Gatunki niklowo-austenitycznej stali nierdzewnej

Wiadomo, że nikiel jest drogim pierwiastkiem stopowym i jest niezbędny w niektórych zastosowaniach, w których wymagana jest zarówno odporność na korozję naprężeniową, jak i struktura austenitu. Na przykład odporność na pełzanie jest ważna w środowiskach o wysokiej temperaturze, gdzie występuje austenit stale nierdzewne są potrzebne. Podobnie jak w przypadku tradycyjnych austenitycznych stali nierdzewnych, granica bliźniacza jest istotną cechą austenitycznych stali nierdzewnych bogatych w nikiel ze względu na niższą energię błędu ułożenia. Austenityczne stale nierdzewne są podatne na pękanie korozyjne naprężeniowe (SCC). Jednakże odporność na korozję naprężeniową znacznie się poprawia, gdy zawartość niklu przekracza 20%. Badano wpływ niklu na intensywność naprężeń progu korozji naprężeniowej (105℃, 22% roztwór wodny NaCl) w stopach Fe-Ni-Cr zawierających chrom 16%~21%. Austenityczną stal nierdzewną bogatą w nikiel (NiASS) można uznać za odrębną klasę stali nierdzewnej. W rzeczywistości odporność na korozję naprężeniową dwufazowych i ferrytowych stali nierdzewnych jest porównywalna z odpornością dwufazowych i ferrytycznych stali nierdzewnych, gdy zawartość niklu przekracza 30%. Kilka limitowanych gatunków austenitu bogatego w nikiel stale nierdzewne są wymienione w poniższej tabeli. Superaustenityczne stale nierdzewne 254SMO i 654SMO zostały zaprojektowane specjalnie dla przemysłu naftowego i gazowego. Typowe zastosowania to chłodzenie wodą morską, wybielanie masy celulozowej oraz wyposażenie rurociągów hydraulicznych i oprzyrządowania.

 

Gatunki stali nierdzewnych ni-austenitycznych

Stop	C	Si	Mn	Kr	Ni	Pon	W	Współ	Cu	Uwaga	N
254SMo	0.01	0.8	1.0	20	18	6.1			0.7		0.2
654SMo	0.01		3.5	24	22	7.3			0.5		0.5
Sanicro 25	0.1	0.2	0.5	22.5	25		3.6	3.5	3.0	0.5	0.23
Sanicro 28	0.02	0.6	2.0	27	31	3.5			1.0
Stop 800	0.07	0.6	0.6	20.5	30.5
353MA	0.05	1.6	1.5	25	35						0.16
Stop 825	0.03	0.5	0.8	20	38.5	2.6
Stop 625	0.03	0.5	0.5	21	Bal	8.5
Stop 690	0.02	0.5	0.5	30	60
Stop 600	0.05	0.4	0.8	16.5	Bal				0.5

SANICRO 25, stop 22Cr-25Ni, przeznaczony jest do stosowania w kotłach o temperaturze do 700°C. Jest to materiał odpowiedni na przegrzewacze i przegrzewacze wtórne ze względu na dobrą wytrzymałość na pękanie w wyniku pełzania i odporność na korozję w wysokiej temperaturze. W rzeczywistości wytrzymałość na pękanie przy pełzaniu SANICRO 25 jest lepsza niż w przypadku większości austenitycznych stali nierdzewnych w zakresie 600 ~ 750 ℃. W wysoce korozyjnym środowisku kwaśnym Sanicro 28 jest zwykle najlepszym wyborem. Stosuje się go w studniach wiertniczych o dużej intensywności z rurami, obudową i wyłożeniem kwaśnego gazu, a inne zastosowania obejmują grzejniki, systemy pomp oraz pompy i pojemniki w instalacjach mokrego kwasu fosforowego i superfosforowego.

Stop 800 jest często stosowany w zakresie temperatur od 550 do 1100 ℃, co wymaga doskonałej odporności na pełzanie, dobrej odporności na korozję w wysokich temperaturach i wytrzymałości materiałów w wysokiej temperaturze. Stopy te wykorzystuje się także na króćcach wlotowych i wylotowych produkcji amoniaku, metanolu i gazu cywilnego, a także w rurach piecowych stosowanych przy produkcji chlorku winylu i etylenu. Inne zastosowania obejmują rury do wymiany ciepła i rury radiacyjne do łóżek fluidalnego spalania oraz części pieców do obróbki cieplnej, takie jak rury tłumiące i tuleje ochronne do termopar.

Stop 25Cr-35Ni 353Ma jest przeznaczony do stosowania w piecach do krakingu i rurach do reformingu, gdzie przetwarzane są gazy syntetyczne w środowiskach, w których nawęglanie i absorpcja azotu są potencjalnie problematyczne. Chociaż istnieją inne alternatywy zawierające więcej chromu, najlepszym wyborem jest 353 MA. Jednym z powodów jest to, że zawiera pierwiastek Ce, który pomaga utworzyć bardzo stabilną powierzchniową warstwę tlenku.

Stop 690 zawiera 60% niklu i jest stosowany głównie w rurociągach generatorów pary w elektrowniach jądrowych. Temperatura robocza wynosi 365℃, w której potencjalnym problemem jest pękanie korozyjne naprężeniowe pomiędzy ziarnami. W danych warunkach pracy stop 690 jest prawie wolny od korozji, co czyni go preferowanym stopem.

Warto zauważyć, że bogata w nikiel austenityczna stal nierdzewna 254SMO jest również wykorzystywana w sztuce. Rzeźba „Bóg nad tęczą” autorstwa Carla Millesa została zainstalowana w 1995 roku na południowym wybrzeżu Nak Strand w Sztokholmie. Rzeźba ma około 23 m wysokości i jest słynnym miejscem widokowym, przez które codziennie przepływa duża liczba żeglarzy. Otaczająca woda morska zawiera sól, chlorki bardzo łatwo powodują korozję powierzchniową, super austenityczna stal nierdzewna 254SMO o wysokiej wytrzymałości jest bardzo odpowiednia dla tego środowiska.