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JFE钢铁企业高耐蚀性复合钢的开发

时间:2015-12-21 11:52:00 编辑:黄金城gcgc手机版 浏览:
黄金城gcgc手机版2015-12-21讯:

 1  前言

复合钢是指在碳钢或低合金钢板的单面或双面复合不锈钢或镍合金等其他金属覆层的钢材,作为结构材,其既具有必要的强度,还具有良好的耐蚀性,同时由于母材不需要采用与复合层相同的材质,因此价格相对低廉。复合钢广泛应用于造船、压力容器和能源等产业中。本文先容了JFE钢铁企业高耐蚀性复合钢的开发及生产情况。
2  高耐蚀性复合钢的生产方法
复合钢包括轧制复合钢、爆炸复合钢和堆焊复合钢等。JFE钢铁企业拥有世界上为数不多的大压下量轧机,最大轧制载荷可达9000t。生产的轧制复合钢不仅具有宽幅、长定尺的优点,还具有良好的平直度和板厚精度。图1为复合钢的生产流程。此外,JFE钢铁企业还能采用强化钢板韧性的TMCP技术进行复合钢的生产。图2为TMCP模式轧制与传统轧制工艺比较。TMCP技术不仅能无损于母材的焊接性能而得到强韧性,同时由于加速冷却还能确保覆层材料的耐蚀性。
3  不锈钢复合钢
JFE钢铁生产的不锈钢复合钢可用于化学油轮、各种反应容器和耐腐蚀合金(CRA)等。其中具有代表性的产品包括覆层材料为镍铬系不锈钢SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L以及铬系不锈钢SUS410S、SUS410L,母材为JIS标准、ASTM标准、ASME标准和API标准钢种的不锈钢复合钢。
通过对比TMCP工艺最终加工温度及加工后冷却速度对SUS304及SUS316耐晶界腐蚀性的影响,发现加工后加速冷却,能抑制覆层材料中的碳化物在冷却过程中析出,即使不进行固溶化处理也能得到良好的耐蚀性。
在海水环境中,上述普通不锈钢可能出现孔腐蚀、空隙腐蚀等情况。虽然迄今为止已经开发出多种耐海水腐蚀不锈钢,但作为复合钢的覆层材料使用时仍会出现耐蚀性变差的情况。因此JFE钢铁企业针对性开发了作为复合钢覆层材料的耐海水腐蚀不锈钢JSL310Mo,以25%Cr-4.5%Mo-0.2%N作为基本成分,适量添加Ni和微量B,不仅保证了优良的热加工性能,还获得了与复合钢材料中进行过固溶热处理材料相当的耐蚀性。图3为以JSL310Mo作为覆层材料的不锈钢复合钢用于南极科考船船体吃水部位示意图。由于其具有优异的耐蚀性,不锈钢复合钢未来将在破冰船、港湾钢结构设施以及海水淡化装置等领域得以广泛应用。
4  镍合金复合钢
覆层材料不仅适用JIS NW4400(H4551)标准(镍-铜合金板),还可适用UNS N06625,ASTM B443等国外标准,母材适用JIS G 3602(镍及镍合金复合钢)中的众多钢种。这些镍合金复合钢所含Cl—浓度高,可适用于含H2S、CO2等腐蚀性气体的石油、气体生产、精炼设备及输送管线等。JFE钢铁企业发现:通过降低镍合金中的碳含量,可使常化专用复合钢和TMCP型复合钢的耐蚀性均等同于经固溶处理的材料。在此基础上,JFE钢铁企业应用TMCP技术,成功生产了以API 5L×65为母材的UNS N08825 ASTM B424复合管材。
5  结语
目前,JFE钢铁企业拥有2000-3000t/月高耐蚀性复合钢产能,其在生产复合钢时充分应用TMCP技术优势,提升了产品品质和经济性。近年来,能源开发领域所承受的腐蚀环境更为苛刻,高耐蚀性复合钢的需求量呈现不断增长的趋势,预计其将有更加广阔的市场前景。



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