J1和J4系印度Jindal公司的廠家牌號,希望代替18-8(AISI 304)奧氏體不銹鋼,至今我們尚未見到全面完整的技術資料。但是,與J1、J4試圖代替著名的18-8相比,不僅降低了對鋼的不銹耐蝕性有益的鉻、鎳等元素,并且大大提高了對鋼的不銹耐蝕性有害的錳元素,可以肯定,J1、J4的不銹耐蝕性等會遠遠低于18-8不銹鋼



一、化學成分 


   表(biao)5.25系J1和(he)(he)J4的化(hua)學(xue)成分與(yu)AISI 201、AISI 202和(he)(he)美國(guo)211的相對(dui)比。


   由表5.25可知,為了(le)節鎳(nie),J1和(he)J4鋼中(zhong)鎳(nie)量(liang)(liang)較 AISI 201、AISI 202和(he)211低,而為了(le)保證具有(you)單(dan)一的奧氏體組織,J1和(he)J4鋼中(zhong)的鉻量(liang)(liang)較 AISI 201、AISI 202 和(he)美國211也(ye)偏低了(le)1.0%~3.0%,AISI 201,AISI 202均不含銅,J1和(he)J4為了(le)提高(gao)冷成(cheng)型性都含銅,且含銅量(liang)(liang)與211相當。


表 25.jpg



二、組織結構 


   圖5.30示出了J1和(he)J4鋼(gang)在(zai)Fe-Cr-Ni-Mn相圖中(zhong)所處的大致位置,可(ke)知J1和(he)J4均具有(you)單一奧氏體(ti)組織。


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三、力(li)學性能 


   表5.26列出(chu)了印度產J1,中國臺灣(wan)產J4以及中國大陸產J4、304(0Cr18Ni9)、430(1Cr17)鋼的室溫(wen)力(li)學性(xing)能。


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四、冷成型性 


   前面(mian)已述及(ji),向(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)加(jia)(jia)入(ru)鎳、銅等(deng)元素,對提高鋼(gang)(gang)的(de)冷成型(xing)性有益,而向(xiang)鋼(gang)(gang)中(zhong)加(jia)(jia)入(ru)銅已成為了改善各類(lei)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)冷成型(xing)性的(de)重要手(shou)段,但是,向(xiang)鋼(gang)(gang)中(zhong)加(jia)(jia)氮(dan),由(you)于(yu)氮(dan)的(de)固溶強(qiang)化作用,反而會惡化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)冷成型(xing)性。


   圖5.31系J1(含4%Ni者)和J4(含1%Ni者)與AISI 201、304不銹(xiu)鋼等的冷成型性(以延遲開裂概率來評價)的對比,可以看出:304不銹鋼具有最佳的冷成型性,當深沖比高達2.0時,其延遲開裂概率仍為零;J4的冷成型性最差,深沖比僅1.4時,其延遲開裂已達80%,而深沖比在1.6時,其延遲開裂概率便高達100%;含4%Ni的J1鋼,其冷成型性雖次于304不銹鋼,但卻既優于J4,也優于AISI 201。這與J1鋼和AISI 201相較,J1鋼既含銅(約1.5%),而氮量又低(<0.10%),同時含鎳量又與AISI 201相近有關;而J1與J4鋼相較,J1鋼冷成型性較好,與此鋼含鎳量高而氮量又低有關。


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   由第4章(zhang)圖4.47可以看出,國內(nei)(nei)最近(jin)所(suo)(suo)進行的(de)(de)(de)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)439、443,奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)304與含1%Ni和4%Ni鉻錳鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)冷成(cheng)型延遲開(kai)裂試(shi)驗,結果(guo)中,低(di)鎳的(de)(de)(de)J1、J4雖然含有有利于提高冷成(cheng)型性(xing)的(de)(de)(de)銅元素(su),但(dan)它們的(de)(de)(de)延遲開(kai)裂概率仍遠(yuan)高于439、443和304不銹(xiu)鋼(gang)(gang)。圖5.32系(xi)國內(nei)(nei)用(yong)仿(fang)制J1、J4鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)板材生產制品時,由于延遲開(kai)裂所(suo)(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)廢品,同時國內(nei)(nei)還發現(xian)居民使用(yong)的(de)(de)(de)用(yong)國內(nei)(nei)仿(fang)制的(de)(de)(de)J1、J4鋼(gang)(gang)制作的(de)(de)(de)廚房用(yong)品在(zai)使用(yong)過(guo)程中發生過(guo)自行開(kai)裂的(de)(de)(de)現(xian)象。


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   由于(yu)以錳、氮代鎳鋼(gang)冷成(cheng)型性差(cha),為了防止此鋼(gang)在冷加(jia)工(gong)(gong)后延(yan)遲開(kai)裂(lie),需要增加(jia)消除(chu)應力熱處(chu)理的次數,最終導致加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)本的提高(gao)。



五、不銹耐(nai)蝕性 


   前面的(de)圖(tu)2.30(A)、圖(tu)2.30(B)已指(zhi)出,向鋼(gang)中(zhong)加入錳(meng)可顯著降低(di)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)性,由于(yu)(yu)J1和J4不(bu)(bu)(bu)僅(jin)錳(meng)量高,而且(qie)鉻(ge)量低(di),在(zai)考慮了(le)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)鉻(ge)、氮對(dui)耐(nai)蝕(shi)性的(de)有(you)益作用和錳(meng)元素(su)的(de)不(bu)(bu)(bu)利影響后,按不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)點(dian)蝕(shi)指(zhi)數公式計(ji)算,J1和J4的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)指(zhi)數僅(jin)相當于(yu)(yu)約(yue)含(han)12%Cr不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)指(zhi)數,而430、439、443等(deng)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)指(zhi)數則為17%~21%,304鉻(ge)鎳奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)點(dian)蝕(shi)指(zhi)數則可達19%以上。因此,可以預計(ji):J1和J4鋼(gang)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)耐(nai)蝕(shi)性不(bu)(bu)(bu)僅(jin)遠低(di)于(yu)(yu)0Cr18Ni9(304)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),而且(qie)也會低(di)于(yu)(yu)430、439和443等(deng)無(wu)鎳的(de)鐵素(su)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),同時還會低(di)于(yu)(yu)AISI 200系鋼(gang)和鉻(ge)、鎳、氮量與J1和J4相同但不(bu)(bu)(bu)含(han)錳(meng)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)。


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   國內(nei)某不銹鋼廠進行的鹽霧試(shi)驗(yan)結果指出,J1和J4在24h(一般17~18h)內(nei)便(bian)出現銹蝕(shi)(shi),而0Cr18Ni9(304)和1Cr17(430)經過48h,有的試(shi)樣(yang)經過96h后才(cai)出現銹蝕(shi)(shi)。


   圖(tu)5.33 經鹽霧(wu)試驗后,J1、J4和304、439(0Cr17.5Ti)表面的(de)銹蝕情況,國(guo)外進行的(de)鹽霧(wu)試驗所(suo)取得的(de)結果見(jian)圖(tu)5.33,可(ke)以明顯看出,J1和J4銹蝕嚴重,而304(0Cr18Ni9)和439(0Cr17.5Ti,相當于(yu)在430中加(jia)鈦)鐵素(su)體(ti)不銹鋼則銹蝕輕微。


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   第(di)4章圖4.45系國內在3.5%NaCl、30℃溶液(ye)中所進(jin)行的耐蝕性(xing)(以(yi)點蝕電位(wei)來衡(heng)量)試驗所取得的結(jie)果。可(ke)以(yi)看出1%Ni和(he)4%Ni的J4、J1耐蝕性(xing)不(bu)僅遠低(di)于304L、443和(he)439,而且(qie)還分別低(di)于410和(he)430。


   圖5.34系國外在1mol/L NaCl溶(rong)液、25℃時所(suo)進行的(de)試驗結果,同(tong)樣以點蝕(shi)(shi)電位來評價鋼的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)。含1%Ni和(he)4%Ni的(de)J4、J1,J4的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)最差,均低于無鎳的(de)430鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(Cr17),而經濟型雙相不(bu)銹(xiu)鋼LDX 2101(00Cr21Mn5Ni1.5N)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)最佳,要優于304,標準型鉻(ge)錳奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼 AISI 201也低于304,更(geng)低于LDX 2101。


   圖5.34 在25℃、1mol/L NaCl溶液中,測(ce)定1%Ni、4%Ni和(he)AISI 201的(de)點蝕電位并與430、304和(he)LDX2101對比的(de)結(jie)果


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   浙(zhe)江至(zhi)德鋼(gang)(gang)業有限(xian)公司技術工程師認為(wei),為(wei)了節鎳(nie)(nie)(nie)代(dai)替304并獲得(de)奧(ao)氏體組織(zhi),又(you)保證鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性(xing),前述美(mei)國AISI 200系(xi)鋼(gang)(gang),鋼(gang)(gang)中鉻(ge)(ge)量均設計在與18-8型鋼(gang)(gang)含(han)量相當的(de)(de)17%~18%,而(er)J1和J4鋼(gang)(gang)是以降低(di)(di)(di)鋼(gang)(gang)中鉻(ge)(ge)量,犧牲鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性(xing)為(wei)代(dai)價(jia)所(suo)開(kai)發的(de)(de),希(xi)望代(dai)替304的(de)(de)低(di)(di)(di)鉻(ge)(ge)低(di)(di)(di)鎳(nie)(nie)(nie)高錳(meng)(meng)的(de)(de)鉻(ge)(ge)錳(meng)(meng)不(bu)銹鋼(gang)(gang),不(bu)是節鎳(nie)(nie)(nie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)發展方向。低(di)(di)(di)鉻(ge)(ge)低(di)(di)(di)鎳(nie)(nie)(nie)又(you)高錳(meng)(meng)的(de)(de)鉻(ge)(ge)錳(meng)(meng)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性(xing)不(bu)僅(jin)遠低(di)(di)(di)于(yu)18-8型(304),而(er)且(qie)也無法(fa)與根本不(bu)含(han)鎳(nie)(nie)(nie)的(de)(de)430型和JFE443等現代(dai)鐵素體不(bu)銹鋼(gang)(gang)及僅(jin)含(han)有少量鎳(nie)(nie)(nie)的(de)(de)經(jing)濟型雙相不(bu)銹鋼(gang)(gang)(如(ru)LDX 2101等)相競爭。


  浙(zhe)江(jiang)至(zhi)德鋼業(ye)有限公司技術工程(cheng)師(shi)還認為,當人們選用以錳、氮代鎳的低鉻、低鎳、高錳的鉻錳不銹鋼代替著名的18-8(304)不銹鋼制作與飲用水、食品等相接觸的一些器皿和用具時要備加小心。因為與18-8不銹鋼相比,它們的不銹耐蝕性很差,在使用條件下,所腐蝕遷移下來的各種重金屬元素也會多,長期使用會對人們的健康造成損害。


   可以預(yu)計,若國(guo)內將生產(chan)100萬(wan)(wan)(wan)噸的J1和J4,改(gai)為(wei)生產(chan)100萬(wan)(wan)(wan)噸430型和443等(deng)現代鐵素(su)體不(bu)銹鋼(gang),僅(jin)需增加(jia)(jia)3萬(wan)(wan)(wan)~5萬(wan)(wan)(wan)噸比較便宜的(高(gao)碳)鉻鐵外,便可為(wei)國(guo)家節(jie)(jie)約1萬(wan)(wan)(wan)~4萬(wan)(wan)(wan)噸鎳、1.5萬(wan)(wan)(wan)~2.0萬(wan)(wan)(wan)噸銅和8萬(wan)(wan)(wan)~10萬(wan)(wan)(wan)噸錳,并可大大降低鋼(gang)的生產(chan)成本,同時還(huan)較J1和J4具(ju)有更(geng)加(jia)(jia)優良的不(bu)銹耐蝕性能(neng)。最終實現不(bu)銹鋼(gang)生產(chan)節(jie)(jie)約資源(節(jie)(jie)鎳等(deng)元素(su))、節(jie)(jie)能(neng)減(jian)排并防止(zhi)環(huan)境(jing)污染等(deng)目標。


   當一些用途必須選用鉻錳奧氏體不銹鋼時,浙江至德鋼業有限公司(si)技術工程師(shi)建議還是選用相當于AISI 201、AISI 202和AISI 205的一些標準牌號。






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