不銹鋼管按橫斷面形狀可分為圓管和異形管。異形管有矩形管、菱形管、橢圓管、六方管、八方管以及各種斷面不對稱管等。異形管廣泛地用于各種結(jié)構(gòu)件、工具和機械零部件。與圓管相比,異形管一般都有較大的慣性矩和截面模數(shù),有較大的抗彎、抗扭能力,可以大大減輕結(jié)構(gòu)重量,節(jié)約鋼材。不銹鋼管按縱斷面形狀可分為等斷面管和變斷面管。變斷面管有錐形管、階梯形管和周期斷面管等。
由于不銹鋼已具備建筑材料所要求的許多理想性能,它在金屬中可以說是的,而其發(fā)展仍在繼續(xù)。為使不銹鋼在傳統(tǒng)的應(yīng)用中性能更好,一直在改進現(xiàn)有的類型,而且,為了滿足建筑應(yīng)用的嚴格要求,正在開發(fā)新的不銹鋼。由于生產(chǎn)效率不斷提高,質(zhì)量不斷改進,不銹鋼已成為建筑師們選擇的具有成本效益的材料之一。不銹鋼集性能、外觀和使用特性于一身,所以不銹鋼仍將是世界上佳的建筑材料之一。
由于該種特種不銹鋼是一種高合金的材料,所以在制造工藝上相當(dāng)復(fù)雜,人們一般只能依靠傳統(tǒng)工藝來制造這種特種不銹鋼,如灌注,鍛造,壓延等等。
馬氏體不銹鋼含鉻13%,由于鐵素體晶粒在焊接過程中粗化和硬化,而使其可焊性很差。以往,這類不銹鋼的用途嚴格限制于非焊接零件的安裝。經(jīng)過冶煉工藝的不斷改進,降低了馬氏體不銹鋼中的碳、氮、硫含量,又增加了一定量的鎳(高含量達6.5%)和鉬(高含量2.5%),從而開發(fā)出了超級馬氏體不銹鋼。這種材料在加工制造過程中又采取了特殊的工藝措施,使得新的超級馬氏體不銹鋼的焊接性能大大超過了傳統(tǒng)的馬氏體不銹鋼。
對于弱酸性腐蝕環(huán)境,超馬氏體不銹鋼有取代其它耐蝕合金的趨勢。但是,在高溫和有二氧化碳存在的腐蝕條件下,會產(chǎn)生一般腐蝕和局部腐蝕,在二氧化碳和硫化氫同時存在的腐蝕條件下,考慮在室溫下產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋和在高溫下產(chǎn)生的局部腐蝕和一般腐蝕。根據(jù)腐蝕條件的不同(如CO2或CO2+H2S),開發(fā)了不同牌號的超馬氏體不銹鋼(含鉬或不含鉬)。這種超13Cr不銹鋼已成功地應(yīng)用于北海地區(qū)的Gullfaks油田和Asgard油田。
超級馬氏體不銹鋼除具有傳統(tǒng)馬氏體不銹鋼的特點,可以應(yīng)用于泵、壓縮機、閥門及其它機加工用途外,超級馬氏體不銹鋼的海洋用管也開發(fā)成功,滿足了海上石油天然氣公司對工藝用無縫管和輸送管道的要求,成為海洋用鋼的新成員。
在超級馬氏體不銹鋼取得成功之前,對許多應(yīng)用不銹鋼的領(lǐng)域,特別是含二氧化碳,或者含二氧化碳和硫化氫腐蝕介質(zhì)的環(huán)境,往往使用雙相不銹鋼,一些特殊部件甚至要求使用超雙相不銹鋼。之后,人們越來越多地用超級馬氏體不銹鋼來部分取代雙相不銹鋼和超雙相不銹鋼,這除了超馬氏體不銹鋼在某些腐蝕環(huán)境下仍具有強度高、耐蝕性好以及-40℃的沖擊韌性好之外,更主要的原因是超氏體不銹鋼比雙相不銹鋼更經(jīng)濟。
根據(jù)1962~1997年間對不銹鋼管大量腐蝕破壞形態(tài)的統(tǒng)計,可以看出,1962~1971年間全面腐蝕和晶間腐蝕已大量減少,而1962年起到1997年,應(yīng)力腐蝕、點腐蝕、間隙腐蝕以及腐蝕疲勞等局部腐蝕在腐蝕破壞中仍占有相對高的比例。其中點蝕和縫隙腐蝕仍占20%以上,應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞仍占10%以上。通過研究,人們已經(jīng)了解到提高奧氏體不銹鋼管中的鎳量可以顯著提高鋼的耐應(yīng)力腐蝕性能,提高鉻、鉬量可以顯著提高鋼的耐點蝕和耐縫隙腐蝕的性能,而剛的應(yīng)力腐蝕和腐蝕疲勞通常都是有點蝕和縫隙腐蝕為起源,因此,人們開始關(guān)注耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能優(yōu)良的高合金奧氏體不銹鋼的研制。
1970年起,氮作為重要的合金元素在不銹鋼管中的廣泛應(yīng)用,使得不銹鋼管的發(fā)展進入了一個新的階段,氮在奧氏體不銹鋼中的應(yīng)用也為超級奧氏體不銹鋼的誕生創(chuàng)造了條件。超級奧氏體不銹鋼管的發(fā)展來自許多途徑。例如,在已有的AL-6X(00Cr21Ni24Mo6)基礎(chǔ)上加入了氮,產(chǎn)生了AL-6XN(00Cr21Ni24Mo6N),在高鉬的904L不銹鋼管基礎(chǔ)上將鉬含量提高到約6%并加入氮。
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