[发明专利]散热器热管的不锈钢材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢材料，具体的说本发明涉及一种适合用于散热器热管的不锈钢材料，其具有优异的耐腐蚀性，并且其可加工性能良好。 

背景技术

热交换器、换热器、热管等用不锈钢材料含有较高的铬含量，该钢在高温下被氧化，在它们表面形成一层薄的氧化膜，它非常致密而且稳定，从而防止了氧的深透扩散和钢表面的继续氧化。热交换器、换热器、热管等用不锈钢无缝钢管含有较高含量的铬和镍，铬和镍原子尺寸与铁原子尺寸有差异，高含量的铬和镍使晶格发生畸变，组织得到强化，并有较高的再结晶温度，使钢有较高的高温强度。 

另一方面，在诸多换热器产品和设备中，都使用海水形式的含氯化物液体作为冷却介质用于冷却目的。由于因氯化物产生的极高腐蚀环境，在这些换热器中使用氯化物液体对使用的材料提出了高的要求。 

晶间腐蚀构成了利用海水作为冷却液的板式换热器中的主要问题，因为可能无法避免这样的情况：换热器相邻板之间连接界面的所处位置使得海水会到达相邻板之间由此形成的裂隙或接缝处，并且它们还位于冷却液具有相对高温的位置处，这也是危险的。板式换热器中的晶间腐蚀问题可以通过将所述板彼此焊接并通过密封使它们彼此连接来缓解，但通过这些措施并不能使所述问题消失。

毁坏材料的晶间腐蚀是温度依赖的，并且当用于给定冷却液(在这种情况下是海水)的材料具有低于临界裂隙温度的温度时，基本上不会发生什么，但是当该材料的温度上升至超过该温度时，该材料在所述裂隙处的腐蚀将会非常强烈并会在短时间内毁坏连接，这使得超过所述临界裂隙温度的温度是不可接受的。使用含氯化物的冷却液(如海水)作为冷却介质的板式换热器中，这种晶间腐蚀温度应该为至少50℃、优选至少60℃，用于提供换热器可接受的冷却能力。板式换热器中使用的海水可被氯化从而杀死微生物。如果这些微生物没有通过例如氯化被杀死，那么它们的存在将引起环境腐蚀性的增大。在低温即约40℃以下，氯化本身对于例如不锈钢不会导致任何增加的腐蚀性。而在超过40℃的温度下，由氯化引起的氧化还原电位增加严重地增大了水对于锈斑和晶间腐蚀的腐蚀性，因此限制了用于换热器可用构造材料的选择。在引言中限定类型的、用于在较高温度下使用的板式换热器(即利用含氯化物的冷却液(诸如海水)作为冷却介质)，由于该原因迄今为止几乎专门设置由钛制成的板，该板在海水中具有超过80℃的临界裂隙温度。然而，钛是非常昂贵的材料并且它还不容易获得。 

发明内容

鉴于现有技术中使用的不锈钢换热器材料存在的上述目的，本发明的目的是提供一种散热器热管的不锈钢材料，其相对于钛合金材料成本低廉，具有足够高的耐蚀性能和耐高温性能。 

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种散热器热管的马氏体不锈钢材料，其具有以下组成：C：0.12-0.35 wt%、Si：0.5-1.20 wt%、Mn：0.5-0.8 wt%、Cr：12.0-18.5 wt%、Ni：2.5 -3.5 wt%、N：0.05-0.15 wt%、Co：0.30-0.75 wt%、Cu：0.10-0.45 wt%,余量为Fe及不可避免的杂质构成。 

下面说明本发明的不锈钢材料的合金成分的意义以及限定理由。 

C：

碳提高钢的淬硬性及强度，C含量过低会导致钢的硬度达不到使用要求；C含量过高，易于形成碳化铬沉淀，从而会显著降低钢的耐腐蚀性能。在本发明的马氏体不锈钢中为了保证不锈钢的耐蚀性能，限定C的含量在0.12-0.35wt%之间。优选的C的含量为0.15-0.25wt%。

Si：

在钢制造中用作脱氧剂，并且它增加了制造和焊接期间的流动性。然而Si含量过高会导致不期望的金属间相的沉淀，因此在本发明中其含量限于0.5-1.20 wt%，更优选的其含量范围为0.8-1.0 wt%。

Mn：

在钢制造中用作脱氧剂，并且它增加了制造和焊接期间的流动性。并且Mn的加入有利于细化晶粒，提高刚的强度，加入适量的Mn有利于提高不锈钢的耐蚀性能。但是当Mn的含量超过1.2wt%,会形成大量的金属间化合物，导致不锈钢的可加工性能降低，并且容易诱发晶间腐蚀。因此在本发明中其含量限于0.5-0.80 wt%，更优选的其含量范围为0.6-0.75 wt%。

Cr：