5 不锈钢的生产与研发
不锈钢发明于20世纪20年代。它锃亮不锈深受人们青睐。不锈钢是耗钼大
户。2008年，美国不锈钢生产耗钼约2900t，消费工业氧化钼约2000t(钼)，其余
为钼铁和回收的少量钼屑等。
美国生产各种牌号的不锈钢，其最大生产厂家为美国钢铁公司（uss）。常见
的不锈钢和近年来新研发的不锈钢示于表3［7］。
表3不锈钢的种类与化学组成表
表3中的s32205不锈钢为近年来新研发的新型“贫”双相不锈钢（“lean”
cluplex stainless steel）。它的显微结构大约是铁素体和奥氏体结构各占约
50%。其pren=36。它的显微结构示意图如图2所示。
研究显示，正是这种贫双相的显微结构和化学组成使得这种s32205不锈钢拥
有优异的耐蚀特性和较高的强度。
按astm g150标准，在电化学临界斑点腐蚀温度下测定出的各种牌号不锈钢的
斑点腐蚀结果示于表4、表5中。
表4各种不锈钢的耐蚀试验结果
试验结果表明，2205双相不锈钢的耐蚀性能比传统的316l等不锈钢均好，其
中s32003不锈钢也具有十分优异的耐蚀性。
机械性能：s32003不锈钢和2205不锈钢不但拥有优异的抗蚀性能，其机械性
能比传统的316l不锈钢也好得多。如表6所示。
表6各种不锈钢的机械性能比较表
各种牌号不锈钢的屈服应力和抗拉应力测定结果表明，s32003不锈钢和新型
2205不锈钢具有优异的机械性能，其屈服应力和抗拉应力比传统的316l不锈钢和
317l不锈钢要强得多。值得注意的是，用来制造焊接管的不锈钢带材其屈服强度
在500~550 mpa左右。这是深海不锈钢管的极限，这一点十分重要，在上述不锈钢
中只有s32003不锈钢和2205不锈钢可满足这一要求。
实践表明，s32003和2205不锈钢可广泛用于海底石油、天然气的开采和运
输、海水淡化、造纸工业、化学工业和建筑工业。由于2205不锈钢耐蚀、屈服强
度高，尽管其价格较贵，但使用重量要少，在经济上易被用户接受。
6 超合金的生产与研发
超合金泛指各类高温合金，如镍基合金、钼基合金、钛基合金和铌基合金
等。超合金消费钼居钼总消费量的第3位。2008年消费钼与2008年不锈钢消费钼持
平。
随着航空工业的发展，超合金的生产与研发十分活跃，特别是应用最多、最
广的镍基单晶超合金的生产与研发已成为现代航空发动机设计与制造的重大关键
技术，各国相关部门斥巨资研发镍基单晶超合金。例如空客a380型飞机、梦想号
波音787飞机等涡轮叶片、导向叶片及f22型战斗机和f35型战斗机的涡轮叶片均采
用镍基单晶超合金制造。
在美国生产与研发镍基单晶超合金的厂商有howmet公司、general electric
company和pcc公司等。这些厂家生产的第3代镍基单晶超合金已用于飞机制造中。
国际知名的rene nb镍基超合金典型的化学组成为co 12.5%、cr 4.2%、ta
7.2%、al 5.75%、w 5.8%、re 5.4%、mo 1.4%、hf 0.2%、c 0.05%、b 0.004%、y
0.01%、ni余量。该镍基单晶超合金可满足涡轮发动机叶片所要求的各种性能，如
高温蠕变强度、耐氧化性能、耐蚀性能、可铸性、耐急冷急热环境下的断裂性能
等。
镍基单晶超合金的基体是ni3al，各种难熔金属，如钴、钽、钼、钨、铼等弥
散溶融在基体中从而明显提高了合金的强度，铬和钼明显提高了镍基合金的抗氧
化性能和耐蚀性能。
2006年，世界上最大的镍基单晶超合金生产厂家之一的通用电气公司制出一
种新型超合金［8］。该合金含al 5.75%~6.5%、ta 4%~5%、cr 2%~6%、w 5.5%
~7%、mo 1.5%~3%、re 4%~5%、nb 1%、co 10%~16%、ti<1%、c 0.01%~%u0.05%%
u、b 0.005%、t 0.01%、hf 0.5%~1%、ni余量。超合金密度8.87 g/cm3，该合金
可以与nb镍基单晶超合金的力学性相仿，但ta和re的含量较nb低，hf的含量较
高。2006~2008年期间re的价格飞涨，因此通用公司又研制出低re的镍基单晶超合
金，其高温性能也不差。
7 几点思考
（1）美国的钼业发展较早，比较成熟，基本上实现了有序开采和保护性开
采。
（2）重视钼产品的质量，特别是源头性钼精矿质量较高，含铅很低。
（3）重视环境保护。
（4）舍得投资，技术创新不断。特别是大公司的原创性技术创新专利申请较
多。不过某些技术创新重复性多，研创内容较乱，如碳纤维生产的催化剂研究
等。