特鋼

特鋼

鋼鐵(Special steel)分為普鋼和特鋼,其中特鋼是衡量一個國家能否成為鋼鐵強國的重要標誌。中國製造業的增長為國內特殊鋼發展提供了空間,製造行業的持續快速發展,特別是機械、汽車、機電、造船等行業,對優特鋼的需求強勁,成為支撐優特鋼市場的直接動力。奧氏體不鏽鋼屬鉻鎳系不鏽鋼,是單一的奧氏體組織,它具有良好的耐蝕性、低溫韌性、壓力加工和焊接工藝性、無磁性、廣泛用作腐蝕介質中工作的低溫鋼和無磁鋼;鐵素體型不鏽鋼主在含有鉻,加熱和冷卻過程中有發生相變,是硝酸、氮肥工業常用的耐磨材料;馬氏體不鏽鋼由於含碳量較高,幫淬透性好,淬火後獲馬氏體組織,此類鋼,低碳者韌性好,可製造在腐蝕介質中工作的耐衝擊零體;高碳用於製造彈簧、軸承、手術刀片等;由奧氏體和鐵素體兩相混合組織為基體的不鏽鋼是比相不鏽鋼,它具有強度高、韌性好,耐晶間腐蝕等優點。

在硫酸設備上的套用

硫酸是一種重要的基本化工原料,其產量常是衡量一個國家工業發展水平的標誌。用於生產酸的設備和盛放酸的儲罐、容器等通常選擇耐酸 不鏽鋼管。硫酸雖然是一種含氧酸,但稀硫酸和中等濃度的硫酸的氧化性較弱,因而它們屬於還原性酸。而濃硫酸、特別是熱濃硫酸則具有很強的氧化性,因此屬於氧化性酸。由於硫酸的此種特性,在選用耐硫酸 不鏽鋼管時,隨硫酸濃度、溫度的不同,所選牌號不同。

稀硫酸、中等濃度硫酸是還原性酸,可選擇316不鏽鋼管、316L不鏽鋼管、316Ti不鏽鋼管等含鉬在2%~3%的不鏽鋼管。不含鉬的不鏽鋼管18-8型Cr-N奧氏體不鏽鋼,由於不耐稀硫酸、中等濃度硫酸腐蝕,所以不能用於有硫酸腐蝕的情況。當高鉬含量(Mo≥4%)時,該不鏽鋼管耐腐蝕性將會進一步提高。鋼中含鉬、銅、矽(3%~4%)的鉻鎳奧氏體不鏽鋼以及 雙相不鏽鋼管的耐硫酸性能更佳。

在濃度為90%~98%的高溫濃硫酸中,按使用溫度和濃度,選用矽約6%的不鏽鋼能取得滿意的效果,如022Cr17Ni17Si6、022Cr18Ni20Si6MoCu。

在製造酸洗、合成橡膠、人造絲浸槽與硫酸接觸的設備上,可選06Cr18Ni18Mo2Cu2Ti不鏽鋼管。在製造耐硫酸腐蝕的管道、泵、閥、塔和容器等設備及構件時,可選用06Cr12Ni25Mo3Cu3Si2N不鏽鋼管。

中國特鋼行業發展情況

產量

2005年全國32家特鋼企業共生產特殊鋼4695.3萬噸,占當年全國粗鋼產量的13.4%;

2006年全國32家特鋼企業共生產特殊鋼5091.5萬噸,占當年全國粗鋼產量的12.2%;

2007年全國32家特鋼企業共生產特殊鋼7086.0萬噸,占當年全國粗鋼產量的14.5%。

問題及前景

中國特鋼行業雖然發展較快,但與世界已開發國家相比還存在行業集約化、規模化程度不夠;專業化高效化不夠;特鋼產品的深加工及延伸不夠等問題。因此中國特鋼行業要獲得健康持續的發展勢頭就應該提高中國特殊鋼產業集中度、淘汰落後生產能力、加快特鋼行業的技術創新步伐。

“十一五”期間,中國國民經濟將繼續保持快速發展態勢,城鎮化水平將提高到2010年的47%。而世界經濟也將保持適度增長,由此,對鋼鐵工業繼續形成較強拉動作用。就中國的產業結構來看,“十一五”期間,中國各大產業都將進行升級換代,中國將著重提高裝備製造業的水平,特別是要提高重大技術裝備國產化水平,這為中國特殊鋼行業提供了廣闊的市場前景和難得的發展機遇。

特鋼的分類

特殊用途鋼是指製成的另構件在特殊條件下工作,對鋼有特殊要求,如物理、化學、機械等性能。

特殊性能鋼也是特殊質量合金鋼,這些鋼是指有電磁、光、聲、熱及電化學等效應和功能的鋼。常用的有不鏽鋼、耐熱鋼、電工矽鋼、電子純鐵及各種精密合金(軟磁合金、象磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙合金、電阻合金、電偶材料等)。

不鏽鋼以其良好的耐腐蝕性能而得名,它主要全金成分為鉻和鎳。鉻有很高的化學穩定性,在氧化介質中能生成緻密堅韌的純化膜;另外,當鉻含量超過11.7%時,能使合金的電極電位明顯提高,從而有效地阻止了合金的進一步氧化。鎳也是易化元素,在鉻鋼中加入鎳,可提高合金在非氧化性介質中的耐腐蝕性能。當銘、鎳含量一定時,鋼中碳含量愈低,其耐腐蝕性能就愈好。

不鏽鋼的耐腐蝕性能,還與基體組織的均勻程度有關。當形成均勻一致的合金固溶體時,能有效地減少鋼在電解溶液中腐蝕速度。

奧氏體不鏽鋼屬鉻鎳系不鏽鋼,是單一的奧氏體組織,它具有良好的耐蝕性、低溫韌性、壓力加工和焊接工藝性、無磁性、廣泛用作腐蝕介質中工作的低溫鋼和無磁鋼;鐵素體型不鏽鋼主在含有鉻,加熱和冷卻過程中有發生相變,是硝酸、氮肥工業常用的耐磨材料;馬氏體不鏽鋼由於含碳量較高,幫淬透性好,淬火後獲馬氏體組織,此類鋼,低碳者韌性好,可製造在腐蝕介質中工作的耐衝擊零體;高碳用於製造彈簧、軸承、手術刀片等;由奧氏體和鐵素體兩相混合組織為基體的不鏽鋼是比相不鏽鋼,它具有強度高、韌性好,耐晶間腐蝕等優點。其中DoCr18Ni5Mo3Si2鋼主要用於製造煉油、化肥、造紙、石油、化工等工業的熱交換器和冷凝器,OCr26Ni5Mo2用於製造海水腐蝕設備;沉澱硬化型不鏽鋼,因含有大量的鉻、鎳及能析出沉澱硬化相的鉬、鈮、鉛、銅等元素,使其經過淬火時效處理後具有較高的強度和韌性,主要用於製造彈簧、墊圈、波紋管等。

電工鋼亦稱矽鋼是含碳量低於0.05%的鐵矽二元合金。具有鐵損小、矯頑力小、磁導率和磁感應強度高等特點,是常用軟磁(作短暫或反覆磁化的材料)材料之一,影響電工鋼性能的主要因素是化學成分和組織結構。矽對電工鋼磁性影響最顯著,當純鐵中加入3.0%Si時磁導率增加1.6-2倍,磁滯損耗降低40%電阻率增大4倍(可減少渦流損耗)、總鐵損降低一倍,但硬度和強度也明顯提高。通常矽含量不超過4.5%,否則太硬,不易加工。有害雜質(N、C、S、O等)的存在,將造成鋼的晶格畸變,增大應力,阻礙磁化過程,因此雜質含量要嚴格控制。

矽鋼主要用於電機、變壓器、電器、電工儀表等電力工業用,大多軋成0.3、0.35、0.5薄板,有熱軋和冷軋兩種。冷軋矽鋼薄板形關均勻、表面平整、無氧化膜、有利於提高組裝質量和效率。

電工矽鋼的牌號用漢語拼音字母和兩組數字表示,“DR”表示熱軋、“DQ”表示冷軋無取向(鋼的各方向的磁性差別很小)、“DQ”表示冷軋取向;第一組數字表示矽鋼板的鐵損(單位瓦特/千克)最大值的百分數,第二組表示矽鋼板軋制厚度的一百倍。

除電工矽鋼外,電工純鐵也是套用廣泛的軟磁材料。

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