不銹鋼的發展歷史一再證明,微量的有害元素的存在或有益元素的添加,往往對耐腐蝕等性能帶來很大影響。例如,降低奧氏體不銹鋼中的磷的含量至一定水平,可以取得顯著提高其抗非敏化態和敏化態晶間(jian)腐(fu)蝕、抗應(ying)力腐(fu)蝕和點腐蝕的良好效果。即使在原有鋼種標準化學成分的范圍內,根據不同用途和目的需要,如降低或從嚴控制某些雜質元素的含量,其耐腐蝕等性能可獲得成倍、甚至數十倍的改善。自60年代、尤其是70年代以來,不銹鋼的一個主要發展方向,是采用高純化(降低有害雜質元素)和微合金化(添加少量有益元素)的方法,改善各種性能,達到所謂最佳化的效果。這是新一代不銹鋼的重要特點。例如,70年代發展了硝酸級Cr-Ni奧氏體不銹鋼和尿素級Cr-Ni-Mo 奧氏體不銹鋼等。但由于受爐外精煉工藝技術水平和價格因素的制約,如碳、磷、硅等含量只能作適當降低。嚴格講,像硝酸級和尿素級類鋼仍屬于第三代、即超低碳不銹鋼的改良型,還達不到真正高純級水平。一般其有害雜質含量大體為:≤0≤0.02%C、≤0.02%P、≤0.440%Si(隨具體鋼種有所出入)。這種改良型比普通超低碳鋼,不僅非敏化態,而且敏化態晶間腐蝕性能均有了較大改善(磷、硅對敏化態晶間腐蝕也有顯著影響)。
高(gao)(gao)純(chun)(chun)奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)實驗室生產始于(yu)(yu)60年(nian)代(dai)初。一(yi)般(ban)其有(you)害(hai)雜質元素(su)上限為:≤0.01%C、≤0.01%P、≤0.10%Si等。它可(ke)基本(ben)消(xiao)除敏化(hua)(hua)態、大大改善抗非敏化(hua)(hua)態晶間腐(fu)蝕的(de)能力(li),并具有(you)良(liang)好(hao)的(de)抗應力(li)腐(fu)蝕性(xing)能。我國于(yu)(yu)70年(nian)代(dai)中期以后,逐(zhu)漸(jian)發展了超低碳改良(liang)型(xing)和(he)(he)高(gao)(gao)純(chun)(chun)度(du)的(de)硝酸級和(he)(he)尿(niao)(niao)(niao)素(su)級奧氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang),如高(gao)(gao)純(chun)(chun)18-8(000Cr19Ni15,簡稱C18)鋼(gang)(gang)等,可(ke)稱第四代(dai)。據腐(fu)蝕調查,大型(xing)尿(niao)(niao)(niao)素(su)汽提管,采(cai)用尿(niao)(niao)(niao)素(su)級00Cr25Ni22Mo2N鋼(gang)(gang),凡(fan)其磷(lin)、硅含(han)量控(kong)制(zhi)在(zai)高(gao)(gao)純(chun)(chun)范圍內者,比接近其標(biao)準成分(fen)上限者,耐蝕性(xing)約提高(gao)(gao)1倍(bei)。可(ke)見,高(gao)(gao)純(chun)(chun)化(hua)(hua)的(de)敏感性(xing)和(he)(he)優(you)越(yue)性(xing)。
此(ci)外(wai),還發展(zhan)了一類專門針對抗應力腐蝕的高純奧氏體不銹(xiu)鋼。主要(yao)控制(zhi)有害元(yuan)素為磷(lin)、氮(dan)等(deng)(各種雜(za)質總量限制(zhi)在(zai)極低水平(ping))。據(ju)報道(dao),性能頗佳。