超純鐵素體不銹鋼新品研發(fā)及應用

鎳價大幅度波動導致奧氏體不銹鋼成本增加，影響其競爭力及使用。作為低鎳、無鎳的“經(jīng)濟型”不銹鋼，鐵素體不銹鋼因其成本低、競爭力強，市場前景看好。研究鐵素體不銹鋼新品種的開發(fā)與生產(chǎn)，對中國不銹鋼產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展十分重要。

　　鐵素體不銹鋼是指鉻質(zhì)量分數(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)的一類不銹鋼。按鉻質(zhì)量分數(shù)分為低鉻(鉻質(zhì)量分數(shù)在11～15%)、中鉻(鉻質(zhì)量分數(shù)在16～22%)、高鉻(鉻質(zhì)量分數(shù)在23～30%)三類;按鋼中碳、氮間隙原子質(zhì)量分數(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)異的耐應力腐蝕性能，在輕工、民用、建筑、汽車和石油化工等方面有廣泛用途，市場廣闊。大力培育和研發(fā)超純鐵素體不銹鋼新品種，探尋多領域替代奧氏體不銹鋼，發(fā)現(xiàn)新用途，勢在必行。

　　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)量分數(shù)處于常規(guī)水平，很難經(jīng)濟地將其碳+氮質(zhì)量分數(shù)降低到(400～500)×10-6以下。由此存在3個脆性區(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)量分數(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，改善了焊接性能，彌補了應用限制。同時，因鐵素體不銹鋼良好的導熱性、熱膨脹小及其在耐氧化物應力腐蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕等方面的優(yōu)勢，在某些領域替代奧氏體不銹鋼，擴大了應用范圍。

　　鐵素體不銹鋼生產(chǎn)技術研究及產(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)開發(fā)特殊用途產(chǎn)品，如抗菌鐵素體不銹鋼等。

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