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超級奧氏體不銹鋼的概念是在20世紀(jì)80年代與超級鐵素體不銹鋼、超級雙相不銹鋼并行產(chǎn)生的，類似于為高合金化鎳基合金而使用的鎳基超合金概念。超級奧氏體不銹鋼一般認(rèn)為是“鋼中耐點蝕當(dāng)量PREN≥40的那些牌號”的奧氏體不銹鋼。

縱觀超級奧氏體不銹鋼的發(fā)展史，可以把超級奧氏體不銹鋼分為三代：

（1）20世紀(jì)30年代，為解決鋼材在硫酸介質(zhì)中的腐蝕問題，法國和瑞典開發(fā)了Uranus B6合金（20Cr-25Ni-4.5Mo-1.5Cu），美國研發(fā)了20號合金（20Cr-30Ni-2.5Mo-3.5Cu），70年代后B6合金一般稱為904L，904L不銹鋼在硫酸和磷酸環(huán)境下有著優(yōu)良的抗全面腐蝕的性能，并具有良好的抗晶間腐蝕、點腐蝕、縫隙腐蝕及應(yīng)力腐蝕能力，常被應(yīng)用于硫酸、磷酸等苛刻環(huán)境中，現(xiàn)主要應(yīng)用于海水熱交換器、化工成套設(shè)備、食品成套設(shè)備及石油、核電等苛刻環(huán)境中的關(guān)鍵設(shè)備，904L不銹鋼和20號合金為超級奧氏體不銹鋼的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

隨著石油化工、海水淡化、煙氣脫硫等領(lǐng)域的發(fā)展，對服役于苛刻環(huán)境下的材料的需求日益增多，這促使超級奧氏體不銹鋼進(jìn)一步發(fā)展。20世紀(jì)50年代瑞典阿維斯塔（Avesta）生產(chǎn)了6Mo鋼（16Cr-30Ni-6Mo），是254SMO不銹鋼的雛形；60年代優(yōu)勁公司（Ugine）研制出抗海水腐蝕的NSCD合金，其含Mo＞5％。1967年國際鎳公司（INCO）對14％～21％Cr、20％～40％Ni和6％～12％Mo的合金申請專利，同年美國阿利根尼（Allegheny）生產(chǎn)出AL-6X（20Cr-25Ni-6Mo），它們主要用于海水冷卻電廠的薄型冷凝器管，但是對于厚截面材在制作過程中易于產(chǎn)生金屬間相沉淀。

在20世紀(jì)60年代后期，德國通過添加氮，研制了317LMN，其中含氮0.15％，廣泛應(yīng)用于煙氣脫硫、造紙工業(yè)。為了提高氮的溶解度可以通過添加錳合金來實現(xiàn)，由此研制出有良好耐腐蝕性能和強度的高合金奧氏體鋼Amagaint 974鋼，用于無磁潛艇上。并且同期美國Allegheny生產(chǎn)出了主要用于處理不純有機酸和二氧化氯紙漿漂白的JS700,70年代早期瑞典 Avesta生產(chǎn)出尿素級不銹鋼725LN。

（2）20世紀(jì)70年代初的氬-氧脫碳精煉（AOD）技術(shù)。使得生產(chǎn)能力得到了質(zhì)的提高，能在抑制有害微量元素的同時又精確地控制合金元素，為制造更高合金化的不銹鋼打下了基礎(chǔ)。1976年，Avesta發(fā)布了新的6Mo不銹鋼專利并引入254SMO（20Cr-18Ni-6Mo-0.7Cu-0.2N），由于氮含量提升到0.2％，使合金的奧氏體相更加穩(wěn)定，金屬間相析出延緩，易于制造厚截面產(chǎn)品，這就是第二代的超級奧氏體不銹鋼，254SMO標(biāo)志著6Mo超級奧氏體不銹鋼工業(yè)化的開始。隨后采用氮合金化研發(fā)了其他類似牌號，例如70年代由美國 Allegheny為解決海水腐蝕問題而在AL-6X的基礎(chǔ)上而生產(chǎn)的AL-6XN、AL-6XN Plus；80年代研發(fā)的934LN和UR SB8；德國VDM在904L不銹鋼的基礎(chǔ)上提高鉬含量并加入0.2％N而研發(fā)的 Cronifer1925hMo；瑞典在20世紀(jì)80年代早期發(fā)展的含有20Cr-15Ni-4.5Mo、Mn＞8％、0.45％N的鋼，該鋼的耐蝕性與Avesta 254 SMO鋼基本相同，但用于提高氮溶解度的高錳含量導(dǎo)致了精煉過程中的冶金困難，增加了金屬間相析出的風(fēng)險；1988年奧托昆普（Outokumpu）生產(chǎn)出了1.4565；1989年韓國申請的SR50A專利，此類鋼具有優(yōu)異的耐蝕性和遠(yuǎn)高于常規(guī)奧氏體不銹鋼的強度水平，它廣泛應(yīng)用于點蝕和縫隙腐蝕環(huán)境，如海水、海水淡化、漂白工廠的氯和二氧化氯環(huán)境及煙氣脫硫中。與此同時，70年代為解決磷酸腐蝕問題Avesta生產(chǎn)出了Sanicro 28，并且在Sanicro 28的基礎(chǔ)上研制了SX。德國VDM在1995年研制出33號合金。另外，20世紀(jì)80年代Avesta還推出了超耐熱奧氏體不銹鋼253MA、353MA。

（3）20世紀(jì)90年代初期，基于熱力學(xué)計算數(shù)據(jù)庫的進(jìn)一步發(fā)展與完善，對鋼鐵冶金成分的設(shè)計提供更好的參考，通過熱力學(xué)計算發(fā)現(xiàn)當(dāng)錳的添加量處于較低水平時，進(jìn)一步提高合金中鉻和鉬元素的含量，可以使鋼中氮含量水平進(jìn)一步提高，因此研發(fā)出含7％Mo超級奧氏體不銹鋼，這是超級奧氏體不銹鋼的第三代，典型牌號是1992年Avesta生產(chǎn)的654Mo，較之6Mo鋼，鉻、鉬、氮都有較大幅度的提高，并加入適量的錳，鋼中的氮控制在0.5％，使其可以通過常規(guī)的AOD精煉手段和連鑄進(jìn)行生產(chǎn)，并不必?fù)?dān)心在隨后的設(shè)備制造中氮從鋼中逸出。654SMo是超級奧氏體不銹鋼發(fā)展史上一個里程碑，在鉻、鉬和氮的協(xié)同作用下使超級奧氏體不銹鋼在鹵化物環(huán)境中具有良好的耐腐蝕性能。其更高含量的氮，在提高鋼的耐蝕性、保證鋼的可鍛性和韌性的同時，并大幅提高鋼的強度。因此，654SMo廣泛應(yīng)用于海水脫鹽、紙漿漂白、煙氣脫硫等對材料耐腐蝕性要求非常苛刻的環(huán)境中，并逐步成為了鎳基合金和鈦合金的代用材料。1994年法國使用鎢取代部分鉬而研發(fā)的B66也屬此例。

20世紀(jì)90年代日本冶金工業(yè)株式會社生產(chǎn)出NAS 254N。2000年美國特種金屬公司（SMC）在20世紀(jì)60年代生產(chǎn)的IN748基礎(chǔ)上降鉬、加氮而研發(fā)出Incoloy27-7Mo，它改善了普通含鉬不銹鋼的耐腐蝕性能和力學(xué)特性，此鋼優(yōu)異的綜合性能與高鎳耐蝕合金相比又有價格較低的優(yōu)勢，因而獲得了較廣泛的應(yīng)用。與此同時，山特維克公司（Sandvik）還研發(fā)出 Sanicro 29、Sanicro 36,2005年德國VDM研制出31號合金，之后研制出合金31 Plus，日本冶金工業(yè)株式會社研發(fā)出NAS354N、NAS 155N，伯樂（Bohler）研制了 Antinit ASN 7W、Bohler A975、VEW 963，這些都是超級奧氏體不銹鋼。

表2-1-4給出了超級奧氏體不銹鋼的牌號和化學(xué)成分。

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和普通18-8型奧氏體不銹鋼相比，超級奧氏體不銹鋼具有優(yōu)異的耐蝕性和較好的力學(xué)性能。和鐵鎳基、鎳基耐蝕合金相比，超級奧氏體不銹鋼在力學(xué)性能和耐蝕性能上相當(dāng)，同時因更少的鎳、鉬含量而具有較好的價格優(yōu)勢。超級奧氏體不銹鋼除了具有優(yōu)異的耐均勻腐蝕、耐局部腐蝕性能，其高鎳和高的鉻、鉬、氮含量相結(jié)合，使得合金還具有較好的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能，在許多情況下其效果還優(yōu)于雙相不銹鋼抗應(yīng)力腐蝕破裂的能力。因為海水的氯離子含量非常高，易導(dǎo)致不銹鋼發(fā)生點蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕破裂，但超級奧氏體不銹鋼的臨界點腐蝕溫度和臨界縫隙腐蝕溫度均非常高，在海水中耐局部腐蝕的能力非常強，因此正逐步成為鎳基合金的代用材料，廣泛地應(yīng)用于對耐腐蝕性要求苛刻的環(huán)境中，如海水脫鹽處理系統(tǒng)、富含氯離子和二氧化氯的紙漿漂白系統(tǒng)（如過濾清洗機及壓濾機）、磷肥工業(yè)中的氟硅酸反應(yīng)器、化肥工業(yè)中的氯酸鹽結(jié)晶器、制藥工業(yè)中的通風(fēng)系統(tǒng)、脫鹽設(shè)備、濕法冶金設(shè)備、廢物處理系統(tǒng)及板式熱交換器等。同時，這類材料還可廣泛應(yīng)用于石油化工、核電工業(yè)等極端苛刻的服役環(huán)境，如圖2-1-2所示。

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