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鐵素體不銹鋼 |Ferritic stain less steel

鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)加熱(re)冷(leng)卻時都沒有α'γ'轉變(bian),始終保持鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組織(zhi)。這(zhe)類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)含(han)鉻量較高,為17%~28%,主(zhu)要是作(zuo)為熱(re)穩定(ding)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),也(ye)可(ke)作(zuo)為耐蝕鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)由于不含(han)鎳,生產制造成本要比(bi)奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)低,但其(qi)熱(re)穩定(ding)性和(he)耐蝕性在(zai)有些情(qing)況下,比(bi)奧(ao)氏體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)還要好,特(te)別是耐氯離子腐蝕。因此(ci),大力推廣(guang)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的應(ying)用,不但可(ke)以(yi)降低成本,而且還能(neng)節(jie)約(yue)(yue)寶貴(gui)的鎳資源。這(zhe)樣看來,使(shi)用鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不僅(jin)可(ke)以(yi)節(jie)約(yue)(yue)鎳,而且還是在(zai)許多(duo)特(te)殊使(shi)用環境中(zhong)的最(zui)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不銹鋼321不銹鋼的耐蝕性。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(nai)蝕(shi)性


 a. 均勻腐(fu)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. 耐晶間腐蝕(shi) 


  鐵素體不銹鋼中C,N溶解度比奧氏體(ti)不銹鋼小,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、抗氧化性


( 10Cr17)430不銹鋼的抗氧化性見圖2-18。


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六(liu)、冷熱加(jia)工性


 ( 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。


  退火(huo):熱軋帶在罩式(shi)爐退火(huo),退火(huo)溫度為825~875℃,>8小時。


  冷軋帶在連(lian)續退(tui)火酸洗爐(lu)的冷線(xian)或(huo)混線(xian)上處(chu)理,處(chu)理溫度控制在850~860℃。



七(qi)、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. 脹形性


( 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不銹鋼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(hu)相同的球底沖頭,如選用有效潤滑油,430不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)板可以得到與304不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)相同的Er值。日本(ben)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)公司記載了(le)Er值的資料(見表2-12)。


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 b. 深拉伸性


  深拉伸性(CCV值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi))與塑性應變比(值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi))有密切的關系(xi)(見(jian)圖2-20),γ值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)愈(yu)(yu)大(da),深拉伸愈(yu)(yu)好(CCV值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)愈(yu)(yu)小(xiao)(xiao))。( 1Cr17)430不銹(xiu)鋼、(1Cr17Ti)437不銹(xiu)鋼的γ值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)n值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)見(jian)表(biao)2-11。為獲(huo)得較(jiao)大(da)y值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi),應采用合(he)理的冶金工藝,保證(zheng)冷軋薄(bo)板有較(jiao)大(da)織構(gou)系(xi)數(shu){111}/{110}比,就能得到(dao)較(jiao)大(da)的值(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和較(jiao)小(xiao)(xiao)的各向(xiang)異性。


圖 20.jpg


 c. 皺折


  430和(he)437鐵素體(ti)不銹鋼薄板(ban),拉伸(shen)加工(gong),深拉伸(shen)加工(gong)時(shi)容易(yi)引(yin)起皺折(zhe)(ridging),這種波紋(wen)狀起伏是沿著(zhu)延(yan)伸(shen)方(fang)向(xiang)如圖(tu)2-21。皺折(zhe)程度與鋼的(de)(de)成(cheng)分(fen),鋼鑄造組織,熱軋(ya),退火工(gong)藝,冷(leng)軋(ya)工(gong)藝有關,受冷(leng)軋(ya)薄板(ban)織構系(xi)數{111}/{110}比的(de)(de)影響,皺折(zhe)不僅(jin)損(sun)壞制品外觀,而且在皺折(zhe)顯著(zhu)的(de)(de)地(di)方(fang)容易(yi)引(yin)起破損(sun)。因此,對冷(leng)成(cheng)型器件,特別是深拉伸(shen)制品用的(de)(de)Cr17鋼板(ban),應保證(zheng)材料有較(jiao)高的(de)(de)y值,較(jiao)低的(de)(de)Δy值、ridging值。


圖 21.jpg



八、焊接性


 ( 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、用途


  主(zhu)要用(yong)于(yu)生產(chan)硝(xiao)(xiao)酸、硝(xiao)(xiao)銨的化工設(she)(she)備,如吸收塔,熱(re)交換器,酸槽,輸(shu)送管道,貯(zhu)槽等(deng)。薄板(ban)廣泛(fan)用(yong)于(yu)建筑內裝(zhuang)(zhuang)修,日用(yong)辦公設(she)(she)備,廚房設(she)(she)備、器具(ju),電氣(qi)制品,食品陳列(lie)裝(zhuang)(zhuang)備,餐飲產(chan)業的冷凍冷藏車,器具(ju),汽車裝(zhuang)(zhuang)飾,氣(qi)體燃燒器等(deng)。