1Cr18Ni9Ti耐熱鋼加熱爐用懸臂輥 耐腐蝕有效防止了碳化鉻在晶界析出。這顯著提升了材料在焊接后或長(zhǎng)期處于450-850℃溫度區(qū)間(敏化溫度區(qū))時(shí)抵抗晶間腐蝕的能力。對(duì)于焊接部件(如懸臂輥與軸頭的連接)和在敏化溫度區(qū)運(yùn)行的部件非常重要。
廠商性質(zhì):生產(chǎn)廠家
更新時(shí)間:2025-07-07
訪 問 量:47
品牌 | 其他品牌 | 供貨周期 | 兩周 |
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應(yīng)用領(lǐng)域 | 地礦,包裝/造紙/印刷,紡織/印染 |
1Cr18Ni9Ti(舊牌號(hào),相當(dāng)于新牌號(hào)中的321不銹鋼)作為加熱爐用懸臂輥材料,其耐腐蝕性分析如下:
優(yōu)點(diǎn)(耐腐蝕性方面):
1. 良好的耐晶間腐蝕性(關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)): 這是1Cr18Ni9Ti最核心的優(yōu)勢(shì)。它是在302/304基礎(chǔ)上添加了鈦(Ti)進(jìn)行穩(wěn)定化的奧氏體不銹鋼。鈦與碳的親和力遠(yuǎn)大于鉻,優(yōu)先形成穩(wěn)定的碳化鈦(TiC),有效防止了碳化鉻在晶界析出。這顯著提升了材料在焊接后或長(zhǎng)期處于450-850℃溫度區(qū)間(敏化溫度區(qū))時(shí)抵抗晶間腐蝕的能力。對(duì)于焊接部件(如懸臂輥與軸頭的連接)和在敏化溫度區(qū)運(yùn)行的部件非常重要。
2. 良好的高溫抗氧化性: 在最高約870℃(1600℉)的連續(xù)使用溫度和最高約925℃(1700℉)的間斷使用溫度下,它能形成致密、粘附性好的氧化鉻保護(hù)層,抵抗空氣和燃燒廢氣(在低硫燃料下)的氧化作用。這符合加熱爐環(huán)境的基本要求。
3. 良好的耐一般介質(zhì)腐蝕性: 在室溫到中等溫度下,對(duì)大氣、淡水、蒸汽、多種酸(如硝酸濃度不高的有機(jī)酸)、堿和鹽溶液具有一定的耐蝕性,能滿足非苛刻腐蝕環(huán)境的基本需求。
局限性與潛在腐蝕問題(在加熱爐懸臂輥應(yīng)用中需重點(diǎn)考慮):
1. 高溫環(huán)境限制:
* 抗蠕變和強(qiáng)度下降: 在加熱爐長(zhǎng)期高溫(尤其>600℃)和機(jī)械載荷(懸臂輥承受輥身重量、爐料壓力、可能的彎曲應(yīng)力)作用下,其高溫強(qiáng)度(持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度)會(huì)顯著下降,并非的高溫承重部件材料。高溫會(huì)加速材料的軟化變形傾向。
* 長(zhǎng)期高溫使用上限: 其高溫抗氧化性上限約為870℃。超過此溫度,氧化皮形成速度急劇增加,保護(hù)性減弱。如果加熱爐某些區(qū)域的溫度(特別是接近加熱元件處)長(zhǎng)期或反復(fù)超過此限值,材料會(huì)加速氧化損耗。
* 高溫硫化/滲碳: 加熱爐氣氛非常關(guān)鍵:
* 含硫氣氛: 如果燃料含硫高或燃燒產(chǎn)生SO2/SO3,在高溫下會(huì)與鎳(Ni)反應(yīng)形成低熔點(diǎn)的鎳硫化物(NiS或Ni?S?),導(dǎo)致嚴(yán)重的晶界腐蝕(硫化腐蝕)。1Cr18Ni9Ti中的鎳含量使其對(duì)此較敏感。
* 還原性/滲碳?xì)夥眨?如在碳勢(shì)控制的熱處理爐中,碳會(huì)滲入材料表面,形成碳化鉻或碳化鈦,消耗掉有效鉻/鈦含量,破壞保護(hù)性氧化鉻層,導(dǎo)致“滲碳腐蝕"或“金屬塵化"。這不僅降低耐蝕性,也增加脆性。
* 循環(huán)氧化/熱疲勞: 如果溫度波動(dòng)大(如啟停頻繁或爐溫控制不穩(wěn)),氧化皮會(huì)經(jīng)歷反復(fù)的形成、剝落過程(熱震加?。?,加速材料損耗并可能在表面形成缺陷,誘發(fā)裂紋(熱疲勞)。這對(duì)于懸臂輥這種關(guān)鍵承載部件是危險(xiǎn)的。
2. 應(yīng)力與腐蝕聯(lián)合作用:1Cr18Ni9Ti耐熱鋼加熱爐用懸臂輥 耐腐蝕
* 應(yīng)力腐蝕開裂: 雖然1Cr18Ni9Ti耐點(diǎn)蝕和一般腐蝕優(yōu)于304,但在含有氯化物(Cl?)的環(huán)境中和拉應(yīng)力共同作用下,仍可能發(fā)生氯化物應(yīng)力腐蝕開裂。爐內(nèi)水冷部件漏水、爐門密封處冷凝水、甚至低水平的工藝過程污染物都可能引入Cl?。懸臂輥在使用中通常承受較高的彎曲應(yīng)力,這種應(yīng)力的存在顯著增加了SCC的風(fēng)險(xiǎn)。 焊接殘余應(yīng)力也是SCC的重要誘因。
3. 特定介質(zhì)敏感性:
* 點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕: 在含有Cl?、Br?等鹵素離子的環(huán)境中,特別是在停滯區(qū)域或存在沉積物/縫隙的位置(如輥?zhàn)影惭b法蘭面、焊縫缺陷處),可能發(fā)生局部點(diǎn)蝕或縫隙腐蝕。爐內(nèi)氣氛冷凝液可能是Cl?來(lái)源之一。
* 晶間腐蝕殘余風(fēng)險(xiǎn): 雖然Ti的添加大大提高了抗敏化晶間腐蝕能力,但如果焊接工藝不當(dāng)(如線能量過大導(dǎo)致近縫區(qū)過熱嚴(yán)重且冷卻慢),TiC可能部分溶解,碳仍有機(jī)會(huì)與鉻結(jié)合形成碳化鉻,在隨后的敏化溫度區(qū)間停留時(shí),仍可能發(fā)生一定程度的敏化。另外,在極其苛刻的高溫氧化或還原環(huán)境中,晶界仍是腐蝕攻擊優(yōu)先發(fā)生的路徑之一。
4. 焊接性: 雖然可焊性良好,但焊接是熱加工過程,焊后接頭區(qū)域(尤其是熱影響區(qū))的組織和性能(包括耐蝕性)必然與母材有差異。如果焊材選擇或工藝不當(dāng),接頭成為腐蝕或失效的薄弱環(huán)節(jié)的風(fēng)險(xiǎn)較大。
5. 溫度對(duì)耐蝕性的動(dòng)態(tài)影響: 1Cr18Ni9Ti在不同溫度區(qū)間主導(dǎo)的腐蝕機(jī)制不同(如低溫:SCC風(fēng)險(xiǎn);中高溫:氧化;高溫:硫化/滲碳/熱疲勞)。需根據(jù)懸臂輥實(shí)際運(yùn)行的溫度分布評(píng)估其主要的腐蝕威脅。
結(jié)論與建議:
1Cr18Ni9Ti(321)用于加熱爐懸臂輥,其耐腐蝕性并非,且存在顯著的高溫強(qiáng)度缺陷。
* 優(yōu)勢(shì)主要在抗敏化晶間腐蝕(對(duì)焊接和敏化溫度區(qū)服役有利)和 870℃以下良好的抗氧化性(低硫環(huán)境下)。
* 關(guān)鍵局限在于:
* 高溫強(qiáng)度不足,不適宜長(zhǎng)期承受重負(fù)荷和高應(yīng)力。
* 對(duì)含硫氣氛和滲碳?xì)夥彰舾小?/p>
* 在含氯環(huán)境和拉應(yīng)力下(懸臂輥本身承受彎曲應(yīng)力)有SCC風(fēng)險(xiǎn)。
* 長(zhǎng)期超溫運(yùn)行或頻繁熱循環(huán)會(huì)加速腐蝕失效。
* 焊接接頭是潛在薄弱點(diǎn)。
替代材料建議(更適用于苛刻的加熱爐懸臂輥工況):1Cr18Ni9Ti耐熱鋼加熱爐用懸臂輥 耐腐蝕
對(duì)于更高溫度、更復(fù)雜氣氛或高負(fù)荷的加熱爐懸臂輥,應(yīng)考慮性能更強(qiáng)的高鎳合金或特殊合金:
* 253MA (1.4835, S30815): 添加稀土元素、高鉻高鎳、含氮,高溫強(qiáng)度、抗蠕變性能、抗氧化性(最高1150℃)、抗?jié)B碳性、抗硫化性遠(yuǎn)超321。是較好的升級(jí)選擇。
* 330合金 (1.4886): 高鎳高鉻(Ni 34-37%, Cr 17-20%),抗氧化、抗?jié)B碳、抗硫化和高溫強(qiáng)度優(yōu)異(最高約1150℃)。成本較高。
* 600/601合金: 鉻鎳鐵合金,高溫(>1100℃)下優(yōu)異的抗氧化、抗?jié)B碳和高溫強(qiáng)度,抗硫化腐蝕也比321好很多。成本最高。
* 更高等級(jí)的耐熱鑄鋼: 如HK40(鑄態(tài)耐熱鋼,高溫強(qiáng)度好)。
最終選擇應(yīng)基于:
* 爐內(nèi)實(shí)際運(yùn)行溫度(最高溫及分布)
* 爐內(nèi)氣氛(氧化性、還原性、滲碳性、含硫量、可能污染物Cl?含量等)
* 懸臂輥承受的載荷(靜止、旋轉(zhuǎn)、彎曲應(yīng)力大?。?/p>
* 期望的使用壽命和維護(hù)周期
* 成本預(yù)算
總而言之,雖然1Cr18Ni9Ti具有耐晶間腐蝕的優(yōu)點(diǎn),在較低溫度、低應(yīng)力、氧化性的簡(jiǎn)單加熱爐環(huán)境下可勉強(qiáng)使用,但其高溫強(qiáng)度缺陷和對(duì)硫、滲碳、氯離子敏感的特性,使其在高要求加熱爐的懸臂輥上并非理想材料。** 應(yīng)優(yōu)先考慮更高性能的耐熱合金如253MA或330合金。