鐵素體不銹鋼管(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(tie)素體不銹鋼(gang)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。
鐵素體不銹鋼管的(de)主要缺(que)點是室(shi)溫(wen)和低溫(wen)韌性(xing)差,缺(que)口敏感性(xing)高,對晶間腐蝕比較敏感。這些(xie)缺(que)點影響(xiang)了鐵素體不銹鋼的(de)廣泛(fan)應用(yong),而且其產(chan)量(liang)也比較低。
近幾(ji)十年來(lai),隨著冶煉新技(ji)術(shu)的出(chu)現,鐵(tie)素體不(bu)銹鋼的性(xing)能(neng)有所改善(shan),發展(zhan)了(le)許多焊接性(xing)好,加工性(xing)能(neng)優(you)良的新鋼種(zhong)。在GB/T1220-92標(biao)準(zhun)中(zhong)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼僅有8種(zhong),而(er)在GB/T 20878-2007標(biao)準(zhun)中(zhong)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼有18種(zhong)。
在(zai)使用(yong)(yong)狀態下以鐵素體組織為主的(de)不銹(xiu)鋼(gang)管,鉻(ge)含量在(zai)11%~30%,具有體心立方晶體結構。這類鋼(gang)一般不含鎳(nie),有時還含有少(shao)量的(de)Mo、Ti、Nb等(deng)(deng)元(yuan)素,這類鋼(gang)具熱導(dao)率大(da)、膨脹系數小(xiao)、抗氧(yang)化性(xing)(xing)好、抗應(ying)力腐蝕優良等(deng)(deng)特點,多(duo)用(yong)(yong)于(yu)(yu)制造(zao)耐大(da)氣、水蒸氣、水及(ji)氧(yang)化性(xing)(xing)酸腐蝕的(de)零部件(jian)。這類鋼(gang)存(cun)在(zai)有塑(su)性(xing)(xing)差、焊(han)后塑(su)性(xing)(xing)和耐蝕性(xing)(xing)明顯(xian)降(jiang)低等(deng)(deng)缺(que)點,因而(er)限制了它的(de)應(ying)用(yong)(yong)。爐外精煉技術(AOD或(huo)VOD)的(de)應(ying)用(yong)(yong)可(ke)使碳、氮(dan)等(deng)(deng)間隙(xi)元(yuan)素大(da)大(da)降(jiang)低,因此使這類鋼(gang)獲(huo)得廣泛應(ying)用(yong)(yong)。多(duo)用(yong)(yong)于(yu)(yu)建筑內(nei)裝飾、重(zhong)油(you)燃燒(shao)器(qi)部件(jian)、家庭(ting)用(yong)(yong)具、家用(yong)(yong)電器(qi)部件(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(ti)不銹鋼大致可分(fen)成(cheng)三(san)類(lei)。
①. 低鉻鐵素體不銹鋼
Cr含量為(wei)11%~14%鐵素體不銹鋼屬于此(ci)類,包括將碳(tan)量降至0.03%以下(xia),以減(jian)少γ相的生成(cheng)量的022Cr13(410L);碳(tan)量≤0.08%、加(jia)入0.2%A1的06Cr13A1(405);碳(tan)量≤0.08%、加(jia)入Ti的06Cr11Ti(409)和022Cr11Ti(409L)等。
06Cr11Ti和022Cr11Ti是低鉻鐵素體(ti)不銹鋼中(zhong)的一種(zhong),鉻含(han)量10.5%~11.75%。它(ta)們(men)具有(you)良好的成形(xing)性(xing)、經濟性(xing)、耐(nai)蝕性(xing)、抗氧化性(xing)等(deng)綜合性(xing)能(neng)。它(ta)們(men)的典(dian)型(xing)用(yong)途(tu)是汽車排氣系統相(xiang)關(guan)部件。
②. 中鉻鐵素(su)體不(bu)銹鋼
Cr含量為14%~22%鐵素體不銹(xiu)鋼屬于此類,包括僅含Cr的和添加(jia)Mo、Ti元素的10Cr17(430),022Cr18Ti(430L),019Cr19Mo2NbTi(444)等。
③.高鉻鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼
Cr含量23%~32%鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)屬此(ci)類,包括超低碳、氮(dan)和高純,添加(jia)Mo、Ti、Nb的不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管,如(ru)008Cr27Mo等。