[發(fā)明專利]換熱器板的不銹鋼材料

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110174893.8
• 申請(qǐng)日: 2011-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN102363860A
• 公開（公告）日: 2012-02-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方得志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州方暨圓節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/16
• 分類號(hào): C22C38/16
• 代理公司: 蘇州華博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32232
• 代理人: 傅靖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種不銹鋼材料，具體的說本發(fā)明涉及一種適合用于換熱器板的不銹鋼材料，其具有優(yōu)異的耐腐蝕性，并且其可加工性能良好。?

背景技術(shù)

熱交換器、換熱器、熱管等用不銹鋼材料含有較高的鉻含量，該鋼在高溫下被氧化，在它們表面形成一層薄的氧化膜，它非常致密而且穩(wěn)定，從而防止了氧的深透擴(kuò)散和鋼表面的繼續(xù)氧化。熱交換器、換熱器、熱管等用不銹鋼無縫鋼管含有較高含量的鉻和鎳，鉻和鎳原子尺寸與鐵原子尺寸有差異，高含量的鉻和鎳使晶格發(fā)生畸變，組織得到強(qiáng)化，并有較高的再結(jié)晶溫度，使鋼有較高的高溫強(qiáng)度。?

另一方面，在諸多換熱器產(chǎn)品和設(shè)備中，都使用海水形式的含氯化物液體作為冷卻介質(zhì)用于冷卻目的。由于因氯化物產(chǎn)生的極高腐蝕環(huán)境，在這些換熱器中使用氯化物液體對(duì)使用的材料提出了高的要求。?

晶間腐蝕構(gòu)成了利用海水作為冷卻液的板式換熱器中的主要問題，因?yàn)榭赡軣o法避免這樣的情況：換熱器相鄰板之間連接界面的所處位置使得海水會(huì)到達(dá)相鄰板之間由此形成的裂隙或接縫處，并且它們還位于冷卻液具有相對(duì)高溫的位置處，這也是危險(xiǎn)的。板式換熱器中的晶間腐蝕問題可以通過將所述板彼此焊接并通過密封使它們彼此連接來緩解，但通過這些措施并不能使所述問題消失。

毀壞材料的晶間腐蝕是溫度依賴的，并且當(dāng)用于給定冷卻液(在這種情況下是海水)的材料具有低于臨界裂隙溫度的溫度時(shí)，基本上不會(huì)發(fā)生什么，但是當(dāng)該材料的溫度上升至超過該溫度時(shí)，該材料在所述裂隙處的腐蝕將會(huì)非常強(qiáng)烈并會(huì)在短時(shí)間內(nèi)毀壞連接，這使得超過所述臨界裂隙溫度的溫度是不可接受的。使用含氯化物的冷卻液(如海水)作為冷卻介質(zhì)的板式換熱器中，這種晶間腐蝕溫度應(yīng)該為至少50℃、優(yōu)選至少60℃，用于提供換熱器可接受的冷卻能力。板式換熱器中使用的海水可被氯化從而殺死微生物。如果這些微生物沒有通過例如氯化被殺死，那么它們的存在將引起環(huán)境腐蝕性的增大。在低溫即約40℃以下，氯化本身對(duì)于例如不銹鋼不會(huì)導(dǎo)致任何增加的腐蝕性。而在超過40℃的溫度下，由氯化引起的氧化還原電位增加嚴(yán)重地增大了水對(duì)于銹斑和晶間腐蝕的腐蝕性，因此限制了用于換熱器可用構(gòu)造材料的選擇。在引言中限定類型的、用于在較高溫度下使用的板式換熱器(即利用含氯化物的冷卻液(諸如海水)作為冷卻介質(zhì))，由于該原因迄今為止幾乎專門設(shè)置由鈦制成的板，該板在海水中具有超過80℃的臨界裂隙溫度。然而，鈦是非常昂貴的材料并且它還不容易獲得。?

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中使用的不銹鋼換熱器材料存在的上述目的，本發(fā)明的目的是提供一種換熱器板的不銹鋼材料，其相對(duì)于鈦合金材料成本低廉，具有足夠高的耐蝕性能和耐高溫性能。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：

一種換熱器板的鐵素體不銹鋼材料，其具有以下組成：C：0.01-0.03?wt%、Si：0.30-0.75?wt%、Mn：0.30-0.60?wt%、Cr：13.5-25.5?wt%、N：0.03-0.06?wt%、Co：0.50-0.90?wt%、V：0.10-0.25?wt%,?余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。?

下面說明本發(fā)明的不銹鋼材料的合金成分的意義以及限定理由。?

C：

碳是奧氏體形成元素，能夠提高鋼的淬硬性及強(qiáng)度，C含量過低會(huì)導(dǎo)致鋼的硬度達(dá)不到使用要求；然而C含量過高，易于形成奧氏體，從而會(huì)降低鋼的耐腐蝕性能，并且導(dǎo)致高溫強(qiáng)度降低。在本發(fā)明的鐵素體不銹鋼中，限定C的含量在0.01-0.05?wt%之間。優(yōu)選的C的含量為0.01-0.03wt%。

Si：

在鋼制造中用作脫氧劑，并且它增加了制造和焊接期間的流動(dòng)性。另外，Si也是改善高溫特性和耐氧化腐蝕的有益元素；其還有利于提高鋼在中高溫環(huán)境中的強(qiáng)度。然而如果Si含量超過0.75wt%，會(huì)導(dǎo)致金屬間化合物的過度析出，反而不利于中高溫環(huán)境下強(qiáng)度的提高。而如果其含量低于0.35wt%的時(shí)候，有容易產(chǎn)生異常氧化的傾向。因此在本發(fā)明中其含量限于0.30-0.75?wt%，更優(yōu)選的其含量范圍為0.35-0.60?wt%。

Mn：

在鋼制造中用作脫氧劑，并且它增加了制造和焊接期間的流動(dòng)性。并且Mn的加入有利于細(xì)化晶粒，提高剛的強(qiáng)度，加入適量的Mn有利于提高不銹鋼的耐蝕性能。但是在本發(fā)明的提素體不銹鋼中，當(dāng)Mn的含量超過0.60wt%,會(huì)形成大量的金屬間化合物，導(dǎo)致不銹鋼的可加工性能降低，并且容易誘發(fā)晶間腐蝕。因此在本發(fā)明中其含量限于0.30-0.60?wt%，更優(yōu)選的其含量范圍為0.35-0.45?wt%。