鐵素體不銹鋼在加熱冷卻時都沒有αγ轉變,始終保持鐵素體組織。這類鋼含鉻量較高,為17%~28%,主要是作為熱穩定鋼,也可作為耐蝕鋼。鐵素體不銹鋼由于不含鎳,生產制造成本要比奧氏體不銹鋼低,但其熱穩定性和耐蝕性在有些情況下,比奧氏體不銹鋼還要好,特別是耐氯離子腐蝕。因此,大力推廣鐵素體不銹鋼的應用,不但可以降低成本,而且還能節約寶貴的鎳資源。這樣看來,使用鐵素體不銹鋼不僅可以節約鎳,而且還是在許多特殊使用環境中的最佳選材。
一、傳統的鐵素體(ti)不銹鋼
鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)含(han)鉻(ge)11%~30%的Fe-Cr合金(jin)(傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti))或(huo)(huo)Fe-Cr-Mo合金(jin)(超鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)),加(jia)入鉬的目的是(shi)為(wei)了(le)(le)提高不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的耐(nai)點(dian)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)是(shi)400系列(lie),可磁化(hua)。典型(xing)的傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)牌號見表1-6。高鉻(ge)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具有(you)很好的耐(nai)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)(neng)(neng),包(bao)括耐(nai)氯離子應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi);鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)抗(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)也很好,如446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。當鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)中加(jia)人(ren)鋁或(huo)(huo)稀土元(yuan)素(su)(su)(su)時,其抗(kang)氧化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)會大(da)大(da)提高。熱處理不(bu)(bu)(bu)(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)提高鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)硬(ying)度。盡管(guan)具有(you)相同耐(nai)腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li),鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)成(cheng)本要比(bi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)低,但鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的應用還(huan)是(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)如奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)應用得普遍。其原因是(shi):鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的成(cheng)型(xing)性能(neng)(neng)(neng)(neng)差,韌性差,可焊(han)性差。為(wei)了(le)(le)改善鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)縫的延(yan)(yan)伸(shen)性能(neng)(neng)(neng)(neng),焊(han)接430(1Cr17)、446不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時,有(you)時選用奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)條或(huo)(huo)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)填充材料,這樣(yang)雖解決(jue)了(le)(le)延(yan)(yan)伸(shen)性問題,但卻降低了(le)(le)焊(han)縫的抗(kang)腐(fu)蝕(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)。鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)有(you)較高的導熱性能(neng)(neng)(neng)(neng);較低的熱膨脹系數(shu)及較低的成(cheng)本,因此(ci),430(1Cr17)、443和446普遍應用于制造(zao)低壓容器(qi)、高溫(wen)熱交換器(qi)。444是(shi)一個新的鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)品(pin)種(zhong),含(han)碳量比(bi)超低碳級(ji)還(huan)低,加(jia)入鈦或(huo)(huo)鈷可抗(kang)敏化(hua),這個品(pin)種(zhong)焊(han)縫延(yan)(yan)伸(shen)性比(bi)傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)鐵(tie)(tie)(tie)(tie)素(su)(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)好。

1Cr15(429) 該(gai)鋼具有良好的(de)耐腐蝕性,其(qi)焊接性能比1Cr17(430)好,用(yong)于建筑內裝修或制造重油(you)燃(ran)燒器(qi)部(bu)件、家用(yong)電器(qi)部(bu)件等。
1Cr17(430)當鋼(gang)中(zhong)碳(tan)含量較高、鉻(ge)含量較低(di)時有(you)一定(ding)數量的珠光體。其(qi)室溫脆性較大。該鋼(gang)種在氧化性酸(suan)類(lei)溶液中(zhong)有(you)良好的耐(nai)腐蝕性,尤其(qi)在稀(xi)硝酸(suan)中(zhong),可用于制(zhi)(zhi)造生產硝酸(suan)用化工(gong)設備,如吸收塔、硝酸(suan)熱(re)交換器、酸(suan)槽(cao)、輸送(song)管道(dao)和儲罐(guan),也可制(zhi)(zhi)造食品和釀造工(gong)業用容器、管道(dao)等。
二、新(舊(jiu))鐵素體不銹鋼
現在市場上的鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)分為兩大類,一類是新鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),也叫超鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang);另(ling)一類是舊鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),即(ji)傳統鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),其組成(cheng)與性能符合AISI標準,如表(biao)1-6所(suo)示。
三、 新(超)鐵素體不銹鋼
新(超)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開(kai)(kai)發背景 316不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)被認(ren)為(wei)是最(zui)耐(nai)腐蝕的(de)普(pu)通奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),但是,它還是不(bu)耐(nai)海水(shui)(shui)腐蝕。盡管銅鎳(nie)合(he)金(jin)、鎳(nie)基合(he)金(jin)或鈦合(he)金(jin)可以(yi)耐(nai)海水(shui)(shui)腐蝕,但是它們的(de)價(jia)錢太高。因此,開(kai)(kai)發一種能耐(nai)海水(shui)(shui)腐蝕的(de)低價(jia)格鋼(gang)(gang)材(cai)就很有必要,新(超)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)就是在這種背景下(xia)開(kai)(kai)發出來的(de)。在這類(lei)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,用鉬(mu)穩定鋼(gang)(gang)材(cai)表(biao)面的(de)氧化膜。從1980年開(kai)(kai)始(shi),高性能新(超)鐵素(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)開(kai)(kai)始(shi)在海水(shui)(shui)冷卻(que)的(de)蒸汽冷凝器中使用。
新(超)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)是在鐵(tie)(tie)-鉻不銹鋼(gang)的(de)(de)化學組成中加入鉬(mu),以改善其(qi)(qi)耐點蝕(shi)(shi)能力(li),加入鈦或鈮以改善其(qi)(qi)耐晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)能力(li)。新(超)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)的(de)(de)最(zui)大優點是其(qi)(qi)耐氯離子應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi),耐其(qi)(qi)他腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)性能也較好。在先進的(de)(de)冶(ye)煉技術應用以前,鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)有較高(gao)水(shui)平的(de)(de)填(tian)隙(xi)原(yuan)子-碳和(he)氮(dan),所以其(qi)(qi)可加工性、韌性和(he)抗蝕(shi)(shi)性能都受到(dao)限(xian)制。采用先進的(de)(de)冶(ye)煉技術(如AOD、VIM、VOD等)后,新的(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)不銹鋼(gang)含有高(gao)的(de)(de)鉻元素(su),低的(de)(de)填(tian)隙(xi)原(yuan)子;在精煉階段,盡力(li)降低填(tian)隙(xi)原(yuan)子含量或加入鈦和(he)鈮去束縛碳和(he)氮(dan)原(yuan)子。
四、合金化(hua)學組成
新(xin)(超(chao))鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)含(han)鉻(ge)高達29%,含(han)鉬4%,有些品種含(han)鎳3.5%,具有完整的鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)顯微結(jie)構,常用的新(xin)(超(chao))準素(su)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)有18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。
五、新(xin)(超)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼的應用
新(xin)(超(chao))鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)大(da)量應(ying)用于(yu)電(dian)廠冷凝器、海水處理(li)與(yu)含氯離子溶液的熱交換(huan)器中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超(chao)鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼(gang)在石化工業、化學工業也(ye)得應(ying)用。因為E-Brite26-1含鉻量大(da),所(suo)以其在高溫狀態下抗氧化、耐硫(liu)化性能(neng)好,可用于(yu)空(kong)氣預熱、煙氣余熱回收等場合(he)。

