超級馬氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼

顯組織

超級馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)典型(xing)的(de)(de)基體(ti)(ti)金屬顯組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)為回火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)。這(zhe)種低碳回火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)具有很高的(de)(de)強度和韌性。根據含鎳量的(de)(de)不(bu)同、熱處理(li)條件的(de)(de)差(cha)異，一些(xie)牌號的(de)(de)超級馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)基體(ti)(ti)顯組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)可能會(hui)出現10％～40％的(de)(de)細(xi)小彌散(san)狀殘留奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)。對(dui)于含鉻16％等級的(de)(de)超級馬氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)，顯組(zu)織(zhi)(zhi)(zhi)中(zhong)可能出現少量的(de)(de)δ鐵(tie)素體(ti)(ti)。為了(le)獲得理(li)想的(de)(de)細(xi)晶粒回火(huo)(huo)馬氏(shi)體(ti)(ti)，在鋼(gang)板(ban)交貨之前一般都經過淬(cui)火(huo)(huo)加回火(huo)(huo)處理(li)。

機械性能

超級馬氏體不銹鋼不僅(jin)具有較好(hao)的耐腐蝕性(xing)(xing)、可焊接性(xing)(xing)，而且具有強度高(gao)和(he)低(di)溫韌性(xing)(xing)好(hao)的特點。典型的機械性(xing)(xing)如下(xia)：

延伸率(lv)大于12％

焊接性能

馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)含(han)(han)鉻13％，由于鐵素體(ti)晶粒在(zai)焊接(jie)過程(cheng)中粗化和(he)硬化，而(er)使其可焊性很差。以往，這類(lei)不銹(xiu)鋼(gang)的用途(tu)嚴格限制于非(fei)焊接(jie)零件的安裝(zhuang)。經過冶煉(lian)工(gong)藝的不斷改進，降(jiang)低了(le)(le)(le)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中的碳、氮、硫含(han)(han)量(liang)，又(you)增加了(le)(le)(le)一(yi)定量(liang)的鎳（ 含(han)(han)量(liang)達(da)6.5％）和(he)鉬（ 含(han)(han)量(liang)2.5％），從而(er)開發出了(le)(le)(le)超(chao)級(ji)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。這種材(cai)料在(zai)加工(gong)制造過程(cheng)中又(you)采取了(le)(le)(le)特(te)殊的工(gong)藝措施，使得新(xin)的超(chao)級(ji)馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的焊接(jie)性能大大超(chao)過了(le)(le)(le)傳統的馬(ma)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。

超級馬氏體不銹鋼(gang)的焊(han)接可(ke)以(yi)采用人們熟(shu)悉的焊(han)接工(gong)藝，諸如氣體保(bao)護金屬極電弧焊(han)（GMAW或SMAW），氣體保(bao)護鎢電弧焊(han)（GTAW）。埋弧焊(han)（SAW）和(he)勵磁線圈電弧焊(han)（FAW）。對(dui)于環縫焊(han)接可(ke)以(yi)使用GTSW、GMAW和(he)SAW，直縫焊(han)大多數使用SAW。但是，激光(guang)焊(han)和(he)電子束焊(han)也(ye)非常有吸(xi)引力。激光(guang)焊(han)對(dui)生產直縫焊(han)管是一種經濟的焊(han)接方法。由于冷卻速度快，在(zai)焊(han)縫中可(ke)以(yi)獲(huo)得全馬氏體顯組織(zhi)，從而得到很好的韌性和(he)滿(man)意的耐(nai)蝕性。

耐蝕性能

超級馬(ma)氏(shi)體不銹鋼由于含碳量低(di)，相當于提高了基體金屬中(zhong)含鉻(ge)量的比例，所以耐腐(fu)蝕性好(hao)。

對于弱酸性腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)環境，超(chao)馬氏(shi)(shi)體不銹鋼有取代其它耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)合(he)金的(de)趨勢(shi)。但是，在(zai)高(gao)溫和(he)有二(er)氧(yang)化碳存(cun)在(zai)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)條(tiao)件下(xia)(xia)，會(hui)產(chan)生一(yi)般腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)，在(zai)二(er)氧(yang)化碳和(he)硫化氫(qing)同時存(cun)在(zai)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)條(tiao)件下(xia)(xia)，必須考慮在(zai)室溫下(xia)(xia)產(chan)生的(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)裂紋和(he)在(zai)高(gao)溫下(xia)(xia)產(chan)生的(de)局(ju)部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)一(yi)般腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。根據腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)條(tiao)件的(de)不同（如CO2或CO2＋H2S），開發了不同牌號(hao)的(de)超(chao)馬氏(shi)(shi)體不銹鋼（含(han)(han)鉬(mu)或不含(han)(han)鉬(mu)）。這種超(chao)13Cr不銹鋼已成功地(di)應(ying)用于北海地(di)區的(de)Gullfaks油(you)田和(he)Asgard油(you)田。

2、新型高溫合金的研究
市場分析新型高溫合金主要包括：粉末高溫合金、金屬間化合物、ODS合金和高溫金屬自潤材料等四種：
粉末高溫合金技術：FGH51粉末高溫合金是采用粉末冶金工藝制備的相沉淀強化型鎳基高溫合金。該合金γ相的體積分數為$,-左右，其形成元素的原子分數為50%左右。合金盤件的制造工藝路線是采用真空感應熔煉制取母合金，然后霧化制取預合金粉末，進而制成零件毛坯。與同類鑄、鍛高溫合金相比，它具有組織均勻、晶粒細小、屈服度高和疲勞性能好等優點，是當前650度工作條件下強度水平的一種高溫合金。該種高溫金主要用于高性能發動機的轉動部件，如渦 和承力環件等 [7]  。
金屬間化合物用于制作各類先進運載工具動力推進系統的構件，減少自重、提能；
ODS合金具有優良的高溫蠕變性能、高溫抗氧化性能、抗碳、硫腐蝕性能，可用于制造發動鍵部件，也可用于火力發電系統、煤氣化爐、工業燃氣輪機和工業鍋爐、玻璃制造、汽車柴油發動機、核反應堆等；
高溫金屬基自潤滑材料主要用于生產高溫自潤滑軸承，主要用于替代含油軸承、鑲嵌式固體自潤滑軸承、雙金屬軸瓦及鑄硫鋼固體潤滑軸承（包括鑄鋼表面硫化處理軸承）在冶金設備上的應用，該高溫自潤滑軸承具有強度高、承載能力大、潤滑效果好、結構設計合理、噪音小、使用壽命長等優點 [6]  。

鎳基高溫合金指的是以鎳為基體(含量一般大于50%) 在650～1000℃范圍內具有較高的強度和良好的抗氧化、抗燃氣腐蝕能力的高溫合金。鎳基高溫合金(以下簡稱鎳基合金)是30年代后期開始研制的。英國于1941年首先生產出鎳基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti)；為了提高蠕變強度又添加鋁，研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美國于40年代中期，蘇聯于40年代后期，中國于50年代中期也研制出鎳基合金。
鎳基(ji)(ji)(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)包括兩個(ge)方面：合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)成(cheng)分的(de)(de)(de)改進和(he)(he)生產工(gong)藝的(de)(de)(de)革新。50年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)初，真空熔煉技術(shu)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)，為(wei)煉制含高(gao)(gao)(gao)鋁和(he)(he)鈦的(de)(de)(de)鎳基(ji)(ji)(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)創造了(le)條(tiao)件。初期(qi)的(de)(de)(de)鎳基(ji)(ji)(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)大(da)都是變形(xing)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)。50年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)后期(qi)，由于渦(wo)輪葉片工(gong)作(zuo)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)(gao)，要求合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)有更高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度，但是合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度高(gao)(gao)(gao)了(le)，就難以變形(xing)，甚至不能(neng)變形(xing)，于是采用熔模精密鑄造工(gong)藝，發(fa)展(zhan)(zhan)出一系列(lie)具(ju)有良好高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)強(qiang)(qiang)度的(de)(de)(de)鑄造合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)。60年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)中(zhong)期(qi)發(fa)展(zhan)(zhan)出性能(neng)更好的(de)(de)(de)定(ding)向結晶和(he)(he)單晶高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)以及粉末冶金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)。為(wei)了(le)滿足艦(jian)船和(he)(he)工(gong)業燃氣輪機(ji)的(de)(de)(de)需(xu)要，60年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)以來還發(fa)展(zhan)(zhan)出一批抗熱(re)腐蝕性能(neng)較好、組(zu)織穩定(ding)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)鉻鎳基(ji)(ji)(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)。在從40年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)初到(dao)70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)末大(da)約40年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)時間(jian)內，鎳基(ji)(ji)(ji)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)(wen)度從 700℃提(ti)高(gao)(gao)(gao)到(dao)1100℃，平均(jun)每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)提(ti)高(gao)(gao)(gao)10℃左右。鎳基(ji)(ji)(ji)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)趨勢見(jian)圖1。

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