JFE鋼鐵公司高耐蝕性復(fù)合鋼的開發(fā)
時間：2019-06-13
作者：無錫不銹鋼板
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1 前言
復(fù)合鋼是指在碳鋼或低合金鋼板的單面或雙面復(fù)合不銹鋼或鎳合金等其他金屬覆層的鋼材，作為結(jié)構(gòu)材，其既具有必要的強(qiáng)度，還具有良好的耐蝕性，同時由于母材不需要采用與復(fù)合層相同的材質(zhì)，因此價格相對低廉。復(fù)合鋼廣泛應(yīng)用于造船、壓力容器和能源等產(chǎn)業(yè)中。本文介紹了JFE鋼鐵公司高耐蝕性復(fù)合鋼的開發(fā)及生產(chǎn)情況。
2 高耐蝕性復(fù)合鋼的生產(chǎn)方法
復(fù)合鋼包括軋制復(fù)合鋼、爆炸復(fù)合鋼和堆焊復(fù)合鋼等。JFE鋼鐵公司擁有世界上為數(shù)不多的大壓下量軋機(jī)，最大軋制載荷可達(dá)9000t。生產(chǎn)的軋制復(fù)合鋼不僅具有寬幅、長定尺的優(yōu)點，還具有良好的平直度和板厚精度。圖1為復(fù)合鋼的生產(chǎn)流程。此外，JFE鋼鐵公司還能采用強(qiáng)化鋼板韌性的TMCP技術(shù)進(jìn)行復(fù)合鋼的生產(chǎn)。圖2為TMCP模式軋制與傳統(tǒng)軋制工藝比較。TMCP技術(shù)不僅能無損于母材的焊接性能而得到強(qiáng)韌性，同時由于加速冷卻還能確保覆層材料的耐蝕性。
3 不銹鋼復(fù)合鋼
JFE鋼鐵生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合鋼可用于化學(xué)油輪、各種反應(yīng)容器和耐腐蝕合金（CRA）等。其中具有代表性的產(chǎn)品包括覆層材料為鎳鉻系不銹鋼SUS304、SUS304L、SUS316、SUS316L以及鉻系不銹鋼SUS410S、SUS410L，母材為JIS標(biāo)準(zhǔn)、ASTM標(biāo)準(zhǔn)、ASME標(biāo)準(zhǔn)和API標(biāo)準(zhǔn)鋼種的不銹鋼復(fù)合鋼。
通過對比TMCP工藝最終加工溫度及加工后冷卻速度對SUS304及SUS316耐晶界腐蝕性的影響，發(fā)現(xiàn)加工后加速冷卻，能抑制覆層材料中的碳化物在冷卻過程中析出，即使不進(jìn)行固溶化處理也能得到良好的耐蝕性。
在海水環(huán)境中，上述普通不銹鋼可能出現(xiàn)孔腐蝕、空隙腐蝕等情況。雖然迄今為止已經(jīng)開發(fā)出多種耐海水腐蝕不銹鋼，但作為復(fù)合鋼的覆層材料使用時仍會出現(xiàn)耐蝕性變差的情況。因此JFE鋼鐵公司針對性開發(fā)了作為復(fù)合鋼覆層材料的耐海水腐蝕不銹鋼JSL310Mo，以25%Cr-4.5%Mo-0.2%N作為基本成分，適量添加Ni和微量B，不僅保證了優(yōu)良的熱加工性能，還獲得了與復(fù)合鋼材料中進(jìn)行過固溶熱處理材料相當(dāng)?shù)哪臀g性。圖3為以JSL310Mo作為覆層材料的不銹鋼復(fù)合鋼用于南極科考船船體吃水部位示意圖。由于其具有優(yōu)異的耐蝕性，不銹鋼復(fù)合鋼未來將在破冰船、港灣鋼結(jié)構(gòu)設(shè)施以及海水淡化裝置等領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用。
4 鎳合金復(fù)合鋼
覆層材料不僅適用JIS NW4400(H4551)標(biāo)準(zhǔn)（鎳-銅合金板），還可適用UNS N06625,ASTM B443等國外標(biāo)準(zhǔn)，母材適用JIS G 3602（鎳及鎳合金復(fù)合鋼）中的眾多鋼種。這些鎳合金復(fù)合鋼所含Cl—濃度高，可適用于含H2S、CO2等腐蝕性氣體的石油、氣體生產(chǎn)、精煉設(shè)備及輸送管線等。JFE鋼鐵公司發(fā)現(xiàn)：通過降低鎳合金中的碳含量，可使常化專用復(fù)合鋼和TMCP型復(fù)合鋼的耐蝕性均等同于經(jīng)固溶處理的材料。在此基礎(chǔ)上，JFE鋼鐵公司應(yīng)用TMCP技術(shù)，成功生產(chǎn)了以API 5L×65為母材的UNS N08825 ASTM B424復(fù)合管材。
5 結(jié)語
目前，JFE鋼鐵公司擁有2000-3000t/月高耐蝕性復(fù)合鋼產(chǎn)能，其在生產(chǎn)復(fù)合鋼時充分應(yīng)用TMCP技術(shù)優(yōu)勢，提升了產(chǎn)品品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性。近年來，能源開發(fā)領(lǐng)域所承受的腐蝕環(huán)境更為苛刻，高耐蝕性復(fù)合鋼的需求量呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，預(yù)計其將有更加廣闊的市場前景。