鐵素體不銹鋼管一般不含鎳,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(su)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(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)管的(de)主要(yao)缺點是室溫和低溫韌性差,缺口(kou)敏感(gan)性高,對(dui)晶間腐(fu)蝕(shi)比較(jiao)敏感(gan)。這些缺點影(ying)響了鐵(tie)素體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)廣泛(fan)應用,而且(qie)其產量也(ye)比較(jiao)低。
近幾十年來,隨著冶(ye)煉新技術的(de)出現,鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)性能有所改善,發展(zhan)了許多(duo)焊接性好,加工性能優良的(de)新鋼種。在(zai)GB/T1220-92標準中鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼僅有8種,而在(zai)GB/T 20878-2007標準中鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼有18種。
在使用(yong)狀態(tai)下以鐵素體組織為主的(de)不銹鋼(gang)管,鉻(ge)含(han)量(liang)在11%~30%,具(ju)有(you)(you)體心立(li)方晶(jing)體結構。這類鋼(gang)一般不含(han)鎳,有(you)(you)時還含(han)有(you)(you)少量(liang)的(de)Mo、Ti、Nb等元素,這類鋼(gang)具(ju)熱導(dao)率大(da)、膨(peng)脹系數小、抗(kang)(kang)氧(yang)化性(xing)(xing)好、抗(kang)(kang)應(ying)(ying)力腐(fu)蝕優(you)良等特點,多用(yong)于制(zhi)造耐(nai)大(da)氣(qi)、水蒸氣(qi)、水及氧(yang)化性(xing)(xing)酸腐(fu)蝕的(de)零部件。這類鋼(gang)存(cun)在有(you)(you)塑(su)性(xing)(xing)差、焊后(hou)塑(su)性(xing)(xing)和耐(nai)蝕性(xing)(xing)明顯降(jiang)低(di)等缺點,因而限(xian)制(zhi)了它的(de)應(ying)(ying)用(yong)。爐外精煉技術(AOD或(huo)VOD)的(de)應(ying)(ying)用(yong)可(ke)使碳、氮等間隙元素大(da)大(da)降(jiang)低(di),因此使這類鋼(gang)獲得(de)廣泛(fan)應(ying)(ying)用(yong)。多用(yong)于建(jian)筑內裝飾、重油燃燒器部件、家庭用(yong)具(ju)、家用(yong)電(dian)器部件。
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(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)大致可分成(cheng)三類。
①. 低鉻鐵素體不銹(xiu)鋼
Cr含量(liang)為(wei)11%~14%鐵(tie)素體不銹鋼屬于此(ci)類,包括將碳量(liang)降至(zhi)0.03%以(yi)下(xia),以(yi)減少(shao)γ相(xiang)的生成量(liang)的022Cr13(410L);碳量(liang)≤0.08%、加(jia)入0.2%A1的06Cr13A1(405);碳量(liang)≤0.08%、加(jia)入Ti的06Cr11Ti(409)和(he)022Cr11Ti(409L)等(deng)。
06Cr11Ti和(he)022Cr11Ti是(shi)低鉻鐵素體不銹鋼(gang)中(zhong)的一種,鉻含量10.5%~11.75%。它們(men)具有良好的成形性(xing)、經濟性(xing)、耐蝕性(xing)、抗(kang)氧(yang)化性(xing)等綜合性(xing)能。它們(men)的典型用途是(shi)汽車(che)排氣系統相關(guan)部(bu)件。
②. 中鉻鐵(tie)素體不銹鋼
Cr含(han)量為14%~22%鐵素體不銹鋼屬于此(ci)類,包括(kuo)僅含(han)Cr的和添加Mo、Ti元素的10Cr17(430),022Cr18Ti(430L),019Cr19Mo2NbTi(444)等。
③.高鉻(ge)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼
Cr含量23%~32%鐵素體(ti)不銹(xiu)鋼屬此類,包(bao)括(kuo)超(chao)低(di)碳、氮和高純,添加(jia)Mo、Ti、Nb的不銹(xiu)鋼管,如(ru)008Cr27Mo等(deng)。

