鐵素體不銹鋼（鉻鋼，如400系等）

在使用狀態(tài)下以鐵素體組織為主的不銹鋼，Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)11%～30%，具有體心立方晶體結(jié)構(gòu)。與奧氏體不銹鋼相比，這類鋼一般不含Ni，有時(shí)還含有少量的Mo、Ti、Nb等元素，爐外精煉技術(shù)（AOD,Argon Oxygen Decarburization）、VOD（Vacuum Oxygen Decarburization）的應(yīng)用可使C、N等間隙元素大大降低，具有節(jié)Ni、價(jià)格低、抗應(yīng)力腐蝕性能好等優(yōu)點(diǎn)，并且具有很好的抗氧化性能，多用于抗大氣、水蒸汽、水汽及氧化性酸腐蝕的環(huán)境，在室溫的稀硝酸以及弱有機(jī)酸中有一定的耐蝕性，因此使這類鋼獲得廣泛應(yīng)用。但不耐還原性酸等介質(zhì)的腐蝕，一般的鐵素體不銹鋼有沖擊韌性差、焊后的塑性和耐蝕性差、對晶間腐蝕敏感、耐點(diǎn)蝕性能差等缺點(diǎn)，限制了它的使用。

奧氏體不銹鋼（鉻鎳鋼，如300系、200系不銹鋼）

奧氏體不銹鋼因具有無磁性，在很寬的溫度范圍內(nèi)都有很高的強(qiáng)韌性、延展性，容易軋制和壓制等冷加工，能耐氧化型介質(zhì)的腐蝕，廣泛的應(yīng)用于壓力容器的各種承壓元件。由于奧氏體不銹鋼具有面心立方結(jié)構(gòu)，不發(fā)生相變，易于焊接，奧氏體不銹鋼一般沒有冷脆轉(zhuǎn)變溫度，因此常作低溫用鋼。

18-8系列固溶態(tài)不銹鋼在氧化性酸和大氣、水、蒸汽等介質(zhì)中耐腐蝕性較好，低碳或含穩(wěn)定化元素Ti或Nb的抗晶間腐蝕較好，含Mo的抗點(diǎn)蝕性能較好。含Mo、Cu 等元素的還能耐稀硫酸、磷酸等非氧化性酸和甲酸、醋酸等有機(jī)酸的腐蝕。但抗點(diǎn)蝕較差，并且在鹵化物溶液中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。在500℃-600℃以上溫度長期使用會(huì)發(fā)生蠕變和敏化。

鉻鎳鉬鋼（奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼）

雙相不銹鋼是在其固淬組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半，一般最少相的含量也需要達(dá)到30%。已成為既節(jié)省重量又節(jié)省投資的優(yōu)良的耐蝕工程材料。

目前應(yīng)用壓力容器承壓元件的主要牌號(hào)有S22053（022Cr23Ni5Mo3N）、S25073(022Cr25Ni7Mo4N)等。

雙相不銹鋼具有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)，與奧氏體不銹鋼相比，強(qiáng)度高且抗晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性能明顯提高；與鐵素體不銹鋼比，塑性和韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，具有優(yōu)良的耐點(diǎn)蝕等局部腐蝕性能，耐海水、有機(jī)酸等介質(zhì)的腐蝕性能優(yōu)良。

與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的特點(diǎn)如下：

① 屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高1倍多，且具有成型需要的足夠的塑韌性；

② 具有優(yōu)異的抗Cl-應(yīng)力腐蝕破裂的能力，適用于制造介質(zhì)中含Cl-的壓力容器；

③ 與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比，它的耐磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼；

④ 比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合做復(fù)合板或襯里等；

⑤ 使用溫度必須控制在270℃以下（不同材料或標(biāo)準(zhǔn)不完全一致）；

⑥ 塑韌性較奧氏體不銹鋼低，冷，熱加工工藝和成型性能不如奧氏體不銹鋼；

⑦ 存在中溫（475℃）脆性區(qū)，需要嚴(yán)格控制熱處理和焊接的工藝制度，以避免有害相的出現(xiàn)，損害性能。

與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的特點(diǎn)如下：

① 塑韌性好，不像鐵素體不銹鋼那樣對脆性敏感。冷加工工藝性能和冷成型性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼；

② 除耐應(yīng)力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼，應(yīng)用范圍較鐵素體不銹鋼寬；

③ 焊接性能也遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理；

④ 合金元素含量高，價(jià)格相對高。

馬氏體不銹鋼

馬氏體不銹鋼是一類可通過熱處理強(qiáng)化的不銹鋼，與鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼相比，有更高的含C量，強(qiáng)度、硬度高和耐磨性好。但耐蝕性和塑性、韌性降低，焊接性能差，一般不用作焊接件。由于這些缺點(diǎn)使馬氏體不銹鋼的使用受到限制，通常只用作制造對強(qiáng)度、硬度高和耐磨性要求高而對耐蝕性要求不太高的零部件等。

超級(jí)不銹鋼

不同文獻(xiàn)對超級(jí)不銹鋼的定義不一，一般超級(jí)不銹鋼以耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN＝%Cr+3.3(%Mo)+16(%N)來表征，通常超級(jí)不銹鋼指耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN值≥35（鐵素體不銹鋼）或≥40（奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼）的高合金化高性能不銹鋼。包括高性能、高合金、有特殊要求的一些合金含量較低的不銹鋼。超級(jí)不銹鋼是一類Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12-30%的鐵基合金的不銹鋼，不屬于鐵鎳基耐蝕合金，因鐵鎳基耐蝕合金的含Ni＞30%（mass），Ni+Fe≥50%（mass），所以對含Ni的超級(jí)不銹鋼而言，含Ni量一定≤30%（mass）。

超級(jí)不銹鋼是一類針對原有不銹鋼的不足，以克服這些不足而發(fā)展的不銹鋼新品種、新牌號(hào)來適應(yīng)不銹鋼應(yīng)用的進(jìn)一步需要，并不是代替原有的不銹鋼，只在原有不銹鋼不能滿足應(yīng)用需要時(shí)才來采用超級(jí)不銹鋼。超級(jí)不銹鋼按不銹鋼的基礎(chǔ)類型分類，可分為超級(jí)奧氏體不銹鋼、超級(jí)鐵素體不銹鋼、超級(jí)雙相不銹鋼和超級(jí)馬氏體不銹鋼4個(gè)大類。

① 超級(jí)奧氏體不銹鋼

以耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN≥40表征的高合金、高性能超級(jí)奧氏體不銹鋼，通常指質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20-26%Cr、18-30%Ni、3-7% Mo，并用Cu（≤4%）、N（≤0.5%）進(jìn)一步合金化的超低碳、超高潔凈度、超高均勻性的高合金、高性能奧氏體不銹鋼。主要牌號(hào)及耐點(diǎn)蝕當(dāng)量有：

00Cr20Ni18Mo6CuN(254SMO)，PREN=43；

00Cr21Ni25Mo6CuN，PREN=48.8；

00Cr25Ni25Mo6CuN，PREN=52.8；

00Cr24Ni22Mo7CuN(654 SMO)，PREN=56.1等。

這類超級(jí)奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的綜合性能，強(qiáng)度高，在氧化和還原介質(zhì)中有優(yōu)異的耐蝕性，耐海水腐蝕、耐各種氯化物介質(zhì)全面腐蝕、點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕，在硫酸和磷酸中有良好的耐蝕性。

超超臨界發(fā)電機(jī)組用超級(jí)奧氏體不銹鋼具有優(yōu)良的高溫持久強(qiáng)度，解決了不銹鋼在520-580℃以上溫度長期使用會(huì)發(fā)生蠕變的問題，抗煙氣腐蝕、蒸氣氧化性能好，可滿足參數(shù)為605-650℃、壓力27-35MPa的超超臨界機(jī)組的使用要求，常用作超超臨界機(jī)組直流鍋爐過熱器和再熱器的管道。

INCOLOY?25-6Mo合金^[2]（UNS N08926/W.Nr.1.4529）是一種超級(jí)奧氏體不銹鋼，ASME 2120-1 Nickel-Iron-Chromium-Molybdenum-Copper Low Carbon Alloy (UNS N08926) for Code Construction Section VIII, Division 1 定義了它的化學(xué)成分、最大許用應(yīng)力、以及力學(xué)性能。

它含有6%（mass）的Mo并通過添加N提高性能。該合金是一種對點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕有著出色抵抗能力的全奧氏體合金，合金的PREN（PREN=%Cr + (3.3×% Mo) + (30×%N)）為47，臨界點(diǎn)蝕溫度（CPT）在65-70℃，高的Mo含量以及N使得它能夠抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕，含有的Cu能夠提高它對H2SO4的抗腐蝕性。當(dāng)普通奧氏體不銹鋼（AISI 316和317）耐蝕性達(dá)到極限時(shí)，它能夠代替這些不銹鋼。因此，該合金被歸到超級(jí)奧氏體不銹鋼。此外，在一些海洋和化工環(huán)境中該合金還可作為高鎳合金的一種經(jīng)濟(jì)的替代品。是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的抗強(qiáng)氯化物腐蝕的合金。抗晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕開裂性能大大優(yōu)于317不銹鋼。在高流速的海水中，在環(huán)境溫度下過濾的海水以15.2m·s-1流速?zèng)_擊其表面時(shí)沒有任何的腐蝕跡象。對非氧化性酸如H2SO4、H3PO4有著很好的抗腐蝕性。

INCOLOY?25-6Mo合金最出色的性能之一是該合金對含氯化物以及鹵化物的環(huán)境有著很好的抗腐蝕性，特別適用于一些處理高氯化物的環(huán)境中，如鹽水、海水、腐蝕性氯化物以及紙漿廠的漂白系統(tǒng)。應(yīng)用領(lǐng)域包括化工和食物工程、紙漿和紙的漂白設(shè)備、海洋和近海石油平臺(tái)設(shè)備、鹽廠的蒸發(fā)器、大氣污染控制系統(tǒng)、以及電廠的冷凝管道系統(tǒng)、循環(huán)水管道系統(tǒng)和供水加熱器等。在高氯含量或相對較高的溫度情況，特別在法蘭區(qū)域或縫隙處，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)腐蝕。

在飽和氯化鈉環(huán)境pH為6-8時(shí)，INCOLOY?25-6Mo的腐蝕速率小于1 mpy (0.025 mm·a-1)。即使在腐蝕性更強(qiáng)的氧化條件下的氯化鈉環(huán)境也保持低于1 mpy(0.025 mm·a-1)腐蝕速率，并在沸騰條件下無點(diǎn)蝕發(fā)生。隨著這些鹽液的酸度增加，INCOLOY?25-6Mo為結(jié)晶器和蒸發(fā)器應(yīng)用中也是優(yōu)異的選材。INCOLOY?25-6Mo合金已經(jīng)在主要化工設(shè)備中的鹽蒸發(fā)器本體和管殼換熱器得到應(yīng)用。在紙漿和造紙工業(yè)中已經(jīng)被廣泛使用在漂白環(huán)境，尤其在使用腐蝕性的ClO2的情況下。在煙囪貼襯和出口煙道是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的材料，因?yàn)檫@些部位會(huì)形成酸性介質(zhì)結(jié)露而導(dǎo)致點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕。

由于INCOLOY?25-6Mo 對MIC的良好抗力，該合金大量使用在電廠的廢水管道系統(tǒng)。

② 超級(jí)鐵素體不銹鋼

為了克服鐵素體不銹鋼的缺點(diǎn)，通過加入各種元素特別是運(yùn)用AOD、VOD等爐外精煉技術(shù)發(fā)展了高純鐵素體不銹鋼和超級(jí)鐵素體不銹鋼。

超級(jí)鐵素體不銹鋼通常指含質(zhì)量分?jǐn)?shù)18-30% Cr、2-4% Mo、C+N≤250×10-6及適量穩(wěn)定化元素、超高潔凈度、超高均勻性、耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN≥35的高Cr、高Mo、超低C+N的高性能特殊鐵素體不銹鋼。具有低的韌-脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的焊接和力學(xué)性能。其主要牌號(hào)及耐蝕當(dāng)量有：00Cr30Mo2(447J1)，PREN=36.6；00Cr25Ni4Mo4Ti，PREN=38.2；00Cr29Mo3Ti，PREN=38.9；00Cr27Ni2Mo3.5Ti（Sea-Cure），PREN=39；00Cr29Mo4Ti（Al29-4C），PREN=42.2；00Cr29Mo4Ni2，PREN=42.2。

這類鋼在熱的Cl-溶液中具有極高的抗全面腐蝕和局部腐蝕性能，如00Cr30Mo2(447J1)在含氯化物溶液中耐點(diǎn)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、全面腐蝕均優(yōu)于300系列不銹鋼和2205雙相鋼，在NaOH和HAc中耐蝕性與純Ni相當(dāng)，在含NaClO3 氧化劑的高溫NaOH中優(yōu)于高純Cr26Mo1和純Ni，主要用于NaOH濃縮設(shè)備、煙氣脫硫設(shè)備、火電廠冷凝器。00Cr25Ni4Mo4Ti在海水和含氯化物介質(zhì)中有極好的耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性能，主要用于使用海水或其它含氯化物溶液的工廠，制造洗滌器、熱交換器和冷凝器等設(shè)備。

③ 超級(jí)雙相不銹鋼

為了進(jìn)一步提高雙相不銹鋼的性能，發(fā)展了抗局部腐蝕和焊接性能更好的超級(jí)雙相不銹鋼。超級(jí)雙相不銹鋼通常指含質(zhì)量分?jǐn)?shù)25-27% Cr、6.5-7.5% Ni、3-4% Mo、N≤0.3%，含適量Cu、W、Si 等元素，超高潔凈度、相比例精細(xì)控制、耐點(diǎn)蝕當(dāng)量PREN≥40的高Cr、高Mo、高N的超低碳雙相不銹鋼。其主要牌號(hào)與耐點(diǎn)蝕當(dāng)量有：