鋁元素在不銹鋼方管中的作用

體耐熱鋼具有良好的耐高溫、耐腐蝕、力學性能以及可加工性能，所以經常在耐酸堿腐蝕、高溫或者低溫的石油化工、電力、海洋、能源等行業的零部件使用，然而不銹鋼方管服役的這些環境一般都處于硫化物、水蒸氣的氧化性氣氛中，縮短了零部件的壽命，所以進一步研發能克服耐高低溫、耐腐蝕、力學性能優良的不銹鋼方管已經成為一種趨勢[28]。近幾十年來，隨著國內外的學者的不斷探索，發現在不銹鋼方管中加入鋁元素會在表面形成比傳統的奧氏體不銹鋼方管表面的Cr2O3保護膜性能更為優良的Al2O3保護膜，這樣相對傳統的不銹鋼方管，在沒有增加成本的基礎上開發出了一種性能優良的高鋁型奧氏體不繡鋼。 鋁在鋼中作用主要有兩個方面：一是用作煉鋼時的脫氧定氮劑，并且細化晶粒，阻礙低碳鋼的時效，提高鋼在低溫下的韌性。二是作為合金化元素加入鋼中，提高鋼的抗氧化性，改善鋼的電、磁性能，提高滲氮鋼的耐腐蝕和疲勞強度。鋁元素在現代的煉鋼和生產中通常是當做脫氧劑使用，部分的鋁與氧結合會形成三氧化二鋁或者鋁的氧化物類的雜質，剩余的鋁會溶入固態鐵中，稱之為酸溶鋁，在隨后的冷卻過程中，由于加熱和冷卻的方式不同，有的在固態下會形成AlN的彌散物，能夠起到細化晶粒的作用，有的會繼續保留在固態鐵中，我國規定的酸溶鋁在鋼中的質量分數不能超過0.07%。鋁在鋼中還有一個作用是鎮靜鋼液，防止鋼液凝固時產生大量的氣泡[30]。由于鋁元素是鐵素體形成元素，Ni元素在不銹鋼方管含量比較少的時候，隨著鋁元素含量的增多，鐵素體的含量增多，這樣會使奧氏體不銹鋼方管變成了鐵素體+奧氏體的雙相組織，大量存在的鐵素體會使材料的力學性能以及抗蠕變性能大幅度下降，所以高鋁不銹鋼方管在成分設計上顯得尤為重要。