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在硫酸設(shè)備上的應(yīng)用編輯
硫酸是一種重要的基本化工原料,其產(chǎn)量常是衡量一個(gè)工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。用于生產(chǎn)酸的設(shè)備和盛放酸的儲(chǔ)罐、容器等通常選擇耐酸不銹鋼管。硫酸雖然是一種含氧酸,但稀硫酸和中等濃度的硫酸的氧化性較弱,因而它們屬于還原性酸。而濃硫酸、特別是熱濃硫酸則具有很強(qiáng)的氧化性,因此屬于氧化性酸。由于硫酸的此種特性,在選用耐硫酸不銹鋼管時(shí),隨硫酸濃度、溫度的不同,所選牌號(hào)不同。
稀硫酸、中等濃度硫酸是還原性酸,可選擇316不銹鋼管、316L不銹鋼管、316Ti不銹鋼管等含鉬在2%~3%的不銹鋼管。不含鉬的不銹鋼管18-8型Cr-N奧氏體不銹鋼,由于不耐稀硫酸、中等濃度硫酸腐蝕,所以不能用于有硫酸腐蝕的情況。當(dāng)高鉬含量(Mo≥4%)時(shí),該不銹鋼管耐腐蝕性將會(huì)進(jìn)一步提高。鋼中含鉬、銅、硅(3%~4%)的鉻鎳奧氏體不銹鋼以及雙相不銹鋼管的耐硫酸性能更佳。
在濃度為90%~98%的高溫濃硫酸中,按使用溫度和濃度,選用硅約6%的不銹鋼能取得滿意的效果,如022Cr17Ni17Si6、022Cr18Ni20Si6MoCu。
在制造酸洗、合成橡膠、人造絲浸槽與硫酸接觸的設(shè)備上,可選06Cr18Ni18Mo2Cu2Ti不銹鋼管。在制造耐硫酸腐蝕的管道、泵、閥、塔和容器等設(shè)備及構(gòu)件時(shí),可選用06Cr12Ni25Mo3Cu3Si2N不銹鋼管。
(2)高均勻性。鋼的成分偏析導(dǎo)致鋼組織、性能的不均勻,這是鋼制零部件提前失效以及鋼性能潛力難以充分發(fā)揮的重要原因之一。現(xiàn)代生產(chǎn)工藝應(yīng)使鋼的均勻性達(dá)到:轎車(chē)齒輪鋼淬透性帶波動(dòng)為±3HRC;對(duì)合金元素控制水平為碳、鎳、鉬含量≤±0.01%,錳和鉻含量≤±0.02%;軸承鋼淬火后的晶粒度為球形且尺寸波動(dòng)0.8±0. 2μm;抗層狀撕裂鋼(z向鋼)的縱向、橫向和厚度方向的力學(xué)性能,特別是塑、韌性要求大體上相當(dāng)。
(3)超細(xì)組織。超細(xì)組織強(qiáng)化是惟一增加鋼強(qiáng)度而不降低韌性或使韌性略有增加的強(qiáng)化機(jī)制。例如高強(qiáng)度不銹鋼AFC77的晶粒從60μm細(xì)化到2. 3μm,則斷裂韌性KIC從100增加到220MPa·m。核反應(yīng)堆壓力容器鋼板為粗晶時(shí),其輻照脆化溫度范圍為150~250℃而細(xì)晶鋼降到50~70℃。軸承鋼中的碳化物尺寸細(xì)到≤0.5μm,則軸承壽命大幅度提高。
(4)高精度。特殊鋼材要有良好的表面質(zhì)量和窄的尺寸公差。熱軋鋼棒的精度已達(dá)±0.1mm、熱軋板卷的厚度公差達(dá)±0.015~0.05mm,而冷軋板卷的厚度公差已達(dá)±0.003mm。
特鋼的分類
特殊用途鋼是指制成的另構(gòu)件在特殊條件下工作,對(duì)鋼有特殊要求,如物理、化學(xué)、機(jī)械等性能。
特殊性能鋼也是特殊質(zhì)量合金鋼,這些鋼是指有電磁、光、聲、熱及電化學(xué)等效應(yīng)和功能的鋼。常用的有不銹鋼、耐熱鋼、電工硅鋼、電子純鐵及各種精密合金(軟磁合金、象磁合金、彈性合金、膨脹合金、熱雙合金、電阻合金、電偶材料等)。
不銹鋼以其良好的耐腐蝕性能而得名,它主要合金成分為鉻和鎳。鉻有很高的化學(xué)穩(wěn)定性,在氧化介質(zhì)中能生成致密堅(jiān)韌的純化膜;另外,當(dāng)鉻含量超過(guò)11.7%時(shí),能使合金的電極電位明顯提高,從而有效地阻止了合金的進(jìn)一步氧化。鎳也是易化元素,在鉻鋼中加入鎳,可提高合金在非氧化性介質(zhì)中的耐腐蝕性能。當(dāng)鉻、鎳含量一定時(shí),鋼中碳含量愈低,其耐腐蝕性能就愈好。
不銹鋼的耐腐蝕性能,還與基體組織的均勻程度有關(guān)。當(dāng)形成均勻一致的合金固溶體時(shí),能有效地減少鋼在電解溶液中腐蝕速度。
奧氏體不銹鋼屬鉻鎳系不銹鋼,是單一的奧氏體組織,它具有良好的耐蝕性、低溫韌性、壓力加工和焊接工藝性、無(wú)磁性、廣泛用作腐蝕介質(zhì)中工作的低溫鋼和無(wú)磁鋼;鐵素體型不銹鋼主要含有鉻,在加熱和冷卻過(guò)程中有相變發(fā)生,是硝酸、氮肥工業(yè)常用的耐磨材料;馬氏體不銹鋼由于含碳量較高,幫淬透性好,淬火后獲馬氏體組織,此類鋼,低碳者韌性好,可制造在腐蝕介質(zhì)中工作的耐沖擊零體;高碳用于制造彈簧、軸承、手術(shù)刀片等;由奧氏體和鐵素體兩相混合組織為基體的不銹鋼是雙相不銹鋼,它具有強(qiáng)度高、韌性好,耐晶間腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。其中00Cr18Ni5Mo3Si2鋼主要用于制造煉油、化肥、造紙、石油、化工等工業(yè)的熱交換器和冷凝器,0Cr26Ni5Mo2用于制造海水腐蝕設(shè)備;沉淀硬化型不銹鋼,因含有大量的鉻、鎳及能析出沉淀硬化相的鉬、鈮、鉛、銅等元素,使其經(jīng)過(guò)淬火時(shí)效處理后具有較高的強(qiáng)度和韌性,主要用于制造彈簧、墊圈、波紋管等。
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