Các loại thép không gỉ Niken Austenitic

/TRONG /qua

Niken được biết đến là một nguyên tố hợp kim đắt tiền và rất cần thiết trong một số ứng dụng yêu cầu cả khả năng chống ăn mòn ứng suất và cấu trúc austenite. Ví dụ, khả năng chống rão rất quan trọng trong môi trường nhiệt độ cao, nơi austenit thép không rỉ được cần. Tương tự như thép không gỉ austenit truyền thống, ranh giới song sinh là một đặc điểm quan trọng của thép không gỉ austenit giàu niken do năng lượng lỗi xếp chồng thấp hơn. Thép không gỉ Austenitic dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất (SCC). Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn ứng suất được cải thiện đáng kể khi hàm lượng niken vượt quá 20%. Nghiên cứu ảnh hưởng của niken đến cường độ ứng suất của ngưỡng ăn mòn ứng suất (dung dịch nước NaCl 105oC, 22%) trong hợp kim Fe-Ni-Cr chứa crom 16%~21%. Thép không gỉ austenit giàu niken (NiASS) có thể được coi là một loại thép không gỉ riêng biệt. Trên thực tế, khả năng chống ăn mòn ứng suất của thép không gỉ hai pha và ferit có thể so sánh với thép không gỉ hai pha và ferit khi hàm lượng niken vượt quá 30%. Một số loại austenit giàu niken có giới hạn thép không rỉ được liệt kê trong bảng dưới đây. Thép không gỉ siêu austenit 254SMO và 654SMO được thiết kế dành riêng cho ngành dầu khí. Các ứng dụng điển hình là làm mát bằng nước biển, tẩy trắng bột giấy và thiết bị đường ống thủy lực và dụng cụ.

 

Các loại thép không gỉ Ni-Austenitic

hợp kim C Sĩ Mn Cr Ni Mơ W có Củ Nb 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
Hợp kim 800 0.07 0.6 0.6 20.5 30.5
353MA 0.05 1.6 1.5 25 35 0.16
Hợp kim 825 0.03 0.5 0.8 20 38.5 2.6
Hợp kim 625 0.03 0.5 0.5 21 Bal 8.5
Hợp kim 690 0.02 0.5 0.5 30 60
Hợp kim 600 0.05 0.4 0.8 16.5 Bal 0.5

SANICRO 25, hợp kim 22Cr-25Ni, được thiết kế để sử dụng trong nồi hơi có nhiệt độ lên tới 700 °C. Nó là vật liệu thích hợp cho các bộ quá nhiệt và hâm nóng do độ bền đứt gãy tốt và khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao. Trên thực tế, độ bền đứt gãy do rão của SANICRO 25 vượt trội so với hầu hết các loại thép không gỉ austenit trong khoảng 600~750oC. Trong môi trường axit có tính ăn mòn cao, Sanicro 28 thường là lựa chọn tốt nhất. Nó được sử dụng trong các giếng khoan cường độ cao có ống, vỏ và lớp lót khí axit, và các ứng dụng khác bao gồm máy sưởi, hệ thống bơm, máy bơm và thùng chứa trong các nhà máy axit photphoric ướt và nhà máy axit siêu photphoric.

Hợp kim 800 thường được sử dụng trong phạm vi môi trường từ 550 đến 1100oC, đòi hỏi khả năng chống rão tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao tốt và độ bền nhiệt độ cao của vật liệu. Các hợp kim này cũng được sử dụng trong các cổng đầu vào và đầu ra của quá trình sản xuất amoniac, metanol và khí dân dụng, cũng như trong các ống lò dùng để sản xuất vinyl clorua và ethylene. Các ứng dụng khác bao gồm ống trao đổi nhiệt và ống bức xạ cho giường đốt tầng sôi và các bộ phận của lò xử lý nhiệt, chẳng hạn như ống giảm âm và ống bảo vệ cho cặp nhiệt điện.

Hợp kim 25Cr-35Ni 353Ma được thiết kế để sử dụng trong lò nung nứt và ống cải cách nơi khí tổng hợp được xử lý trong môi trường nơi quá trình cacbon hóa và hấp thụ nitơ có thể gặp vấn đề. Mặc dù có những lựa chọn thay thế khác chứa nhiều crom hơn nhưng 353 MA là lựa chọn tốt nhất. Một lý do là nó có chứa nguyên tố Ce, giúp hình thành lớp oxit bề mặt rất ổn định.

Hợp kim 690 chứa 60% niken và được sử dụng chủ yếu trong đường ống của máy tạo hơi nước trong các nhà máy điện hạt nhân. Nhiệt độ vận hành là 365oC, tại đó vết nứt do ăn mòn ứng suất giữa các hạt là một vấn đề tiềm ẩn. Trong các điều kiện sử dụng nhất định, hợp kim 690 gần như không bị ăn mòn, khiến nó trở thành hợp kim được ưa chuộng.

Điều thú vị là thép không gỉ Austenitic giàu niken 254SMO cũng được sử dụng cho nghệ thuật. Tác phẩm điêu khắc “Chúa, trên cầu vồng” của Carl Milles được lắp đặt vào năm 1995 trên bờ biển phía nam của Nak Strand ở Stockholm. Tác phẩm điêu khắc này cao khoảng 23m và là một danh lam thắng cảnh nổi tiếng, nơi có rất nhiều thủy thủ qua lại mỗi ngày. Nước biển xung quanh chứa muối, clorua rất dễ gây ăn mòn bề mặt, thép không gỉ siêu austenit cường độ cao 254SMO rất phù hợp với môi trường này.