超纯铁素体在不锈钢产业中的应用王耀龙
超纯铁素体不锈钢的高温强韧性评价方法研究
超纯铁素体不锈钢的高温强韧性评价方法研究随着工业技术的不断发展，对于材料的性能要求也日益提高。
特别是在高温环境下，材料的强度和韧性成为了一个重要的考量指标。
超纯铁素体不锈钢作为一种重要的材料，在高温环境下具有出色的性能，因此其高温强韧性评价方法的研究显得尤为重要。
超纯铁素体不锈钢是指在铁素体基础上加入少量合金元素，如铬、镍、钼等，以增加其耐蚀性和耐高温性能。
在高温环境下，不锈钢容易因为晶界腐蚀、高温氧化和金属间化合物形成等问题而失去其原有的性能。
因此，对其高温强韧性的评价方法的研究对于材料在实际应用中的选用和设计具有重要意义。
目前，对于超纯铁素体不锈钢的高温强韧性评价方法的研究主要集中在以下几个方面：首先，微观结构分析是评价超纯铁素体不锈钢高温强韧性的一个重要手段。
通过扫描电镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等技术对材料的晶界结构、晶粒尺寸、相变等进行观察和分析，可以为了解材料内部的微观机制提供重要的依据。
此外，X射线衍射（XRD）和能谱分析（EDS）等方法也可以用于对材料组织结构和元素分布的表征，进一步揭示材料在高温环境下的微观变化。
其次，力学性能测试是评价超纯铁素体不锈钢高温强韧性的关键步骤。
常见的力学性能测试方法包括拉伸试验、冲击试验、硬度测量等。
拉伸试验可以通过测量材料的屈服强度、抗拉强度和伸长率等指标来评估材料的高温强韧性。
冲击试验则可以评估材料的冲击韧性，硬度测量则可以反映材料的硬度和耐磨性。
这些力学性能测试方法可以为评价超纯铁素体不锈钢在高温环境下的力学性能提供可靠的数据支持。
此外，热处理工艺的研究也是评价超纯铁素体不锈钢高温强韧性的重要方面。
通过调整热处理工艺参数，可以改变材料的晶粒大小和组织结构，进而改善材料的高温强韧性。
常用的热处理工艺包括固溶处理、时效处理、淬火和回火等。
其中，固溶处理可以显著降低材料的碳化物析出，改善材料的高温强韧性。
时效处理则可以通过交互作用使材料的晶界形成致密的膜晶结构，提高其高温强韧性。
《445J2超纯铁素体不锈钢腐蚀行为研究》范文
《445J2超纯铁素体不锈钢腐蚀行为研究》篇一一、引言在工业生产及诸多应用领域中，不锈钢因其出色的物理和化学性质成为了关键的建筑材料和工艺品。
特别是超纯铁素体不锈钢，由于它优良的耐腐蚀性能，使其在海洋工程、化工设备和医疗器械等复杂环境中展现出巨大的应用潜力。
445J2超纯铁素体不锈钢作为一种典型的代表，其耐腐蚀性能的深入研究显得尤为重要。
本文将深入探讨445J2超纯铁素体不锈钢在不同环境下的腐蚀行为，以期为相关领域的应用提供理论依据和指导。
二、材料与方法1. 材料准备实验所用的材料为445J2超纯铁素体不锈钢，其化学成分和物理性质已在相关文献中详细报道。
为确保实验的准确性，我们选择了不同厚度和加工方式的样品进行实验。
2. 实验方法本实验主要采用电化学法、重量法以及SEM-EDS等手段，对445J2超纯铁素体不锈钢在多种环境中的腐蚀行为进行研究。
具体包括：（1）电化学法：通过测量极化曲线和电化学阻抗谱，研究445J2超纯铁素体不锈钢在不同环境中的腐蚀电化学行为。
（2）重量法：采用失重法测定腐蚀速率，了解445J2在不同条件下的腐蚀速率变化规律。
（3）SEM-EDS分析：通过扫描电子显微镜和能量散射X射线谱仪对腐蚀后的样品进行微观形貌和元素分布分析，以揭示腐蚀机理。
三、结果与讨论1. 不同环境下的腐蚀行为（1）酸性环境：在酸性环境中，445J2超纯铁素体不锈钢的腐蚀速率较快，主要发生的是电化学腐蚀。
通过电化学阻抗谱分析发现，随着酸浓度的增加，电荷转移电阻减小，表明腐蚀过程加速。
（2）碱性环境：在碱性环境中，445J2的腐蚀速率相对较低，主要发生的是吸氧腐蚀。
此外，我们还发现445J2在碱性环境中表现出较好的耐点蚀性能。
（3）海洋环境：在海洋环境中，由于盐分的作用，445J2的腐蚀行为主要表现为局部腐蚀和均匀腐蚀并存。
通过SEM-EDS 分析发现，局部腐蚀区域存在明显的元素富集现象。
2. 腐蚀机理分析根据实验结果和文献报道，我们提出以下腐蚀机理：在酸性环境中，由于氢离子的存在，使得钢铁表面发生电化学腐蚀；在碱性环境中，由于氧气的存在和钢铁表面的电位差，导致吸氧腐蚀的发生；在海洋环境中，由于盐分的作用，使得钢铁表面发生电化学不均匀腐蚀和局部腐蚀。
超纯铁素体不锈钢的材料加工性能研究
超纯铁素体不锈钢的材料加工性能研究超纯铁素体不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能和高强度的材料，广泛应用于航空航天、化工、能源等领域。
其材料加工性能的研究对于实现材料的高效加工具有重要意义。
本文将深入探讨超纯铁素体不锈钢的材料加工性能，并从宏观和微观两个层面进行分析。
首先，我们需要了解超纯铁素体不锈钢的力学性能。
超纯铁素体不锈钢具有较高的屈服强度和延伸率，这意味着在加工过程中具有良好的塑性和可变形能力。
此外，超纯铁素体不锈钢具有较高的硬度和强度，可以抵抗较大的切削和压力力量，不易发生断裂和变形。
在加工过程中，超纯铁素体不锈钢的切削性能也是一个重要的研究方向。
切削性能的好坏直接影响材料的加工效率和质量。
研究表明，超纯铁素体不锈钢具有较高的切削硬化指数和较低的切削力。
这意味着它在切削过程中具有较好的耐磨性和抗切削变形性能，可以有效提高切削效率，降低切削工具的磨损。
此外，超纯铁素体不锈钢的热加工性能也是一个重要的研究领域。
热加工性能通常涉及到材料的塑性变形、硬化行为和晶粒尺寸变化等因素。
研究表明，超纯铁素体不锈钢在高温下具有较好的塑性和可变形能力，且硬化速率较低。
此外，热加工可以使超纯铁素体不锈钢的晶粒尺寸细化，提高材料的强度和硬度，同时改善其耐腐蚀性能。
然而，要实现超纯铁素体不锈钢的高效加工，需要解决一些潜在的问题。
其中一个问题是振动加工引起的变形和疲劳。
振动加工是一种高效的金属加工方法，但对于超纯铁素体不锈钢这样的高硬度材料来说，振动加工可能导致材料的变形和疲劳破坏。
因此，我们需要深入研究超纯铁素体不锈钢在振动加工过程中的变形行为和疲劳性能，以制定合适的加工方案。
此外，超纯铁素体不锈钢的表面处理和涂层技术也是提高材料加工性能的重要手段。
通过表面处理和涂层技术可以改善材料的表面硬度、摩擦性能和耐腐蚀性能，从而提高材料的加工效率和寿命。
因此，我们需要研究不同表面处理和涂层技术对超纯铁素体不锈钢材料加工性能的影响，以优化材料的加工过程。
超纯高铬铁素体不锈钢的开发和应用
超纯高铬铁素体不锈钢的开发和应用（一）前言含钼的高铬（25—30%）铁素体不锈钢，不仅具有优良的耐平均腐蚀性能，且具有极好的耐应力腐蚀、耐缝隙腐蚀、耐孔蚀能力，能够替代昂贵的镍基和钛等高级耐蚀合金材料。
高铬铁素体的耐蚀性尽管优良，但严峻的脆性阻碍其被广泛选用。
解决该类合金脆性的用途是纯化，专门是要求将碳、氮含量分别降至0.003%、0.007%以下。
我们发明了一项超纯冶炼技术，可将Fe—Cr系合金中的碳含量降至0.002%，氮含量降至0.005%，且成本增加不多，易于工业化生产。
因而利用该项技术极有可能高铬铁素体开发出来，并获得较为广泛地应用。
（二）高铬铁素体不锈钢的特性：1、好的抗平均腐蚀能力：由于合金中含铬专门高，还含有钼。
因此，其不管在酸性、碱性、氧化性、还原性、有机、无机等介质中，都具有良好的抗蚀能力。
如表（1）所示。
一样奥氏体不锈钢对应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀较敏锐，限制了其应用范畴。
故此，进展了一些高镍铬钼的奥氏体不锈钢和镍基及钛等耐蚀合金，以满足上述恶劣条件下使用。
图（1）、（2）为各类耐蚀合金耐应力和耐孔蚀性能的比较。
由此可见，高铬铁素不锈钢具有专门高的抗应力腐蚀和抗孔蚀能力，能够代替镍基和钛等耐蚀合金。
3、优良的工艺性能由于铁素体合金高温屈服强度低、塑性好专门容易加工；铁素体合金加工硬化率低、有利于冷成形；铁素体合金膨胀系数小、热导率高，且对硫、磷降低熔点阻碍小，因此焊接热裂倾向小。
4、物理性能好高铬铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比，线膨胀系数约低一半，热导率约高1/3。
这对制造一些热交换的设备有重要意义。
5、节约镍镍是较稀缺元素，价格比较高。
高铬铁素体中差不多上不含镍，即使含也专门少。
如大量推广，节约镍成效显著。
6、合金脆性大：当合金纯度较低，工艺不当时，合金专门易变脆，限制其广泛使用。
（三）高铬铁素体不锈钢的脆性1、韧脆转变温度：高铬铁素体在较高温时，韧性专门好；当温度降至某一温度以下时，韧性突然降得专门低，变脆。
《445J2超纯铁素体不锈钢腐蚀行为研究》范文
《445J2超纯铁素体不锈钢腐蚀行为研究》篇一一、引言不锈钢作为一种重要的金属材料，因其优异的耐腐蚀性能和良好的机械性能，被广泛应用于各种工业领域。
其中，445J2超纯铁素体不锈钢以其卓越的耐腐蚀性和高强度，在石油、化工、海洋工程等领域得到了广泛的应用。
然而，不锈钢在特定环境下的腐蚀行为仍是一个值得深入研究的课题。
本文以445J2超纯铁素体不锈钢为研究对象，对其在不同环境下的腐蚀行为进行深入研究，以期为实际工程应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料本文研究的对象为445J2超纯铁素体不锈钢。
该材料具有较高的纯度，低碳含量和较低的杂质元素含量，使其具有优异的耐腐蚀性能。
2. 方法采用电化学法、浸泡法及扫描电镜等手段，对445J2超纯铁素体不锈钢在不同环境下的腐蚀行为进行研究。
具体实验步骤包括制备试样、设定实验条件、进行实验、记录数据及分析结果等。
三、实验结果与分析1. 电化学法研究结果通过电化学法研究，我们发现445J2超纯铁素体不锈钢在酸性、碱性和中性环境下的电化学行为。
在酸性环境中，钢材表面形成一层致密的氧化物膜，有效减缓了腐蚀速度；而在碱性和中性环境中，钢材的耐腐蚀性能表现出较好的稳定性。
2. 浸泡法研究结果浸泡法实验结果表明，445J2超纯铁素体不锈钢在不同环境下的腐蚀速率存在差异。
在含有氯离子的环境中，钢材的腐蚀速率较快；而在无氧或低氧环境中，钢材的腐蚀速率较低。
此外，我们还发现温度对钢材的腐蚀行为有显著影响，高温环境下钢材的腐蚀速率明显加快。
3. 扫描电镜分析结果通过扫描电镜观察，我们发现445J2超纯铁素体不锈钢在腐蚀过程中表面形成了不同的腐蚀产物。
在酸性环境中，表面形成了一层致密的氧化物膜；而在含有氯离子的环境中，表面出现了明显的点蚀现象。
这些腐蚀产物的形成和分布对钢材的耐腐蚀性能具有重要影响。
四、讨论根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 445J2超纯铁素体不锈钢在酸性、碱性和中性环境下均表现出较好的耐腐蚀性能。
《445J2超纯铁素体不锈钢腐蚀行为研究》
《445J2超纯铁素体不锈钢腐蚀行为研究》篇一一、引言不锈钢因其卓越的耐腐蚀性、高强度和良好的加工性能，广泛应用于各种工程领域。
445J2超纯铁素体不锈钢作为其中的一种，因其良好的力学性能和稳定的化学性质，被广泛应用于石油化工、航空航天等重要领域。
然而，其在实际应用过程中，尤其是在一些极端环境中，如高温、高压或含腐蚀介质的环境中，仍然可能会遭受不同程度的腐蚀破坏。
因此，研究445J2超纯铁素体不锈钢的腐蚀行为，对于提高其使用寿命和安全性具有重要意义。
二、文献综述在过去的研究中，关于不锈钢腐蚀行为的研究主要集中在腐蚀类型、腐蚀机理以及影响因素等方面。
对于445J2超纯铁素体不锈钢，已有研究对其在不同环境下的腐蚀行为进行了探讨。
例如，有研究表明在氯化物溶液中，445J2超纯铁素体不锈钢会发生点蚀和均匀腐蚀；在高温高压环境中，其腐蚀行为受到材料成分、环境介质和温度等因素的影响。
此外，关于不锈钢的防护措施和表面处理技术也是研究的热点。
三、实验方法本研究采用实验与理论分析相结合的方法，对445J2超纯铁素体不锈钢的腐蚀行为进行研究。
首先，通过制备不同成分的445J2超纯铁素体不锈钢样品，分别在氯化物溶液、硫酸溶液和高温高压环境中进行腐蚀实验。
其次，利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段，对腐蚀后的样品进行微观结构和成分分析。
最后，结合实验结果和理论分析，探讨445J2超纯铁素体不锈钢的腐蚀机理及影响因素。
四、实验结果与分析1. 氯化物溶液中的腐蚀行为在氯化物溶液中，445J2超纯铁素体不锈钢主要发生点蚀和均匀腐蚀。
点蚀主要发生在材料表面的局部区域，形成小而深的蚀坑；均匀腐蚀则表现为材料表面均匀减薄。
通过SEM和EDS 分析发现，点蚀的形成与氯离子在材料表面的吸附和扩散有关，而均匀腐蚀则与材料的化学成分和环境介质有关。
2. 硫酸溶液中的腐蚀行为在硫酸溶液中，445J2超纯铁素体不锈钢主要发生的是均匀腐蚀。
超纯铁素体不锈钢的热腐蚀行为研究
超纯铁素体不锈钢的热腐蚀行为研究随着科技的发展和产业的进步，不锈钢材料在许多领域中得到了广泛应用。
其中一种重要的不锈钢类型是超纯铁素体不锈钢（ultrapure ferritic stainless steel）。
超纯铁素体不锈钢具有卓越的耐腐蚀性能和高温强度，因此在化工、能源、航空航天等行业中得到了广泛应用。
然而，超纯铁素体不锈钢在高温环境下仍然会面临着热腐蚀的问题。
热腐蚀是指材料在高温下与氧化物和湿气等环境条件相互作用，导致材料表面发生化学反应和物理变化的过程。
这种腐蚀行为可能会导致材料的性能下降甚至失效，从而影响设备的使用寿命和性能。
为了更好地理解和预测超纯铁素体不锈钢的热腐蚀行为，科学家们进行了大量的研究。
他们通过实验和模拟等方法，深入探讨了热腐蚀的机理和影响因素。
研究表明，超纯铁素体不锈钢的热腐蚀行为受到多种因素的影响，主要包括温度、气氛成分、氧化物表面反应等。
首先，温度是影响热腐蚀的关键因素之一。
随着温度的升高，超纯铁素体不锈钢在氧化物和湿气等环境中容易发生氧化反应，从而加速热腐蚀的发生。
其次，气氛成分对热腐蚀行为也具有重要影响。
气氛中的氧化物和其他化学物质会与超纯铁素体不锈钢发生反应，形成有害的氧化物，并加速腐蚀的发生。
此外，氧化物表面反应也是热腐蚀行为的关键。
氧化物在高温下与材料表面发生反应，形成氧化物尺寸和形貌的变化，从而影响腐蚀行为。
研究人员还发现，通过优化材料的化学成分、热处理和表面处理等方式，可以显著改善超纯铁素体不锈钢的热腐蚀性能。
一些合金元素的添加，如铬、铝和钛等，可以提高材料的耐腐蚀性能。
热处理过程中的冷却速率和温度也可以调控材料的晶体结构和耐腐蚀性能。
此外，表面处理可以利用化学方法、机械方法或涂层等方式来增强材料的保护层，提高其耐腐蚀性。
在未来的研究中，科学家们将继续深入研究超纯铁素体不锈钢的热腐蚀行为，并致力于开发新的改进措施。
通过探究热腐蚀的机理，科学家们可以更好地理解超纯铁素体不锈钢在高温环境下的行为，并为工程应用提供更好的材料设计和表面处理方法。
《445J2超纯铁素体不锈钢在溴化锂溶液中的腐蚀行为研究》范文
《445J2超纯铁素体不锈钢在溴化锂溶液中的腐蚀行为研究》篇一摘要：本文通过深入研究445J2超纯铁素体不锈钢在溴化锂溶液中的腐蚀行为，揭示了该不锈钢在不同浓度及温度的溴化锂溶液中的耐蚀性能和腐蚀机理。
通过电化学测试、表面分析以及浸泡实验等手段，本文为理解及优化不锈钢在溴化锂溶液中的使用提供了理论依据。
一、引言随着工业技术的不断发展，不锈钢因其优异的耐腐蚀性能和良好的机械性能，在各种复杂环境中得到了广泛应用。
其中，445J2超纯铁素体不锈钢因其高纯度及特殊的组织结构，在许多领域表现出卓越的耐蚀性。
然而，当这种不锈钢遇到溴化锂溶液时，其腐蚀行为将如何变化，一直是研究的热点。
溴化锂作为一种常用于吸收式制冷机的工质，对其中的材料腐蚀研究具有重要的实际应用价值。
二、材料与方法本实验所使用的材料为445J2超纯铁素体不锈钢。
实验方法包括电化学测试、表面分析以及浸泡实验。
通过改变溴化锂溶液的浓度和温度，观察并记录不锈钢的腐蚀行为。
电化学测试用于评估不锈钢的耐蚀性能，表面分析则用于观察腐蚀产物的形态和组成，而浸泡实验则用于模拟实际使用环境下的腐蚀情况。
三、结果与讨论1. 电化学测试结果电化学测试结果表明，445J2超纯铁素体不锈钢在溴化锂溶液中表现出良好的耐蚀性能。
随着溴化锂浓度的增加和温度的升高，不锈钢的腐蚀电流密度有所增加，但整体仍保持较低水平。
这表明该不锈钢在溴化锂溶液中具有较好的耐蚀性。
2. 表面分析结果表面分析结果显示，在溴化锂溶液中，445J2超纯铁素体不锈钢表面形成了致密的氧化膜，这层氧化膜有效地阻止了进一步腐蚀的发生。
同时，我们发现不同浓度和温度下的溴化锂溶液对氧化膜的组成和结构产生影响，从而影响了不锈钢的耐蚀性能。
3. 浸泡实验结果浸泡实验结果显示，445J2超纯铁素体不锈钢在溴化锂溶液中主要发生的是均匀腐蚀，没有明显的局部腐蚀现象。
随着溴化锂浓度的增加和温度的升高，腐蚀速率有所增加，但总体保持在较低水平。
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2012年6月内蒙古科技与经济June2012 第12期总第262期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.12T o tal N o.262超纯铁素体在不锈钢产业中的应用王耀龙(中冶东方工程技术有限公司,内蒙古包头 014010) 摘 要:通过对不锈钢产业发展中存在的问题和铁素体不锈钢的优越性能及其实际应用的分析,论证了铁素体在未来不锈钢发展中的经济意义。
关键词:铁素体;超纯铁素体;不锈钢 中图分类号:T F764+.1 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)12—0084—021 不锈钢产业发展中的问题和发展趋势目前,我国已形成不锈钢产能约1600多万吨,但产能利用率较低,2009年仅有72%,2010年也只有约88%,较低的产能利用率说明我国不锈钢实际产能大于市场需求的矛盾明显。
产能虽然较大,但结构性缺口依然存在,2009年我国自己生产的不锈钢材满足国内市场的程度为85.37%,这表明国内在产品开发、质量提升,配套服务、满足用户,特别是工业用户需求等方面,与国际先进水平尚有差距,产品不能满足国内需求,需要进口解决。
我国镍资源相对短缺,不锈钢生产所需镍资源的80%以上的依赖进口。
在不锈钢需求迅猛增长的背景下,镍等原材料被国际炒家所操控,价格涨幅大,波动剧烈,中国不锈钢的生产企业在成本和经营风险上都与日俱增。
鉴于镍资源紧缺、镍价格上涨及波动幅度大等因素,如何少用镍甚至不用镍,是国内不锈钢工业发展中亟待解决的问题。
用现代铁素体不锈钢部分代替奥氏体不锈钢,是解决这个问题的最好途径。
可以预见,未来现代铁素体不锈钢会有较大的发展空间。
2 铁素体不锈钢的发展2.1 铁素体不锈钢的性能优势铁素体不锈钢作为一种不含镍的铬系不锈钢,具有含镍不锈钢所具有的成形性、经济性、耐蚀性、抗氧化性等性能,具有成本低、耐应力腐蚀性能优异等显著特点,被称为经济型不锈钢。
铁素体不锈钢具有体心立方晶体结构,除个别牌号外,一般不含稀缺的贵重元素镍,与所能代用的铬镍奥氏体不锈钢相比,具有成本和价格优势。
铬镍奥氏体不锈钢对应力腐蚀非常敏感,在奥氏体不锈钢制设备、构件等的失效事例中,应力腐蚀破坏事故占有很大比例,而铁素体不锈钢耐应力腐蚀性能优异。
铁素体不锈钢具有铁磁性,导热系数高,约为铬镍奥氏体不锈钢的130%～150%,非常适用于有热交换的用途;线膨胀系数小,仅为铬镍奥氏体不锈钢的60%～70%,非常适用于热胀、冷缩,有热循环的使用条件。
铁素体不锈钢的磁性也是其能被广泛利用的重要优势,如电冰箱,刀具和其他金属工具的闭合都利用了这一性能。
但铁素体不锈钢存在可焊性差、脆性倾向比较大的缺点,生产和使用受到限制。
铁素体按C+N含量可以分为不同级别:C+N >0.03%为常规铁素体不锈钢,表示为0Cr;C+N ≤0.03%为超低碳铁素体不锈钢,表示为00Cr;C+N≤0.02%为高纯铁素体不锈钢,表示为000Cr;C +N≤0.01%为超纯铁素体不锈钢,表示为0000Cr。
2.2 超纯铁素体不锈钢应用超纯铁素体是通过降低铁素体不锈钢中碳、氮含量,使得C+N≤0.01%,而且需要添加钛、铌、铜、铝、钒等微量元素,就能够显著改善其腐蚀性能、力学性能和焊接性能,能得到比一般铁素体更优良的性能,是现代铁素体不锈钢的发展方向。
近年来,通过降低铁素体不锈钢中碳、氮含量和优化钼、钛、铌的质量分数,发展了一系列性能优越的超纯铁素体不锈钢。
2.2.1 按应用行业划分进入新世纪以来,随着可持续发展理念的强化,新材料的开发必须以环境友好为前提。
超纯铁素体不锈钢不含会使人体产生过敏的金属元素镍,是较为理想的节约资源型环保材料。
特别是近年来迅速发展起来的含铌铁素体不锈钢显示出良好的耐蚀性、成型加工性和优异的耐应力腐蚀性且成本低廉,因而在汽车、民用、建筑等方面得到广泛应用。
2.2.1.1 汽车行业。
目前,超纯铁素体不锈钢最主要的应用领域是汽车行业。
汽车用不锈钢主要集中于消声器和排气系统。
20世纪70年代,汽车排气系统用材为铸铁和碳钢等,1980年前后逐渐转向不锈钢,并以铁素体不锈钢409系列为主。
随着发动机性能的提高和尾气排放标准日趋严格,409系列难以满足高温强度和抗氧化性的要求,因此,开发了430系列,并在此基础上添加M o,Cu和Nb,T i等元素,・84・收稿日期:2012-04-23 王耀龙・超纯铁素体在不锈钢产业中的应用2012年第12期以进一步提高其高温性能。
这些新型超纯铁素体不锈钢具有成本低、强度较高、线膨胀系数低、导热性好、耐蚀性高等特点,成为排气系统的首选材料。
铁素体不锈钢在汽车上的应用多于奥氏体不锈钢。
汽车用不锈钢主要集中于消声器和排气系统。
20世纪70年代,汽车排气系统用材为铸铁和碳钢等, 1980年前后逐渐转向不锈钢,并以铁素体不锈钢409系列为主。
随着发动机性能的提高和尾气排放标准日趋严格,409系列难以满足高温强度和抗氧化性的要求,因此开发了430系列,并在此基础上添加M o,Cu和Nb,T i等元素,以进一步提高其高温性能。
这些新型超纯铁素体不锈钢具有成本低、强度较高、线膨胀系数低、导热性好、耐蚀性高等特点,成为排气系统的首选材料,占比超过80%。
汽车工业对不锈钢品种、规格多样化需求不断提高,将大力发展超纯铁素体不锈钢,降低含镍奥氏体不锈钢的使用比例。
据预测,未来每辆中高档轿车的不锈钢应用量将由现在的30kg左右提高到45kg～50kg。
2.2.1.2 厨房用具和家用电器。
在家电业,不锈钢用量大的是自动洗衣机内筒、热水器内胆、微波炉内外壳体、冰箱内衬,且多采用铁素体不锈钢。
最初厨房用具和家用电器采用铁素体不锈钢主要是从耐蚀性和加工性上考虑,现在进一步考虑到耐污性、抗菌性、美观性、再生性和电磁特性等多种性能,甚至考虑到在制造和使用过程中如何减轻环境负荷等方面,逐步拓宽其应用领域。
2.2.1.3 建筑行业。
现代铁素体不锈钢可加工性得到了改善,又因无镍少镍而价格相对较低,多用于建筑围护结构的屋面与墙面系统,其主要牌号为443、445J1、445J2,在更严重的氯离子腐蚀环境下可选用447。
中国广州亚运城综合体育馆的屋面采用了445J1铁素体不锈钢。
高铬铁素体不锈钢具有比奥氏体不锈钢更优越的耐大气腐蚀性能和耐氯离子点腐蚀性能。
更适于用作沿海海风侵蚀环境下的大型建筑物屋面及幕墙,在严酷的环境下长期不需要维修,性价比高。
20世纪90年代初开始,高铬铁素体不锈钢在日本、韩国迅速取代奥氏体不锈钢304和316,广泛用于海滨城市建筑物墙面、屋面装饰材料,典型牌号为445M2、445J2、446M等。
2.2.1.4 其他行业。
在化工设备方面,热交换器、制碱工业等易引起氯化物应力腐蚀的地方也已广泛使用铁素体不锈钢。
2.2.2 按化学成分分类的应用铁素体不锈钢分为5大类,其中前3类为标准牌号,是用量大且应用范围广的不锈钢,后两类为特殊牌号,用于某些有特殊要求的领域。
第1类,含铬量最低,因此价格也最便宜,适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微生锈的环境下使用。
其中,409型不锈钢主要使用在汽车排气系统中,410L型不锈钢常用于容器、公共汽车和长途大轿车,也有用作液晶显示器的外框。
第2类,即通常使用最广的430不锈钢,含较高的铬,具有较好的耐蚀性,通常在室内使用,典型的用途包括洗衣机滚筒、室内面板等,其多数性能与304类似,在某些领域可替代304不锈钢,如,厨房设施、洗碗机、壶和锅等,这类型具有足够的耐蚀性。
第3类,这类型较430型具有良好的焊接性和成形性。
在多数情况下,其性能甚至优于304。
典型用途包括水槽,热交换管(制糖业,能源等),汽车排气系统(比409寿命长)和洗衣机的焊接部位。
这类型甚至可替代304用于性能要求更高的场合。
第4类,这类型添加了来钼增加耐蚀性,主要应用领域是热水箱,太阳能热水器,汽车排气系统,电加热壶和微波炉部件,汽车装饰条和户外面板等,其中,444钢的耐蚀性能与316相当。
第5类,这类型的耐蚀性和抗氧化性优于316,主要是通过添加了更多的铬和含有钼来提高耐蚀性和抗氧化性。
主要用于沿海和其他高耐蚀环境,例如JIS447的耐蚀性与金属钛相当。
2.3 铁素体不锈钢的生产和消费情况2.3.1 生产情况如前所述,2010年国内49家1万t以上的粗钢生产企业总产量达1400万t,其中,200系不锈钢产量为481万t,同比上涨6.7%;300系不锈钢产量为623万t,同比上涨22.4%;400系(铁素体)不锈钢产量为301万t,同比上涨25.4%。
2010年400系(铁素体)不锈钢产量为301万t,占全部不锈钢产量的21. 4%。
2.3.2 消费情况以2009年为例,全年不锈钢产量1139.13万t,其中,400系列所占比例为29.03%,为330.7万t。
与2010年产量301万t相比,有约30万t,近10%的缺口。
若与2009年240万t的产量相比,缺口更大。
2.4 铁素体不锈钢的发展前景分析铁素体不锈钢成本低廉,价格稳定,并且具有许多独特的特点和优势,能够在多领域中替代奥氏体不锈钢。
铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比,铁素体不锈钢镍含量少,主要原料是铬和铁,为强化某些特殊性能,一些铁素体不锈钢还含有其他合金元素,如钼。
同时铁素体不锈钢不仅拥有昂贵的奥氏体不锈钢大多数力学性能和耐蚀性能,还在一些性能上优于奥氏体,特别在成型性、耐蚀性、抗氧化性上表现出色,被称为“经济型”不锈钢。
超纯铁素体具有更优良的性能,在某些方面可以代替奥氏体不锈钢,甚至可以代替钛材使用,因此具有较大的经济意义。
在我国不锈钢市场消费结构中,铁素体占29%。
在国际上,美国和日本的铁素体所占比例为40%。
巴西与我国同是发展中国家,他们通过大力推广铁素体不锈钢,目前铁素体不锈钢的消费比例已高达60%。
根据预测,将来我国不锈钢消费中,铁素体所占比例会达到40%。
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