现代铁素体不锈钢的性能及应用.doc

174现代铁素体不锈钢的性能及应用中国特钢协会不锈钢分会专家委员会—李天宝在许多应用不锈钢的环境中由于现代铁素体不锈钢的诸多特性和优点使不锈钢材料的应用从300系列奥氏体不锈钢向400系列铁素体不锈钢的钢种转换。由于现代铁素体不锈钢的诸多特性和优点使紫铜管白铜管逐步被400系列铁素体不锈钢不同牌号的材料所替代。要求材料实现转换和替代的其他原因还有：1、冶金技术的提高可实现C、N含量小于250ppm；冷轧技术的提高可实现高铬含量的冷轧薄带；可实现对照300系列不锈钢相同使用环境来对照牌号的相互转换。可以适用紫铜管白铜管的使用条件。1、铜和镍价波动很快且波动大不能适应经济稳定发展的需要。2、紫铜管白铜管价格昂贵失去了性价优势。3、由于环境保护政策的要求使超纯铁素体不锈钢得到更广泛的应用。由此在铁素体不锈钢应用选材中对其性能了解和应用性能的掌握显得尤其重要的。铁素体不锈钢系指铬含量在10.5%～30%具有体心立方晶体结构在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。铁素体不锈钢可根据其所含铬量的不同大致分为Cr11%～15%Cr16%～20%和Cr21%～30%三大类。也可以分为五类铁素体系列不锈钢其化学成份见表1.五类铁素体系列不锈钢铁素体不锈钢分为五大类其中三类为标准牌号两类为特殊牌号。迄今为止用量最大和应用范围最广的主要集中于标准钢号。因此标准铁素体不锈钢一般完全能够满足和适用大多数应用领域的要求。第1类（409或410L型）。这类钢在所有不锈钢中铬含量最低因而最便宜最适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微生锈的环境下使用。409型不锈钢起初专门为汽车排气系统消音器（腐蚀不严重的外部）所设计。410L型不锈钢常用于容器、公共汽车和长途大轿车最近用作液晶显示器的外框。第2类（430型）。它是一类使用最广的铁素体不锈钢含有较高的铬具有较好的耐蚀性其多数性能与304类似。在某些应用领域可替代304型不锈钢一般在室内使用具有足够的耐蚀性。典型的用途包括洗衣机滚筒、室内面板等。典型的430经常作为304替代材料用于厨房设施、洗碗机、壶和锅等。其焊接特性可参见37页。第3类（包括430Ti、439、441等）。与第2类相比这类型牌号具有良好的焊接性和成形性。在多数情况下其性能甚至优于304。典型用途包括水槽、热交换管（制糖业、能源等）、汽车排气系统（比409寿命长）和洗衣机的焊接部位。第3类牌号甚至可替代304用于性能要求更高的场合。第4类（包括434、436、444型等）。这类牌号通过添加钼增加耐蚀性其典型的应用领域是热水箱、太阳能热水器、汽车排气系统、电加热壶和微波炉部件、汽车装饰条和户外面板等。444钢的耐蚀性能与316相当。第5类（包括446、445/447型等）。这类牌号通过添加更多的铬和含有钼来提高耐蚀性和抗氧化性。这类牌号的耐蚀性和抗氧化性优于316。典型用途在沿海建筑水热交换器和其它含氯离子较高耐蚀环境。国产海酷一号的耐蚀性与金属钛相当。性能优异的现代铁素体不锈钢高质量铁素体不锈钢已经出现多年通过大量的深入研究目前已经形成了系列性能优异的商业牌号。这类铁素体不锈钢对市场和经验丰富的生产企业来说并不陌生。但奇怪的是大家对这类牌号似乎漠不关心这是历史原因造成的。430不锈钢曾经是早期唯一认可的铁素体不锈钢种但早期的用户对这个钢种的使用特别是在焊接或腐蚀严重的条件下没有足够的技术支持。经过一些事件在最近几十年形成了铁素体不锈钢性能差而奥氏不锈钢性能优良的错误认识。铁素体不锈钢很早就得到了改进。现代技术的全面支持和钢种的增加和多样化来保证在性能上满足用户的需求。铁素体不锈钢的性能可与奥氏体不锈钢相比因此把铁素体不锈钢认为是性能差的或极其优异都是错误的。他们之间仅仅是性能和用途不同。铁素体不锈钢特殊的优异特性表现为：铁素体不锈钢有磁性。铁素体不锈钢的热膨胀率低（加热时膨胀程度小于奥氏体不锈钢）。铁素体不锈钢的高温抗氧化性好（表面氧化剥落倾向小于奥氏体不锈钢）铁素体不锈钢热传导率高（铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢热传导更加均匀）。含有稳定化元素铌的铁素体不锈钢有良好的蠕变抗力（在长时间应力作用下的应变比奥氏体不锈钢小）铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢更易于切削和加工（奥氏体不锈钢的切削加工需要专用工具和大功率的机械造成工具损耗也更大）。在冷加工变形时铁素体不锈钢的形变回复倾向比奥氏体不锈钢小铁素体不锈钢的屈服强度更高（与碳钢相当）高于304不锈钢。铁素体不锈钢不同于奥氏体不锈钢无应力腐蚀断裂倾向。耐蚀性不锈钢之“不锈”是由于Cr含量赋予了其特殊的耐蚀性从某种程度上来讲所有钢种都有发生腐蚀的倾向然而不锈钢由于其含铬比碳钢更耐蚀。铬（不是镍但人