奥氏体钢的应用:
尽管奥氏体钢有热膨胀系数高、导热性差、价格昂贵等不足,但选择奥氏体钢作为联箱、管道材料仍然在人们的考虑当中。首先由于蒸汽管道、联箱的温度对奥氏体钢来说不太高,可以选择合金含量低一些的钢种,如X3CrNiMoN1713,可以降低成本。同时,奥氏体钢的高强度可以降低壁厚,从而提高允许温升速率,如600℃、30MPa下P91钢的联箱允许温升速率仅为X3CrNiMoN1713联箱的1/2。
此外,还可以采取结构设计潜施来避免奥氏体钢的不足,如增加平行的小尺寸的蒸汽通道的数量、设置末级前的中间联箱等都可以减薄壁厚。通过采用上述措施,X3CrNiMoN1713可以用到35MPa/620℃或25MPa/650℃以下的场合。德国已有4家电站决定大量采用该钢种,其中包括Lippendorf2台800MW的机组R、S和Boxberg4号机组(440MW)。
奥氏体钢是正火后具有奥氏体组织的钢。钢中加入的合金元素(Ni、Mn、N、Cr等)能将使正火后的金属具有稳定的奥氏体组织。火电厂化水设备、蒸汽取样管常用的1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti等钢均属此类。这类钢有较好的抗氧化和耐酸性能,能长期在540~875℃下工作,但容易产生晶界腐蚀的脆性破坏。
奥氏体钢和奥氏体不锈钢是最近几十年不断研究和开发的重要的一类钢。其中奥氏体不锈钢产量和用量约占不锈钢总产量及用量的70%,钢号也最多。奥氏体不锈钢是一种十分优良的材料,它有很好的抗腐蚀性和极佳的生物相容性,因而在化工、海洋工程、食品、生物医学、石油化工和其他行业中得到广泛的应用。但由于其硬度偏低(HV200~HV250)、耐磨性较差,使用受到限制。Adcock是第一个研究钢中加入氮的作用的学者。在1926年,由于战争导致镍的短缺,激发人们研究用氮取代部分镍来稳定奥氏体。由于高技术的发展迫切需要相应的高性能材料。在奥氏体钢中加入氮,可以稳定奥氏体组织、提高强度,并且提高耐腐蚀性能,特别是耐局部腐蚀,如耐晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等。所以奥氏体钢和奥氏体不锈钢的研究受到广泛的关注,并取得了一些成果。