需要通过时效热处理以提高其硬度，在技术开发中重点解决了材料成分区间的确定、固溶及时效热处理制度的确定及热加工成型工艺的制定等三个技术关键问题，使硬度和韧性达到了技术指标的要求，本钢种具有较好的力学及耐蚀的综合性能。其强度是普通奥氏体不锈钢的2倍，耐磨性能也优于奥氏体不锈钢，尤其是具有优秀的耐局部腐蚀性能。在海水介质中的均匀腐蚀速度<1mpy，而316L、18-5等钢的腐蚀速率是他的6~20倍。本厂已试制成功不同规格的棒材和锻件，棒材最大可至Ø300mm，产品性能已达到国外同类材料Ferralium 255钢水平，可用于制造全套中化肥厂所需用的高压阀门及大化肥厂的备件。
经过各方人员的努力工作，已成功地生产出0Cr25Ni6Mo3CuN和00Cr25Ni6Mo2N双相钢叶轮精铸件，现将主要技术指标介绍如下：
（1）化学成份 %（0Cr25Ni6Mo3CuN 铸件、锻件）

C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
Ni
Cu
N
标准要求
≤0.06
≤1.0
≤1.5
≤0.03
≤0.03
23~27
2.5~3
5~8
1.5~2
加
实物水平
0.059
0.67
0.84
0.024
0.019
24.82
2.61
5.9
1.94
0.17
钢液经VODC精炼,精确控制了材料的公学成份和双相比,从而确保获得令人满意的机械性能.
(2)机械性能
钢种
试验钢状态

Ơb
Ơ0.2
δ%
HB
Akv(J)
0Cr25Ni6Mo3CuN
固溶态
标准
(锻态)
≥750
≥500
25

≥100
实物
(铸态)
797.9
519.3
27
229
124
时效态
标准
(锻态)
≥850
≥550
≥18
HRC 24
≥35
实物
(铸态)
855
637.7
34.4
25
62
二、0Cr25Ni6Mo3CuN 钢的耐蚀性能
本钢种作为耐磨损腐蚀材料采用的是时效态，针对尿素介质使用条件，采用了Huey法进行晶间腐蚀试验，同时也进行通常使用的硫酸-硫酸铜法（GB4334.5-90）的检验,由于本钢种含高Cr、Mo及Cu元素，适宜在海水等含氯离子介质中应用，因此又在含氯离子介质中进行有关应力腐蚀的试验。
1． 耐晶间腐蚀性能
休氏法规（Huey）试验
试样为固溶态及时效态与316L钢（尿素级）固溶态进行对比，试验结果见表（1）。
（1） 0Cr25Ni6Mo3CuN与316L（尿素级）钢Huey 法晶间腐蚀试验结果。

钢种
试验钢状态
5个周期平均腐蚀量
（µm/48h）
0Cr25NiMo3CuN
固溶态
1．3551
时效态
2．4401
316L（尿素级）
固溶态
2．6920

Stamicarbon的验收标准是5个周期的平均腐蚀量≤3.3µm/48h,从表（1）可看出0Cr25Ni6Mo3Cu双相不锈钢时效态的腐蚀量与316L（尿素级）钢相当，已达到了Stamicarbon的验收标准。
2． 耐应力腐蚀性能
在25%Nal+1%K2Cr2 O7沸腾（108℃）溶液中进行试验，采用恒变形U形样，试验时间为500h以初始产生应力腐蚀裂纹的时间来评定钢的应力腐蚀破裂（SCC）和敏感性，与316L钢进行对比，试验结果见表（2）。
（2） 0Cr25Ni6Mo3CuN钢与316L钢的应力腐蚀试验结果
钢 种
试验钢状态
出现SCC时间
0Cr25Ni6Mo3CuN
固溶态
515h未出现SCC
时效态
112h两试样均出现SCC
316L（尿素级）
固溶态
12h出现SCC

从表（2）可看出，钢的时效态试样耐SCC性能较差，可能与时效后弥散的M23（C、N）Ơ和
α相析出有关。
3． 耐孔蚀性能
采用化学方法和电化学方法检验钢的耐孔蚀性能。
3．1化学方法
在1.5%FeCl3·6H2O+3%NaCl+20ml/LHAC,试验温度为40℃、50℃的溶液中进行24h试验，计算其腐蚀率，试验结果见表（3）。
（3）0Cr25Ni6Mo3CuN钢与316L钢的孔蚀试验结果
钢 种
试验钢状态
腐蚀率（g/m3.h）
40℃
50℃
0Cr25Ni6Mo3CuN
固溶态
0.0140
1.0878
时效态
0.6382
5.0418
316L（尿素级）
固溶态
2.3780
4.8419
从表3可看出0Cr25Ni6Mo3CuN钢固溶态具有较316L钢为佳的耐孔蚀性能,但时效态与316L钢相近。
3．2电化学方法
采用动电位极化装置在3%NaCl+5%H2SO4(35℃)溶液中测定极化曲线，得出击穿电位（Eb）值，固溶态Eb值为874mv，时效态Eb值为876mv，二者相近。
通过以上耐蚀性试验，作为耐腐损腐蚀材料0Cr25Ni6Mo3CuN钢（时效态）完全可以用在尿素介质中，作为耐氯化物孔蚀和应力腐蚀材料，采用固溶态可用在相应的海水介质或含氯化物介质中。
三、0Cr25NiMo3CuN钢的应用范围
1、 国外0Cr25NiMo3CuN钢的应用范围
此钢不仅在海洋工业而且在化工、石油化工、石油和天然气、纸浆和造纸、环保、湿法磷酸及金属加工等工业方面应用，应用范围很宽。多用作洗涤器、干燥器、旋风分离器、搅拌器、机、泵、阀、紧固件等。同时此钢还在舰艇上用作螺旋推进器及螺旋推进器的轴、海上油田等海洋工业方面作轴流泵及其轴，高压泵及海水喷射泵。还有许多国家将此钢用作螺栓、紧固件、测量仪表、万向轴承及阀等，都使用的很好。
2、 国内使用0Cr25NiMo3CuN钢的情况
由苏州阀门厂用此钢制造的5种规格的阀门、阀杆用在宝鸡氮肥厂的尿素装置主工艺管路的高压截止阀上，1995年投产使用，至今多套阀门使用正常。四川川化集团公司三聚氰胺厂同样也用在高压截止阀上，代替同类进口产品。镇海炼油化工公司化肥厂在年产52万吨大型尿素上用作甲铵泵进口单向阀，使用寿命较原用316L钢延长2倍。目前正在为两个大化肥厂生产所需的高压阀门材料，最大尺寸达Ø300mm，由于此钢种刚开始推广，国内在基他领域尚未得到应用。本钢种是第二代双相不锈钢的代表钢种之一，不论铸件（此钢国外多用于铸件）还是锻件在国内是一个很有发展前途的钢种。
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