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鐵素體不銹鋼 |Ferritic stain less steel

鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)加熱(re)冷卻(que)時都沒有α'γ'轉變,始終保(bao)持鐵素(su)體(ti)(ti)組織。這類鋼(gang)(gang)含鉻量較高,為17%~28%,主要是作為熱(re)穩定鋼(gang)(gang),也可作為耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)。鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)由(you)于不(bu)含鎳,生產制造成本要比奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)低(di),但其熱(re)穩定性和耐蝕(shi)(shi)性在(zai)有些情況下,比奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)還(huan)要好,特別是耐氯(lv)離(li)子腐蝕(shi)(shi)。因此,大力推廣鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的應用,不(bu)但可以(yi)降低(di)成本,而(er)(er)且還(huan)能節約寶貴的鎳資源。這樣看來,使(shi)用鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)僅(jin)可以(yi)節約鎳,而(er)(er)且還(huan)是在(zai)許多(duo)特殊使(shi)用環境中的最(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(gang)321不銹(xiu)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(xue)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(li)學(xue)性(xing)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(xing)


 a. 均勻腐蝕


  ( 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. 耐晶間腐蝕 


  鐵素體不銹鋼中C,N溶解度比奧氏(shi)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、抗氧化性


( 10Cr17)430不銹鋼的抗氧化性見圖2-18。


圖 18.jpg


六、冷(leng)熱加工性(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)(huo):熱(re)軋帶在罩式爐退(tui)火(huo)(huo),退(tui)火(huo)(huo)溫度為825~875℃,>8小時。


  冷(leng)軋帶在(zai)連續退火(huo)酸(suan)洗爐的冷(leng)線(xian)或混(hun)線(xian)上(shang)處(chu)理,處(chu)理溫(wen)度控制在(zai)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(bu)銹鋼(gang)板有著中等的脹形性。


圖 19.jpg


 使(shi)用陰模直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)與直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)幾乎相同的(de)球(qiu)底沖頭,如選(xuan)用有(you)效潤滑油(you),430不銹(xiu)鋼(gang)板(ban)可(ke)以得(de)到(dao)與304不銹(xiu)鋼(gang)相同的(de)Er值(zhi)(zhi)。日本(ben)不銹(xiu)鋼(gang)公司記載了Er值(zhi)(zhi)的(de)資料(liao)(見表2-12)。


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 b. 深拉(la)伸性


  深拉伸性(xing)(CCV值(zhi)(zhi))與塑性(xing)應變比(bi)(值(zhi)(zhi))有密切的(de)關(guan)系(xi)(見圖2-20),γ值(zhi)(zhi)愈大,深拉伸愈好(CCV值(zhi)(zhi)愈小(xiao))。( 1Cr17)430不銹(xiu)鋼、(1Cr17Ti)437不銹(xiu)鋼的(de)γ值(zhi)(zhi)n值(zhi)(zhi)見表2-11。為獲得較(jiao)(jiao)大y值(zhi)(zhi),應采(cai)用合(he)理(li)的(de)冶金工(gong)藝,保證(zheng)冷軋薄(bo)板有較(jiao)(jiao)大織構(gou)系(xi)數{111}/{110}比(bi),就(jiu)能得到較(jiao)(jiao)大的(de)值(zhi)(zhi)和較(jiao)(jiao)小(xiao)的(de)各向異性(xing)。


圖 20.jpg


 c. 皺(zhou)折


  430和437鐵素體不銹鋼(gang)薄(bo)板(ban),拉伸加工,深(shen)拉伸加工時容(rong)易引(yin)起皺(zhou)折(zhe)(ridging),這種波(bo)紋狀起伏是沿著延伸方向如圖2-21。皺(zhou)折(zhe)程(cheng)度(du)與鋼(gang)的(de)成分,鋼(gang)鑄造組織(zhi),熱軋(ya)(ya),退火工藝(yi)(yi),冷(leng)軋(ya)(ya)工藝(yi)(yi)有關,受冷(leng)軋(ya)(ya)薄(bo)板(ban)織(zhi)構系數{111}/{110}比的(de)影響,皺(zhou)折(zhe)不僅損壞制(zhi)品(pin)外(wai)觀,而且(qie)在皺(zhou)折(zhe)顯著的(de)地方容(rong)易引(yin)起破(po)損。因此,對(dui)冷(leng)成型器件,特別是深(shen)拉伸制(zhi)品(pin)用的(de)Cr17鋼(gang)板(ban),應保(bao)證材料(liao)有較高的(de)y值,較低的(de)Δy值、ridging值。


圖 21.jpg



八(ba)、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、用途


  主(zhu)要用(yong)于生產硝酸(suan)(suan)、硝銨的化(hua)工設(she)備,如吸(xi)收塔,熱交換(huan)器,酸(suan)(suan)槽(cao),輸送管道,貯槽(cao)等。薄板廣泛用(yong)于建筑內(nei)裝修,日用(yong)辦公設(she)備,廚房設(she)備、器具,電(dian)氣(qi)制(zhi)品,食品陳列(lie)裝備,餐飲產業的冷(leng)凍冷(leng)藏車,器具,汽(qi)車裝飾(shi),氣(qi)體(ti)燃(ran)燒器等。