鐵素體不銹鋼(gang)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%。鐵素體不銹鋼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(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管的主要(yao)缺(que)點是室(shi)溫(wen)和低(di)溫(wen)韌(ren)性差,缺(que)口(kou)敏感性高,對晶間(jian)腐蝕比較敏感。這(zhe)些缺(que)點影響了鐵(tie)素體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的廣泛應用,而(er)且其產量也(ye)比較低(di)。
近幾十(shi)年來,隨著冶煉新技術的(de)(de)出現,鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)性能有(you)(you)所改善,發展(zhan)了許多(duo)焊接性好,加工性能優良的(de)(de)新鋼(gang)種(zhong)(zhong)。在GB/T1220-92標準中鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)僅有(you)(you)8種(zhong)(zhong),而在GB/T 20878-2007標準中鐵(tie)(tie)素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)有(you)(you)18種(zhong)(zhong)。
在(zai)使(shi)用(yong)(yong)(yong)狀(zhuang)態下以鐵素(su)體(ti)組織為主(zhu)的不銹鋼管,鉻含量(liang)在(zai)11%~30%,具有(you)體(ti)心立方(fang)晶體(ti)結構(gou)。這類(lei)(lei)鋼一般(ban)不含鎳,有(you)時還含有(you)少(shao)量(liang)的Mo、Ti、Nb等(deng)元素(su),這類(lei)(lei)鋼具熱(re)導率(lv)大(da)(da)、膨脹系數小、抗氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)好、抗應(ying)力腐蝕優良(liang)等(deng)特點,多用(yong)(yong)(yong)于制(zhi)造耐大(da)(da)氣、水蒸氣、水及氧(yang)化(hua)性(xing)(xing)酸腐蝕的零部(bu)件(jian)。這類(lei)(lei)鋼存在(zai)有(you)塑(su)性(xing)(xing)差、焊后塑(su)性(xing)(xing)和(he)耐蝕性(xing)(xing)明顯降(jiang)低(di)等(deng)缺點,因而限制(zhi)了它(ta)的應(ying)用(yong)(yong)(yong)。爐外精(jing)煉技術(AOD或VOD)的應(ying)用(yong)(yong)(yong)可(ke)使(shi)碳(tan)、氮等(deng)間隙(xi)元素(su)大(da)(da)大(da)(da)降(jiang)低(di),因此使(shi)這類(lei)(lei)鋼獲得廣(guang)泛應(ying)用(yong)(yong)(yong)。多用(yong)(yong)(yong)于建筑內裝飾、重(zhong)油燃(ran)燒器(qi)部(bu)件(jian)、家庭用(yong)(yong)(yong)具、家用(yong)(yong)(yong)電器(qi)部(bu)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(su)體不銹鋼大致可分成(cheng)三類。
①. 低鉻(ge)鐵(tie)素體不銹鋼
Cr含量(liang)(liang)為(wei)11%~14%鐵素體不銹鋼屬于此(ci)類(lei),包括將(jiang)碳量(liang)(liang)降至0.03%以(yi)下,以(yi)減(jian)少(shao)γ相的生成量(liang)(liang)的022Cr13(410L);碳量(liang)(liang)≤0.08%、加入0.2%A1的06Cr13A1(405);碳量(liang)(liang)≤0.08%、加入Ti的06Cr11Ti(409)和022Cr11Ti(409L)等。
06Cr11Ti和(he)022Cr11Ti是低鉻鐵素(su)體不銹(xiu)鋼中(zhong)的一種,鉻含量10.5%~11.75%。它們具有良(liang)好的成形性、經濟(ji)性、耐蝕性、抗(kang)氧化性等(deng)綜合(he)性能。它們的典型用途是汽車排氣系統相關部件。
②. 中鉻鐵素(su)體不銹鋼
Cr含量(liang)為14%~22%鐵素(su)體不(bu)銹鋼屬于此類,包括(kuo)僅含Cr的和(he)添加Mo、Ti元素(su)的10Cr17(430),022Cr18Ti(430L),019Cr19Mo2NbTi(444)等(deng)。
③.高鉻鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)
Cr含量23%~32%鐵素體不銹鋼屬此類(lei),包括(kuo)超低碳、氮和高純(chun),添(tian)加Mo、Ti、Nb的不銹鋼管,如008Cr27Mo等(deng)。