超純鐵素體不銹鋼新品研發(fā)及應(yīng)用

鎳價(jià)大幅度波動(dòng)導(dǎo)致奧氏體不銹鋼成本增加，影響其競(jìng)爭(zhēng)力及使用。作為低鎳、無(wú)鎳的“經(jīng)濟(jì)型”不銹鋼，鐵素體不銹鋼因其成本低、競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)，市場(chǎng)前景看好。研究鐵素體不銹鋼新品種的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)，對(duì)中國(guó)不銹鋼產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展十分重要。

　　鐵素體不銹鋼是指鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)在11%～30%，在高溫和室溫下組織均為體心立方晶體結(jié)構(gòu)的一類(lèi)不銹鋼。按鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)分為低鉻(鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)在11～15%)、中鉻(鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)在16～22%)、高鉻(鉻質(zhì)量分?jǐn)?shù)在23～30%)三類(lèi);按鋼中碳、氮間隙原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)將鐵素體不銹鋼分為普通鐵素體不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼，嚴(yán)格意義上的超純鐵素體不銹鋼ω([C])+ω([N])≤150×10-6，且其他雜質(zhì)元素和夾雜物含量很低。

　　鐵素體不銹鋼，特別是超純鐵素體不銹鋼具有良好的耐蝕性、成型加工性和優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕性能，在輕工、民用、建筑、汽車(chē)和石油化工等方面有廣泛用途，市場(chǎng)廣闊。大力培育和研發(fā)超純鐵素體不銹鋼新品種，探尋多領(lǐng)域替代奧氏體不銹鋼，發(fā)現(xiàn)新用途，勢(shì)在必行。

　　傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼用電弧爐或/和轉(zhuǎn)爐冶煉并加工生產(chǎn)，鋼中碳、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)處于常規(guī)水平，很難經(jīng)濟(jì)地將其碳+氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到(400～500)×10-6以下。由此存在3個(gè)脆性區(qū)。缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度高且室溫韌性低，對(duì)晶間腐蝕更敏感以及與18-8型奧氏體不銹鋼相比冷成型性不好等限制了其使用。

　　隨著冶煉裝備水平提高，AOD、VOD冶煉技術(shù)的發(fā)展，冶煉超低碳、氮的超純鐵素體不銹鋼成為可能，在碳、氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低及成分與組織控制水平提高后，克服了傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼性能缺點(diǎn)，改善了焊接性能，彌補(bǔ)了應(yīng)用限制。同時(shí)，因鐵素體不銹鋼良好的導(dǎo)熱性、熱膨脹小及其在耐氧化物應(yīng)力腐蝕、耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕等方面的優(yōu)勢(shì)，在某些領(lǐng)域替代奧氏體不銹鋼，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。

　　鐵素體不銹鋼生產(chǎn)技術(shù)研究及產(chǎn)品研發(fā)主要圍繞以下工藝優(yōu)化、質(zhì)量改善、滿足特殊性能要求的方向發(fā)展：

　　1)超純化，使ω([C])+ω([N])≤150×10-6，同時(shí)還要求ω([S])≤0.005%，ω([P])≤0.010%，ω([O])≤0.0035%;減少夾雜物含量、增加等軸晶率。

　　2)采用Ti、Nb雙穩(wěn)定化，提高耐腐蝕性能和成型性能。

　　3)減少或消除熱軋黏結(jié)、優(yōu)化板型、提高表面質(zhì)量。

　　4)控制組織和再結(jié)晶織構(gòu)以提高深沖性能。

　　5)開(kāi)發(fā)特殊用途產(chǎn)品，如抗菌鐵素體不銹鋼等。

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