近年来,镍等原材料价格的上涨进步了奥氏体不锈钢的生产本钱;另一方面汽车产业的迅猛发展又导致对不锈钢需求量大增。这些都为铁素体不锈钢的发展提供了广阔的市场空间。然而,铁素体不锈钢的一些固有缺点,如韧性低,脆性转变温度高,焊接性能差等,严重限制了它的开发应用。除了在冶炼上严格控制间隙元素C、N的含量,使其下降到[C]+[N]<130~150ppm以下之外,还需要进行公道的成分设计与控制。
铬和钼。铬和钼是铁素体不锈钢获得耐蚀性的最主要元素。铬既是获得不锈性和耐蚀性的最主要元素,也是导致铁素体不锈钢具有铁素体组织的决定性元素。增加铬的质量分数对进步铁素体不锈钢的抗局部腐蚀性能(如点蚀和缝隙腐蚀)有很大作用,但却使其韧性下降和脆性转变温度明显上升。超纯铁素体不锈钢中的Cr含量一般小于30%。钼在铁素体不锈钢中的主要作用是促进Fe-Cr合金的钝化,进步钢在还原性介质中的耐蚀性,特别是在氯化物溶液中的抗点蚀、缝隙腐蚀等抗局部腐蚀性能。钼还能促使钝化膜中铬更加富集,进一步进步钝化膜的抗点蚀能力。
铌和钛。铌和钛是铁素体不锈钢中常用的稳定化元素,能与残余碳、氮结合成碳、氮化物,同时,能抑制钢中形成铬的碳、氮化物,进步不锈钢的耐晶间腐蚀性能。目前通行的方法是用铌、钛对铁素体不锈钢进行复合稳定,即钛主要用来固定氮,而碳则主要用铌来固定。当钢中氮形成TiN后NbC就更稳定。这种双重稳定化对消除碳、氮原子有害作用更为有利。
试验表明,在缺乏电磁搅拌的条件下,向铁素体不锈钢中添加一定量的Ti,对于细化铸造组织具有明显效果,这主要是因TiN的形核作用引起的。但Ti的加进量不宜过多,否则会降低钢的纯净度,导致板坯修磨量增大,并对冷轧成品表面质量和使用性能带来不利影响。此外,含Ti铁素体不锈钢在连铸时还轻易形成皮下夹杂和翻皮等缺陷,应引起留意。
进行年来,铌的作用受到越来越多的关注。除了稳定化作用以外,铌和钼一样可有效改善铁素体不锈钢的高温性能,固溶铌和固溶钼均可有效进步铁素体不锈钢的高温屈服强度。铌还可改善铁素体不锈钢的表面质量和抗起皱性能。目前,铁素体不锈钢中的铌含量一般在1500×10-6~5000×10-6范围。
Cu。在不锈钢中加进适量的铜,生产出的钢材经抗菌性热处理后,具有良好的抗菌性能,此即所谓抗菌不锈钢。中国科学院金属研究所在实验室已成功开发出了抗菌铁素体不锈钢。此外,铜也有进步钢的耐蚀性和冷加工性能的作用。
杂质控制。除了严格控制碳、氮含量外,其它杂质,包括硫,磷,氧,也要尽量减少。硫轻易在钢中形成含硫的条形夹杂物,对材料的抗腐蚀能力和机械性能有较大的负面作用,一般要求w(S)小于0.01%。另外,较高含量的硅和锰在铁素体钢中轻易使材料的脆性倾向增加,因此,,假如对焊接性要求较高的话,必须对硅和锰含量加以控制,均不得大于0.6%。
来源: 大宗商品网