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鐵素體不銹鋼 |Ferritic stain less steel

鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)在加熱(re)冷卻時(shi)都沒有(you)α'γ'轉變(bian),始終保(bao)持鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)組織。這類鋼(gang)(gang)(gang)含(han)鉻量(liang)較高,為(wei)17%~28%,主要是作(zuo)為(wei)熱(re)穩定(ding)鋼(gang)(gang)(gang),也(ye)可(ke)作(zuo)為(wei)耐(nai)蝕鋼(gang)(gang)(gang)。鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)由(you)于不(bu)含(han)鎳,生產制造成本(ben)要比奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)低(di),但其熱(re)穩定(ding)性(xing)和耐(nai)蝕性(xing)在有(you)些情況下(xia),比奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)還(huan)要好,特別是耐(nai)氯離子腐蝕。因此,大力推廣鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的應(ying)用,不(bu)但可(ke)以(yi)降低(di)成本(ben),而(er)(er)且還(huan)能節約(yue)寶貴的鎳資源。這樣(yang)看來,使(shi)用鐵(tie)(tie)素(su)(su)體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)僅可(ke)以(yi)節約(yue)鎳,而(er)(er)且還(huan)是在許多(duo)特殊使(shi)用環境中(zhong)的最佳選材。

產品分類 / 用途

10Cr17、(430)、1Cr17Ti(437)

  ( 10Cr17) 430 不銹鋼、(1Cr17Ti) 437 不銹鋼,這是兩種中等鉻含量的鐵素體不銹鋼。當( 10Cr17) 430 不銹鋼中含碳量較高而鉻含量較低時,此鋼的組織結構除鐵素體外還有一定量的珠光體或鐵素體+碳化物。(1Cr17Ti) 437不銹鋼由于低碳并加Ti穩定化元素,此鋼的組織結構為純鐵素體。它的耐晶間腐蝕性,成型性和焊接性均優于( 10Cr17)430不銹鋼。這二種鐵素體不銹鋼脆性轉變溫度均在室溫以上,而且都對缺口敏感,所以不適于制作在室溫以下承受載荷的設備和部件,通常使用的鋼材截面尺寸一般不允許超過4mm。( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在大氣、水蒸氣等介質中具有不銹性,但當介質中含有較高氯離子時,不銹性則嫌不足。這二種鋼在氧化性酸溶液中均有接近304不銹(xiu)鋼321不銹鋼(gang)的耐蝕性。由于這兩種鋼具有耐蝕性、力學性能以及熱導率高的特點,它們主要用于生產硝酸、硝銨的化工設備,如吸收塔、熱交換器、酸槽輸送管道、貯槽等,薄板廣泛用于建筑內裝修、日用辦公設備、廚房器具、汽車裝飾、氣體燃燒器等。


一、化學成分


( 10Cr17) 430 不銹鋼、(1Cr17Ti) 437 不銹鋼的化學成分見表2-8。


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三、力學性能


( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼的力學性能見表 2-9 。


( 10Cr17)430不銹鋼高溫抗張性能見圖 2-13。


圖 13.jpg


( 10Cr17)430不銹鋼蠕變破斷強度見圖 2-14。



四、耐蝕性


 a. 均勻(yun)腐蝕


  ( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在氧化性環境中耐蝕性強。然而在非氧化酸及活化作用的溶液中耐蝕弱,只能作為制造醋酸用設備的耐蝕材料。


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  ( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼耐均勻腐蝕性能見表2-10,圖2-15,圖2-16。


圖 15.jpg


   ( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在硫酸溶液中使用,室溫時允許使用濃度在0.5%以下,90%以上,66℃以下允許使用的濃度0.1%以下95%以上。在硝酸溶液中,HNO3濃度<20%時可用至沸騰溫度,20%~40%,使用溫度<70℃,40%~70%,<60℃。


 b. 耐晶間(jian)腐蝕 


  鐵素體不銹鋼中C,N溶解度比奧氏體不銹(xiu)鋼小,而由于Cr,C等在鐵素體中擴散速度快,容易生成碳化物和氮化物,因此表現出晶間腐蝕特性與奧氏體不銹鋼不同。圖2-17指出10Cr17鋼敏化溫度范圍在400~600℃附近,在1100℃以上高溫區暴露也產生敏化,此敏化的高溫區,是冷卻途中通過400~600℃時生成碳化物的結果,此碳化物生成極快。在700~850℃溫度區穩定化處理,碳化物生成時產生的Cr貧化,由于Cr的再擴散,敏化消失。(1Cr17Ti)437不銹鋼,由于低C加Ti穩定化,可抑制鋼的敏感性。


圖 17.jpg


 ( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼在760~816℃退火處理在硫酸+硫酸銅+銅屑法,65%HNO3法檢驗均無晶間腐蝕(見表2-11)。


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五、抗氧(yang)化性


( 10Cr17)430不銹鋼的抗氧化性見圖2-18。


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六、冷熱(re)加工(gong)性(xing)


 ( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼開始熱加工溫度為1050~1150℃,為了獲得微細晶粒和較好的塑性,熱加工終止溫度應<850℃并保證足夠的變形量。


  退(tui)火(huo):熱軋帶在罩式爐退(tui)火(huo),退(tui)火(huo)溫度(du)為825~875℃,>8小時(shi)。


  冷(leng)軋帶(dai)在(zai)連續退火酸(suan)洗爐(lu)的冷(leng)線(xian)或混線(xian)上(shang)處理,處理溫(wen)度(du)控制在(zai)850~860℃。



七、成型性


 ( 10Cr17)430不銹鋼、(1Cr17Ti)437不銹鋼與軟鋼比較,屈服強度和抗張強度高,延伸率小,其塑性基本與軟鋼相似。評價10Cr17,0Cr17Ti薄板冷成型性指標,采用塑性應變比(y值)及加工硬化指數(n值)。這些指標可用來描述材料的深拉伸性、脹形性及擴孔性。伴隨著成型還出現皺折(ridging)和縱裂(二次加工性)問題。



a. 脹形(xing)性(xing)


( 10Cr17)430不銹鋼 n值為0.21~0.22,(1Cr17Ti)437不銹鋼的n值為0.22~0.23,較430不銹鋼稍大些(見表2-11)。n值和Er值之間關系如圖2-19所示,板厚0.6~1.0mm,Er值隨n值變化在9.0~12。顯然10Cr17不(bu)銹鋼(gang)板有著中等的脹形性。


圖 19.jpg


 使用陰模直徑(jing)與直徑(jing)幾乎相(xiang)同的(de)球底沖(chong)頭(tou),如選用有效(xiao)潤滑油,430不(bu)銹鋼板可以得到與304不(bu)銹鋼相(xiang)同的(de)Er值。日本不(bu)銹鋼公司記載(zai)了(le)Er值的(de)資料(見(jian)表2-12)。


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 b. 深拉伸性


  深拉(la)伸(shen)性(CCV值(zhi)(zhi)(zhi))與塑性應(ying)變比(值(zhi)(zhi)(zhi))有密(mi)切的關系(見(jian)圖2-20),γ值(zhi)(zhi)(zhi)愈(yu)大,深拉(la)伸(shen)愈(yu)好(CCV值(zhi)(zhi)(zhi)愈(yu)小)。( 1Cr17)430不(bu)銹(xiu)鋼、(1Cr17Ti)437不(bu)銹(xiu)鋼的γ值(zhi)(zhi)(zhi)n值(zhi)(zhi)(zhi)見(jian)表2-11。為獲得較大y值(zhi)(zhi)(zhi),應(ying)采用合(he)理的冶金工藝,保證冷(leng)軋(ya)薄板(ban)有較大織構系數{111}/{110}比,就能得到較大的值(zhi)(zhi)(zhi)和較小的各向異性。


圖 20.jpg


 c. 皺折(zhe)


  430和437鐵素體不銹(xiu)鋼薄(bo)板,拉(la)伸加工,深拉(la)伸加工時容(rong)易引起(qi)皺(zhou)折(ridging),這(zhe)種波(bo)紋狀起(qi)伏是沿著(zhu)延伸方(fang)向如圖2-21。皺(zhou)折程度與鋼的(de)(de)成分,鋼鑄造組織,熱軋(ya),退火工藝,冷軋(ya)工藝有(you)(you)關,受冷軋(ya)薄(bo)板織構系數{111}/{110}比的(de)(de)影響,皺(zhou)折不僅損(sun)壞制品外(wai)觀,而且在(zai)皺(zhou)折顯著(zhu)的(de)(de)地方(fang)容(rong)易引起(qi)破損(sun)。因此(ci),對冷成型器件(jian),特別是深拉(la)伸制品用的(de)(de)Cr17鋼板,應保證材(cai)料有(you)(you)較高的(de)(de)y值,較低的(de)(de)Δy值、ridging值。


圖 21.jpg



八、焊接性(xing)


 ( 10Cr17)430不銹鋼焊接時,焊接熱影響區(HAZ)組織發生變化,即875℃以上,一部分組織轉變成γ相,隨后冷卻過程中,這部分γ相轉變成馬氏體,此條狀馬氏體在晶界上多呈不連續狀(圖2-22)。此馬氏體相硬度隨碳量增加而提高,通常維氏硬度達到250~300,同時由于高溫熱循環結晶晶粒粗大化,這都成為HAZ的脆性、韌性降低的原因,因此焊后應在750~850℃進行退火處理,使板條狀馬氏體組織轉變成鐵素體+碳化物,改善HAZ的脆性。因此,430不銹鋼是可以焊接的,但通常采用小電流,高焊速并使用焊接層次盡量少的焊接工藝。截面尺寸大于6mm的板、管材不宜用作焊接結構件。430不銹鋼焊后不適于在導致其晶間腐蝕的氧化性酸中使用。(1Cr17Ti)437不銹鋼由于加入穩定化元素Ti,鋼組織成為單一鐵素體,HAZ延性,韌性可相當程度的改善。437不銹鋼可焊性較430不銹鋼好。但焊接時高溫熱循環結晶晶粒粗大化問題仍然存在,因此,與430不銹鋼一樣,焊接時限制板厚,焊接熱量輸入。


圖 22.jpg


九、用(yong)途(tu)


  主要(yao)用于(yu)生產硝酸、硝銨的化(hua)工設備,如吸(xi)收(shou)塔(ta),熱(re)交換器(qi)(qi),酸槽(cao),輸送管(guan)道,貯(zhu)槽(cao)等(deng)。薄(bo)板廣泛用于(yu)建筑內裝(zhuang)修,日用辦公(gong)設備,廚房(fang)設備、器(qi)(qi)具(ju),電氣制品,食品陳列裝(zhuang)備,餐飲(yin)產業(ye)的冷(leng)凍冷(leng)藏車(che),器(qi)(qi)具(ju),汽車(che)裝(zhuang)飾,氣體燃燒(shao)器(qi)(qi)等(deng)。