鐵素體不銹鋼(gang)管(guan)一般不含鎳,主要合金元素是鉻,并含有相當低的碳,還常含有如鋁等鐵素體形成元素,可以保證鋼的組織主要是鐵素體。其鉻含量(質量分數)一般在12%~30%,碳含量(質量分數)大多低于0.12%。鐵素體不銹(xiu)鋼除具有不銹性和耐局部腐蝕性之外,其耐氯化物應力腐蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕等局部腐蝕性能優良,這是鐵素體不銹鋼管的主要特點。
鐵素體(ti)不銹鋼管的主(zhu)要缺(que)(que)點是(shi)室溫和(he)低溫韌性(xing)差,缺(que)(que)口敏感性(xing)高,對晶間腐蝕比(bi)較(jiao)敏感。這些(xie)缺(que)(que)點影響了鐵素體(ti)不銹鋼的廣泛(fan)應用,而且其產量也比(bi)較(jiao)低。
近幾十年來,隨著冶煉(lian)新技(ji)術的(de)出現,鐵(tie)(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)性(xing)能有(you)所改(gai)善,發(fa)展了許(xu)多焊接性(xing)好(hao),加工性(xing)能優良(liang)的(de)新鋼(gang)種。在(zai)GB/T1220-92標(biao)準中鐵(tie)(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)僅(jin)有(you)8種,而在(zai)GB/T 20878-2007標(biao)準中鐵(tie)(tie)素體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)有(you)18種。
在(zai)使(shi)(shi)用(yong)狀(zhuang)態下以鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組織為主的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管,鉻含量在(zai)11%~30%,具(ju)有(you)體(ti)(ti)心立(li)方晶(jing)體(ti)(ti)結構。這(zhe)(zhe)(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)一(yi)般(ban)不含鎳,有(you)時還含有(you)少量的(de)Mo、Ti、Nb等(deng)(deng)元素(su),這(zhe)(zhe)(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)熱導(dao)率大(da)、膨脹系數(shu)小(xiao)、抗(kang)(kang)氧化(hua)性好、抗(kang)(kang)應(ying)(ying)力(li)腐蝕優良(liang)等(deng)(deng)特點,多(duo)(duo)用(yong)于(yu)制(zhi)造耐大(da)氣、水(shui)蒸氣、水(shui)及氧化(hua)性酸腐蝕的(de)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)。這(zhe)(zhe)(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)存在(zai)有(you)塑(su)性差、焊后塑(su)性和耐蝕性明顯降低等(deng)(deng)缺(que)點,因而限制(zhi)了它的(de)應(ying)(ying)用(yong)。爐外精煉技術(AOD或VOD)的(de)應(ying)(ying)用(yong)可使(shi)(shi)碳、氮(dan)等(deng)(deng)間隙(xi)元素(su)大(da)大(da)降低,因此使(shi)(shi)這(zhe)(zhe)(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)獲得廣泛應(ying)(ying)用(yong)。多(duo)(duo)用(yong)于(yu)建(jian)筑內裝飾、重油燃燒器部(bu)(bu)件(jian)、家庭用(yong)具(ju)、家用(yong)電器部(bu)(bu)件(jian)。
鐵素體不銹鋼是以Cr為主要合金元素,Cr含量在10.5%~30%范圍,C含量≤0.20%,大多數碳含量在0.12%以下。此類鋼具有體心立方晶格(即鐵素體)組織,有磁性。純鐵素體不銹鋼在加熱和冷卻過程中沒有相變,因此,無法通過熱處理方法使它強化。鐵素體應變硬化速度低并在冷作后降低塑性,因此,鐵素體不銹鋼也不靠冷作強化。在各類不銹鋼中,此類鋼熱導率最高,膨脹系數較小,此類鋼的耐蝕性隨鋼中Cr量增加而提高,隨鋼中加入Mo、Si、Al、Ti、Nb、S、Se等賦予鋼不同的特性。鐵素體不銹鋼有中等至優異的耐蝕性。如06Cr13Al(405),06Cr11Ti(409)耐大氣腐蝕,10Cr17(430)耐中等氧化性酸和有機酸腐蝕,019Cr19Mo2NbTi(444),16Cr25N(446)耐酸堿腐蝕,特別在氯化物介質中,在海水中有良好的耐局部腐蝕性。
鋼中C與N含量較高的所謂普通純度的高Cr([Cr]15%~16%)鐵素體不銹鋼,在化工防腐蝕的應用中,長期以來受到極大的限制,主要是由于它們的脆性轉變溫度高(在室溫以上)≥900℃加熱(如焊接)會出現晶粒長大引起的脆性和晶間腐蝕敏感性;在550~750℃和475℃左右長期停留會出現。相脆性和475℃脆性。但是近20年來,由于冶煉技術的發展,出現了低C、N([C+N([C+N](350~450)x10-6)×10-6)和超低C、N([C+N]≤300×10-6)以及高純 ([C+N]≤150×10-6)鐵素體不銹鋼。當鋼材截面尺寸選擇適宜(尺寸效應)和熱處理、冷卻速度控制正確(冷卻速度效應)時,鐵素體不銹鋼可以廣泛使用(包括焊接部件)而不會出現普通鐵素體不銹鋼所存在的問題。
鐵素體不銹鋼大致可分(fen)成三類。
①. 低鉻(ge)鐵素體不銹鋼
Cr含量(liang)為11%~14%鐵素體不銹鋼屬(shu)于此類,包(bao)括將(jiang)碳(tan)量(liang)降至0.03%以下,以減少γ相的(de)(de)生(sheng)成量(liang)的(de)(de)022Cr13(410L);碳(tan)量(liang)≤0.08%、加入(ru)(ru)0.2%A1的(de)(de)06Cr13A1(405);碳(tan)量(liang)≤0.08%、加入(ru)(ru)Ti的(de)(de)06Cr11Ti(409)和022Cr11Ti(409L)等。
06Cr11Ti和022Cr11Ti是低鉻(ge)鐵素體不(bu)銹鋼中的一種,鉻(ge)含量10.5%~11.75%。它們具有(you)良(liang)好的成(cheng)形性(xing)(xing)、經(jing)濟性(xing)(xing)、耐蝕性(xing)(xing)、抗(kang)氧化(hua)性(xing)(xing)等綜合性(xing)(xing)能。它們的典型用途是汽車排氣系統相關部件。
②. 中鉻鐵素體不(bu)銹鋼
Cr含(han)(han)量為14%~22%鐵素(su)體不(bu)銹鋼屬于(yu)此類,包括僅(jin)含(han)(han)Cr的和添加Mo、Ti元素(su)的10Cr17(430),022Cr18Ti(430L),019Cr19Mo2NbTi(444)等。
③.高鉻鐵素體(ti)不銹鋼(gang)
Cr含量23%~32%鐵素體不銹鋼屬此類(lei),包括超低碳、氮和高(gao)純,添加Mo、Ti、Nb的(de)不銹鋼管,如008Cr27Mo等。