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对特殊钢尚无统一的定义和概念,一般认为特殊钢是指具有特殊的化学成分(合金化)、采用特殊的工艺生产、具备特殊的组织和性能、能够满足特殊需要的钢类。常见的特殊钢有碳素钢、优质结构钢、合金钢等。
中文名 特殊钢 外文名 special steel 学 科 金属材料 优 点 更高的强度和韧性 实 例 碳素钢等 冶炼设备 电弧炉
与普通钢相比,特殊钢具有更高的强度和韧性、物理性能、化学性能、生物相容性和工艺性能。
与普通钢相比,特殊钢具有高纯度、高均匀性、超细组织和高精度等特点:
(1)高纯度。有针对性降低钢中气体、夹杂物(含低熔点金属夹杂物)的含量。钢的纯度提高到一定限度,不但可以大幅度提高钢的原有性能,还可以赋予钢以新的性能。例如轴承钢中的氧含量从30×10-6降低到5×10-6,则轴承寿命提高30倍。通用奥氏体不锈钢中的磷降低到3×10-6则对应力腐蚀免疫。20世纪末大生产所能达到的钢的纯度水平(10)为:氢≤1,氧≤5、碳≤10、硫≤10、氮≤15、磷≤25。
在硫酸设备上的应用编辑
硫酸是一种重要的基本化工原料,其产量常是衡量一个工业发展水平的标志。用于生产酸的设备和盛放酸的储罐、容器等通常选择耐酸不锈钢管。硫酸虽然是一种含氧酸,但稀硫酸和中等浓度的硫酸的氧化性较弱,因而它们属于还原性酸。而浓硫酸、特别是热浓硫酸则具有很强的氧化性,因此属于氧化性酸。由于硫酸的此种特性,在选用耐硫酸不锈钢管时,随硫酸浓度、温度的不同,所选牌号不同。
稀硫酸、中等浓度硫酸是还原性酸,可选择316不锈钢管、316L不锈钢管、316Ti不锈钢管等含钼在2%~3%的不锈钢管。不含钼的不锈钢管18-8型Cr-N奥氏体不锈钢,由于不耐稀硫酸、中等浓度硫酸腐蚀,所以不能用于有硫酸腐蚀的情况。当高钼含量(Mo≥4%)时,该不锈钢管耐腐蚀性将会进一步提高。钢中含钼、铜、硅(3%~4%)的铬镍奥氏体不锈钢以及双相不锈钢管的耐硫酸性能更佳。
在浓度为90%~98%的高温浓硫酸中,按使用温度和浓度,选用硅约6%的不锈钢能取得满意的效果,如022Cr17Ni17Si6、022Cr18Ni20Si6MoCu。
在制造酸洗、合成橡胶、人造丝浸槽与硫酸接触的设备上,可选06Cr18Ni18Mo2Cu2Ti不锈钢管。在制造耐硫酸腐蚀的管道、泵、阀、塔和容器等设备及构件时,可选用06Cr12Ni25Mo3Cu3Si2N不锈钢管。
交通道路用钢
(1)钢轨钢
钢轨主要承受机车车辆的压力及冲击载荷,因此,要求有足够的强度和硬度及一定的韧性。通常采用的钢轨钢是平炉和转炉冶炼的碳素镇静钢,这种钢含碳Wc0.6%-0.8%,属于中碳钢和高碳钢,但钢中含锰量WMn较高,在0.6%一1.1%的范围内。
已广泛采用普通低合金钢钢轨,如高硅轨、中锰轨、含铜轨、含钛轨等。普通低合金钢轨比碳素钢轨耐磨、耐腐蚀,使用寿命有很大提高。
(2)造船用钢
造船用钢是指用于制造海船和大型内河船体结构的钢。由于船体结构一般采用焊接方法制造,所以要求造船钢有较好的焊接性能。此外,还要求有一定的强度、韧性和一定的耐低温及腐蚀性能。过去主要采用低碳钢作为造船用钢。已大量采用普通低合金钢,已有的钢种如12锰船、16锰船、15锰钒船等钢种。这些钢种有强度高、韧性好、容易加工和焊接、耐海水腐蚀等综合特性,可成功地用来制造万吨远洋巨轮。
(3)桥梁钢
铁路或公路桥梁承受车辆的冲击载荷,桥梁钢要求有一定的强度、韧性和良好的抗疲劳性能,并且对钢材的表面质量要求较高。桥梁钢常采用碱性平炉镇静钢,成功地采用了普通低合金钢如16锰、15锰钒氮等。
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