太鋼超純鐵素體不銹鋼介紹

1、太鋼超純鐵素體不銹鋼介紹山西太鋼不銹鋼股份有限公司提綱一、鋼鐵的基本知識介紹二、超純鐵素體不銹鋼介紹三、太鋼超純鐵素體不銹鋼的開發(fā)情況四、超純鐵素體不銹鋼的應(yīng)超純鐵素體不銹鋼的應(yīng)用五、新產(chǎn)品高成形性經(jīng)濟(jì)型含錫超純鐵素體不銹鋼介紹一、鋼鐵的基本知識介紹鋼與鐵鋼與鐵均是鐵碳合金碳含量少于0.0218 wt.%的合金稱為，具有優(yōu)異的磁性能，主要用于制作電器儀表中的電磁元件和電磁鐵芯等； 碳含量高于2.11 wt.%的合金稱為磨性、切削加工性和消震性，并且價格較低。常用于機(jī)床床身、暖氣片、汽車底盤、井蓋等；碳含量介于0.0218-2.11 wt.%的鐵碳合金稱為鋼的分類I.按化學(xué)成份分類碳素鋼：低碳鋼

2、(C0.25%)、中碳鋼(C0.25-0.60%)和高碳鋼（C0.60%）。合金鋼：低合金鋼(合金元素總含量5%)；中合金鋼(合金元素總含量5-10%)；高合金鋼(合金元素總含量10%)。II.III.按用途分類彈簧鋼、軸承鋼、結(jié)構(gòu)鋼、耐磨鋼等。IV.按冶煉方法分類不銹鋼是低碳合金鋼大多數(shù)不銹鋼的含碳量均較低，低于0.2%；此外，不銹鋼的耐蝕性隨含碳量的增加而降低。不銹鋼中的主要合金元素是鉻( Cr)；只有當(dāng)Cr含量達(dá)到一定值時，鋼才有耐蝕性。因此，不銹鋼中Cr含量均在11%以上。另外，不銹鋼中還含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si等元素。從基本概念出發(fā)，從基本概念出發(fā)，。不銹鋼的耐蝕機(jī)

3、理不銹鋼的耐腐蝕性是相對的，有條件的；容易在含C1-、Br-、I-、ClO4-的溶液中發(fā)生點腐蝕，當(dāng)有Cu2+、Fe3+、Hg2+等重金屬離子存在時，腐蝕加劇。不銹鋼應(yīng)用手冊中的不銹鋼耐蝕數(shù)據(jù)只是實驗室的試驗結(jié)果，與實際介質(zhì)環(huán)境出入大，需具體問題具體分析。不銹鋼和不銹鐵？不銹鋼和不銹鐵？長期以來，中國乃至亞洲地區(qū)（不包括日本）在使用不銹鋼方面形成了一個誤區(qū)，也就是習(xí)慣用磁性來判斷不銹鋼的品質(zhì)，習(xí)慣用磁性來判斷不銹鋼的品質(zhì)，認(rèn)為無磁的奧氏體是不銹鋼，氏體是不銹鋼，有磁的鐵素體就不是不銹鋼有磁的鐵素體就不是不銹鋼，鐵素體就不是不銹鋼，是不銹鐵，是不銹鐵，這個錯誤的理念曾導(dǎo)致了中國的不銹鋼消費中奧氏

4、體鋼占90%，造成極大的資源浪費，這是也國內(nèi)制品企業(yè)大量使用200系的原因。200系不銹鋼是鉻錳氮系不銹鋼，最早開發(fā)于二戰(zhàn)時期。當(dāng)時是為解決戰(zhàn)爭期間鎳供應(yīng)量不足而生產(chǎn)的一種不銹鋼的替代品。二戰(zhàn)結(jié)束后，在歐美國家200系不銹鋼一直在有限的范圍內(nèi)使用，一般用于生產(chǎn)旗桿、汽車輪轂等產(chǎn)品。目前200系國內(nèi)成分牌號混亂，完全背離了開發(fā)初衷。蘇泊爾質(zhì)量門事件不值得我們反思？鐵素體鋼、奧氏體鋼和馬氏體鋼晶體結(jié)構(gòu)冷卻加工硬化快速冷卻體心立方面心立方四方 Cr、Mo、Nb和Ti等是鐵素體形成元素，Ni、C、N、Cu、Mn等是奧氏體形成元素。通過調(diào)整化學(xué)成分來獲得期望的鋼種。晶體結(jié)構(gòu)決定了鋼種特性。不銹鋼的物理性

5、能，比如鐵素體和馬氏體不銹鋼具有磁性以及較低的熱膨脹系數(shù)；力學(xué)性能，比如鐵素體不銹鋼高的深沖性和低的脹性加工以及在成形過程中表面出現(xiàn)的起皺現(xiàn)象都是由它的晶體結(jié)構(gòu)決定的。這些性能是無法改變的，只能加以利用，取長補短。不銹鋼的選擇選擇不銹鋼既要考慮其一般的耐腐蝕性能，又要考慮其耐局部腐蝕的性能，比如螺釘和螺栓在接觸面容易發(fā)生縫隙腐蝕。不銹鋼的力學(xué)性能數(shù)據(jù)基本上都是在無強烈腐蝕介質(zhì)作用的大氣環(huán)境中測得的。在腐蝕介質(zhì)作用時，不銹鋼的某些力學(xué)性能，例如疲勞性能將顯著降低。在靜拉伸應(yīng)力與介質(zhì)(包括濕態(tài)或水介質(zhì)）作用下，某些不銹鋼會在遠(yuǎn)低于其強度極限的情況下斷裂。關(guān)注不銹鋼的物理性能，比如磁性。對于制造容器

6、、塔、槽等設(shè)備襯里的不銹鋼，它們的膨脹系數(shù)，對于制造各種熱交換設(shè)備的不銹鋼，它們的導(dǎo)熱系數(shù)等都是選材的重要條件。不銹鋼的后續(xù)加工工藝，如焊接、冷彎、深沖、機(jī)加工等也是選材時需要考慮的。不銹鋼的使用與維護(hù)盡量放置在干燥清潔的地方。表面質(zhì)量對不銹鋼的成功使用起著非常重要的作用。良好的表面質(zhì)量不僅可以提高不銹鋼的可清潔性，還可以減少腐蝕。比如2B和BA板。 量不要使用次氯酸類和四價銨鹽消毒劑，使用時消毒時間要短且用水大量沖洗。如果不銹鋼設(shè)備在檢修時如發(fā)現(xiàn)表面出現(xiàn)腐蝕，經(jīng)常是縫隙腐蝕，要及時對腐蝕的表面進(jìn)行清理。超純鐵素體不銹鋼的概念定義：定義：是指碳、是指碳、氮等間隙元素含量極低的鐵素體不銹鋼。氮等

7、間隙元素含量極低的鐵素體不銹鋼。 C+NC+N120ppm-120ppm-400ppm(250ppm，400ppm(250ppm，150ppm)；150ppm)；在任何溫度下其金相組織呈鐵素體組織；在任何溫度下其金相組織呈鐵素體組織；鉻含量17鉻含量17-17-3030和鉬含量0和鉬含量0-4的鐵基鉻鉬合金。的鐵基鉻鉬合金?，F(xiàn)代超純鐵素體不銹鋼的內(nèi)涵碳氮極低滿足使用加工性能要求;滿足使用加工性能要求;鉻含量：鉻含量：低鉻(10.5低鉻(10.5-(10.5-15%)、15%)、中鉻(15中鉻(15-(15-22%)和高鉻22%)和高鉻(22和高鉻(22-(22-32%);在使用溫度下其金相組織

8、為鐵素體組織。在使用溫度下其金相組織為鐵素體組織。超純鐵素體不銹鋼的缺點475475脆性：脆性：在400400540540長期停留和加熱后會出現(xiàn)脆性。長期停留和加熱后會出現(xiàn)脆性。強度、強度、硬度提高，硬度提高，塑性、塑性、韌性下降，韌性下降，耐蝕性也降低。耐蝕性也降低。防止措施：防止措施：不在475附近長期停留和使用；附近長期停留和使用；17%Cr不高于350，25%Cr不高于250300；產(chǎn)生了475脆性，脆性，可通過高于540加熱后快冷來消除。加熱后快冷來消除。對低鉻或中鉻含量的超純鐵素體不銹鋼可在550-1000使用，使用，而高鉻超純鐵素體不銹鋼禁止在中溫和高溫長期使用。鉻超純鐵素體不銹

9、鋼禁止在中溫和高溫長期使用。低溫脆性：低溫脆性：限定使用范圍限定使用范圍4060 。超純鐵素體不銹鋼，超純鐵素體不銹鋼，特別是中、特別是中、高Cr超純鐵素體不銹鋼，超純鐵素體不銹鋼，因厚度尺寸效應(yīng)的影響，寸效應(yīng)的影響，從韌性考慮不能大于7mm。一般在焊接條件下尺寸厚度：3mm。三、太鋼超純鐵素體不銹鋼的開發(fā)情況超純鐵素體不銹鋼成份設(shè)計思想 超低碳、超低碳、氮鈮、鈦雙穩(wěn)定超純鐵素體不銹鋼制造工藝技術(shù)難點 超低碳氮；超低碳氮；脫氧工藝；脫氧工藝；鑄坯橫裂；鑄坯橫裂；熱卷粗糙；熱卷粗糙；連續(xù)退火；連續(xù)退火；酸洗困難。酸洗困難。太鋼超純鐵素體的開發(fā)過程上世紀(jì)90年代后期就開發(fā)409L等鐵素體不銹鋼；等

10、鐵素體不銹鋼；2003年在二鋼50萬噸不銹鋼項目改造完成后具備開發(fā)超純鐵素體不銹鋼的裝備條件和能力。鋼的裝備條件和能力。2003年低開始開發(fā)409L、444、436L等超純鐵素體不銹鋼；等超純鐵素體不銹鋼；2005年解決了VOD冶煉超純鐵素體不銹鋼碳氮控制和脫氧工藝技術(shù)；冶煉超純鐵素體不銹鋼碳氮控制和脫氧工藝技術(shù)； 2007年解決了超純鐵素體不銹鋼的鑄坯橫裂問題；年解決了超純鐵素體不銹鋼的鑄坯橫裂問題；2008年大幅改善了超純鐵素體不銹鋼的熱卷粗糙問題；年大幅改善了超純鐵素體不銹鋼的熱卷粗糙問題；2009年二鋼南區(qū)專業(yè)、年二鋼南區(qū)專業(yè)、批量、批量、穩(wěn)定生產(chǎn)；穩(wěn)定生產(chǎn)；目前開發(fā)的鋼種：目前開發(fā)的

11、鋼種：、446、含錫鋼。成形性能成形性能耐腐蝕性能446焊接性為了確保良好的機(jī)械性能、為了確保良好的機(jī)械性能、耐蝕性能，耐蝕性能，需注意以下幾點：需注意以下幾點：熱輸入合適。熱輸入合適。焊接時如果熱輸入過大，焊接時如果熱輸入過大，可導(dǎo)致晶粒變大，可導(dǎo)致晶粒變大，影響鋼板韌性，鋼板韌性，同時因鉻的燒損將導(dǎo)致耐腐蝕性能降低；同時因鉻的燒損將導(dǎo)致耐腐蝕性能降低；氣體保護(hù)。氣體保護(hù)。為防止鋼板表面氧化、為防止鋼板表面氧化、滲氮，滲氮，需要氬氣保護(hù)。防止碳污染。防止碳污染。鋼板表面的油脂等會導(dǎo)致滲碳，鋼板表面的油脂等會導(dǎo)致滲碳，焊前必須清理干凈。焊絲：焊絲：為防止焊接金屬中碳元素增加，為防止焊接金屬中碳

12、元素增加，請使用308L請使用308L和308L和309L及更309L及更高牌號的焊絲（高牌號的焊絲（主要填補Cr主要填補Cr或Cr或Mo的損失Mo的損失）的損失）。焊接性由于減少了不純物質(zhì)碳、由于減少了不純物質(zhì)碳、氮元素，氮元素，同時添加了具有穩(wěn)定化作用的鈦元素，鈦元素，焊接部耐腐蝕性十分優(yōu)越。焊接部耐腐蝕性十分優(yōu)越。和304進(jìn)行異種鋼焊接時304進(jìn)行異種鋼焊接時，進(jìn)行異種鋼焊接時，耐腐蝕性有可能大幅度降低，耐腐蝕性有可能大幅度降低，請留意。(措施：措施：限定焊縫金屬中T443限定焊縫金屬中T443的溶解量T443的溶解量；的溶解量；變更材質(zhì)（變更材質(zhì)（304L).和304相比304相比，相

13、比，因為熱膨脹系數(shù)低，因為熱膨脹系數(shù)低，熱傳導(dǎo)率高，熱傳導(dǎo)率高，故焊后不易發(fā)生變形。變形。四、超純鐵素體不銹鋼的應(yīng)用新一代汽車排氣系統(tǒng)消音器用鐵素體不銹鋼439M 與國外相比，與國外相比，我國燃油硫含量偏高（我國燃油硫含量偏高（中國油品S含量均值達(dá)約200ppm,日本油品中S含量均值含量均值60ppm），造成汽車排氣系統(tǒng)消音器冷凝液腐蝕），造成汽車排氣系統(tǒng)消音器冷凝液腐蝕、造成汽車排氣系統(tǒng)消音器冷凝液腐蝕、使用壽命低的問題，使用壽命低的問題，個別消音器壽命僅有半年。別消音器壽命僅有半年。開發(fā)適合我國現(xiàn)有油品條件的新一代汽車排氣系統(tǒng)消音器439M替代409L。采用409L采用409L制作的汽車排

14、氣系統(tǒng)消聲器失效樣品及腐蝕部位形貌照片409L制作的汽車排氣系統(tǒng)消聲器失效樣品及腐蝕部位形貌照片II.電梯對不銹鋼材料的要求優(yōu)異的耐蝕性良好的板型漂亮的外觀電梯用不銹鋼電梯行業(yè)常用的規(guī)格0.5-0.5-1.5*1219mm不銹鋼材料的選擇304、304、439、439、443M不銹鋼材料的發(fā)展趨勢由奧氏體不銹鋼向鐵素體不銹鋼發(fā)展。由奧氏體不銹鋼向鐵素體不銹鋼發(fā)展。III.太陽能、太陽能、水箱及儲水槽行業(yè)用超純鐵素體不銹鋼太陽能熱水器304使用狀況：使用狀況：在太陽能熱水器易出現(xiàn)問題耐局部腐蝕能力較差；耐局部腐蝕能力較差；氯離子應(yīng)力腐蝕敏感。氯離子應(yīng)力腐蝕敏感。水箱及儲水槽使用狀況耐蝕性；耐蝕性

15、；焊接性。焊接性。IV.深沖用的超純鐵素體不銹鋼TTS443TTS443的成形性能TTS443深沖成形優(yōu)于SUS304TTS443脹性成形遜于SUS304V.建筑幕墻用TTS445J2耐蝕性能優(yōu)于316不銹鋼熱膨脹系數(shù)小于316不銹鋼，更適合大尺寸的屋頂或建筑幕墻 不含Ni，成本遠(yuǎn)低于316不銹鋼VI.濱海電站冷凝器用TTS446 耐腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于常規(guī)鐵素體不銹鋼 耐蝕性相當(dāng)于超級奧氏體不銹鋼或鈦材 PRE（Cr+3.3Mo）35對應(yīng)力腐蝕不敏感電站冷凝器TTS4460.000058g/cm20.000042g/cm20.000050g/cm2TA2鈦管0.000057g/cm20.00004

16、9g/cm20.000036g/cm2熱交換器應(yīng)用實例廚具：廚具：排油煙機(jī)、排油煙機(jī)、烤爐、烤爐、食品及包裝機(jī)械等。食品及包裝機(jī)械等。排油煙機(jī):443排油煙機(jī):443烤爐:443/445烤爐:443/445包裝機(jī)械:443包裝機(jī)械:443應(yīng)用實例家用電器：家用電器：冷凍箱、冷凍箱、洗碗機(jī)、洗碗機(jī)、電飯煲、電飯煲、微波爐等。微波爐等。冷藏設(shè)備微波爐洗碗機(jī)應(yīng)用實例汽車裝飾、汽車裝飾、汽車油箱（汽車油箱（TTS-TTS-1）、環(huán)衛(wèi)車輛等）、環(huán)衛(wèi)車輛等。環(huán)衛(wèi)車輛等。轎車裝飾:436L/443/444環(huán)衛(wèi)車:443環(huán)衛(wèi)車:443（冷軋及熱軋）:443（冷軋及熱軋）應(yīng)用實例太陽能熱水器:444/445J1太陽能熱水器:444/445J1組合式水箱:443/444/445J1應(yīng)用實例建筑