铁素体不锈钢的发展与应用
摘要：
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。本文主要分析了铁素体不锈钢的发展以及其合金化，同时介绍了基于铁素体不锈钢特性的各种应用。
关键字：铁素体不锈钢发展应用
不锈钢在如今已得到广泛应用，这是因为它具有许多优越特性，如可成形性、强度及耐腐蚀性。不锈钢开始商业化生产并作为材料用于各种用途大约只有短短50年的历史。304型及430型不锈钢因其最常用而为大家所熟知，其产量占到不锈钢总产量的一半以上。但是，近十年来对不锈钢的需求显著增长，因此，人们一直在开发适用于各种用途的不同种类的不锈钢。以430型不锈钢为代表的铁素体不锈钢的生产成本比奥氏体不锈钢要低。因而，用铁素体不锈钢制造的产品现在发展很快，例如，铁素体不锈钢的用途之一是制作汽车尾气排放控制系统[1,2,3]。为了这种用途，现在已经开发了许多种铁素体不锈钢。在宝钢不锈钢事业部总经理楼定波看来，铁素体不锈钢不含镍，可以回避镍价的波动带来的风险；它同样可以防腐、防锈，但价格比含镍的不锈钢具有竞争力，并且，比含镍不锈钢制造更有门槛。
1 铁素体不锈钢的发展优势及劣势
1.1 铁素体不锈钢的发展优势
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。低铬铁素体不锈钢又称为经济不锈钢；中、高铬铁素体不锈钢与所能代用的铬镍奥氏体不锈钢相比，成本和价格也较低。铁素体不锈钢屈服强度较铬镍奥氏体钢高，伸长率稍低，但加工硬化倾向小，易于冷镦，也易切削。
众所周知，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，虽然在试验室内一些条件下人们也曾发现铁素体不锈钢也产生应力腐蚀的某些现象，但在实际工程应用中，国内外都很少见到铁素体不锈钢产生应力腐蚀破坏的实例。
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。
1.2 铁素体不锈钢的发展劣势
铁素体不锈钢是一种节镍钢，强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130％～150％，线膨胀系数仅为Cr—Ni奥氏体不锈钢的60％～70％。虽然有上述优点，但与奥氏体不锈钢相比，其用途有限，这主要是因为铁素体不锈钢，特别是Cr>16％的铁素
体不锈钢存在一些缺点和不足。
1．2．1 室温脆性和裂纹敏感性高
铁素体不锈钢的室温、低温塑性差，缺口敏感性高，对晶间腐蚀比较敏感，而且这些缺点随铁素体不锈钢截面尺寸的增加，冷却速度的变慢和焊接的热影响而更加强烈地显示出来。
铁素体不锈钢性能上的几乎所有缺点都与钢中的碳、氮有关[4]。随碳、氮含量的增加，铁素体不锈钢的冲击韧性下降，脆性转变温度明显上移，尤其是当钢中铬含量高于15％～18％时更为明显。钢的缺口敏感性，冷却速度效应和尺寸效应也随钢中碳、氮量的增加而显著增强。钢中氧含量也有类似影响，随氧含量的提高，铁素体不锈钢的脆性转变温度升高。随C+N量增加，铁素体不锈钢的晶间腐蚀敏感性增加，碳、氮对铁素体不锈钢的耐一般腐蚀，耐点蚀，耐缝隙腐蚀和耐应力腐蚀也都是有害的。在冶炼过程中虽然能够去除钢中部分或大部分的碳和氮，但若要完全去除却是非常困难的，钢中碳、氮越低，铁素体不锈钢的生产成本就越高。
1．2．2 起皱
起皱是铁素体不锈钢在成型过程中应变量较大时易产生的一种表面缺陷，发生在板带的轧制方向表现为狭窄凸起条纹，即表面皱折。可通过控制生产工艺减轻起皱，例如减少连铸坯的柱状晶，增加等轴晶；选择适宜的板坯加热温度，低的终轧温度和高的退火温度等。
最近，Hyung—Joon Shin等[5]采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了409L和430两种铁素体不锈钢的柱状区试样，验证了在理论模型中提出的晶粒簇的存在，得出了晶粒簇与起皱的关系。Jun—ichi HAMADA[6]等人的研究也证实了430不锈钢的初始凝固组织对起皱的影响，认为具有初始柱状晶组织的试样退火后的起皱程度比具有初始等轴晶组织的试样更严重。
2 铁素体不锈钢的合金化
2.1 铁素体不锈钢合金化的主要目的
铁素体不锈钢合金化的目的可以归结为4点：(1)改善耐蚀性；(2)提高强韧性；(3)改善抗氧化性；(4)改善机加工性。
众所周知，不锈钢的耐蚀性是由于一种相当薄的表面氧化膜(不导电)，在钢和使用环境之间提供了一种物理势垒(阻挡层)使合金趋于钝化状态。所以提高耐蚀性的关键在于促使钢的表面形成一种连续的(不因沉淀物、夹杂物或第二相的存在而间断)、稳定的(不因强侵蚀环境而击穿或由于缺陷的存在而丧失)、易修复的(被击穿或机械破坏后能自行修复)氧化膜这是铁素体乃至于全部不锈钢合金化的主要出发点。
2.1 铁素体不锈钢的合金元素作用
铬是氧化膜的主要成分，有助于形成更稳定的氧化膜，同时又是稳定铁素体的主要
元素，也是导致新型铁素体不锈钢不断发展的一个重要元素。
钼：能显著增加钝化膜的稳定性，在苛刻的侵蚀性环境中防止钝化膜被局部击穿。点蚀电位、临界点蚀温度(CPT)、临界缝隙腐蚀温度(CCT)都随钼含量的增加而提高。钼对提高局部腐蚀抗力的效力约为铬的3．3倍。铬和钼对耐氯化物溶液腐蚀性能的综合影响可用点蚀指数(PI)来表示如下[7]：PI=％Cr+3．3×％Mo。铁索体不锈钢的强韧性主要通过铬和钼的固
溶强化来达到。
硅和铝：提高合金的高温抗氧化性。
铜：有助于增加不锈钢在还原性环境中的表面钝性，如在还原酸环境中。
碳和氮：在铁索体不锈钢中．间隙元索碳和氮的含量是非常关键的。碳化铬的沉淀可能导致敏化；碳氮化物沉淀可能导致高温脆性，(C+N)总量较高时(>200ppm)可使大截面尺寸材料的廷性一脆性转变温度(DBTT)升高到室温以上，把(C+N)总量降低到
150ppm以下，使大截面尺寸材料在室温下仍呈韧性状态。
镍：降低铁索体不锈钢的应力腐蚀抗力，但是，在不台硫化物的环境中改善全面腐蚀抗力。
硫：趋向形成硫化物夹杂，尤其是锰存在时。硫化锰夹杂在钝化氧化层中产生一个脆弱的区域。在酸性溶液中形成侵蚀性的硫化氢(H2S)气体或形成促进腐蚀的接触电池而使耐蚀性下降。所以，在超级铁索体不锈钢中硫含量控制在0.01以下。
钛和铌：是碳和氮的稳定化元素．也是一种稳定铁索体的元素。众所周知，碳和氮在α—铁索体中的固溶度远小于γ—固溶体，易在晶界富集导致敏化；同时，焊缝强度随碳氮含量的增加而增加，但是，当(C+N)>0.01时，焊缝延性下降；当(C+N)>0.03时，焊缝廷性严重下降。因此，需要降低碳和氮的有效含量。其方法之一是加钛和(或)铌稳定化[8]，对碳含量为0.01～0.02的钢，稳定化所需的最低钛含量为Ti=0.15+3.7(C+N)，铌的需要量接近化学计算式：Nb=7(C+N)。在钛和铌联合加入时，Nb+Ti=0.2+4(C+N)。但是，最佳含量仍需进一步研究。因为过量的稳定剂也会使DBTT升高。
3 铁素体不锈钢的特性及应用
3.1 铁素体不锈钢的耐大气腐蚀性
由于铁素体不锈钢具有良好的耐大气腐蚀性，近来一直被用作建筑物的屋顶和幕墙[9]。但是，离海较近地区的大气环境特别恶劣，尤其是来自海水空气中的悬浮微粒是相当强的腐蚀性物质，因此，在这些环境下使用的高铬铁素体不锈钢得到了开发。抗大气腐蚀的不锈钢含有高铬和高钼，并添加了少量的铌和钛。该钢种实际含22％的铬和1.2％的钼，足够的铬和钼对改善不锈钢的耐点蚀能力是必不可少的[10]。304型和316型奥氏体不锈钢随着周期腐蚀试验周期次数的增加，生锈面积显著增多。相反，如：444型及研发钢种这样的铁素体不锈钢，在前600次试验周期内，生锈面积稍微增加，而在经过更长的试验周期后，生锈面积处于饱和状态。研发钢种(22Cr—1.2Mo—Nb，Ti)则显示出其在任何试验周期生锈面积均为最少的特性。
3.2 铁素体不锈钢的耐晶间腐蚀性
410L或409型不锈钢由于具有良好的耐腐蚀性、成形性及耐热性而被用作汽车尾气排放控制系统材料[11]。近几年来，汽车排气的设计温度提高了，这是因为汽车排气温度的升高能够提高催化转化器的转化效率，减少有害气体诸如NOx、SOx以及碳氢化合物(HC)的排放量。但温度的提高可能导致材料的腐蚀条件更恶劣。例如，在排气温度下碳化铬将在消音器上产生沉积物，即在400～500℃的温度下，将导致晶界贫铬，发生晶间腐蚀。由于焊缝区域对晶间腐蚀特别敏感，有必要对含12％Cr的铁素体不锈钢提高其耐腐蚀性。解决此问题的另一条途径是研发新的铁素体不锈钢。其中一例是对含12％Cr的钢中添加铌。这些钢作
为耐晶间腐蚀材料广泛应用于汽车尾气排放系统中，如前导管、中心管及消音器上。众所周知，降低钢中的碳和氮含量对防止晶间腐蚀是相当有效的。这样，在钢中添加铌和钛就可以进一步提高其耐晶间腐蚀性。
3.3 铁索体不锈钢的可成形性
铁素体不锈钢的用途是如此的广泛，每种用途所要求的铁素体不锈钢的性能又各自不同。然而，铁素体不锈钢的可成形性比奥氏体不锈钢如304钢要差。尽管铁素体不锈钢的γ值、即深冲性指数在1.0～2.0较宽的范围变化，但n值，即延展性指数有限，约为0.2，比奥氏体不锈钢的0.4～0.65低[10]。对于拉延成型制品，很难用铁素体不锈钢代替奥氏体不锈钢，如要代替就必须改变制品的设计，把它设计成拉延成型的形状。
3.4 铁素体不锈钢的韧性
关于钛和铌对压力成形性的作用已进行了很多研究，其焦点主要集中于平均γ值的研究，所得出的结论是适量的这些元素可有效地改善压力成形性。但是，过量添加这些元素也会产生有害影响[12]。例如，随着钛和铌含量的增加，纵向裂纹的转化温度也随之提高。即使铁素体不锈钢具有良好的平均γ值，但韧性脆性转变温度可能对深冲性造成损坏。由于转变温度对可成形性是决定性的因素之一，在较高的转变温度下，变形可能难以进行。
3.5 铁素体不锈钢的高温强度
409L(11Cr—Ti)不锈钢被用作汽车排气歧管的材料，排气温度设计为大约800℃。当排气温度约为900℃时，使用430J1L(18Cr—0.4Nb—0.5Cu)不锈钢。但是，排气温度还在提高，这就要求进一步提高不锈钢的质量。这样，传统的高铬铁素体不锈钢的耐热性就不能满足排气歧管的要求。因此，对具有成本竞争性的耐高温铁素体不锈钢一直有强烈的需求。考虑到这种需求，一直在研究加入铌和钼对高温性能的影响[12]。
4 结语
(1)铁素体不锈钢具有独特的使用性能(耐局部腐蚀和高屈服强度)和显著的经济性，成为材料工作者关注的热点。
(2)铁索体不锈钢存在严重的局限性，即脆性倾向，成为该类钢发展的难点和关键。
(3)随着现代冶金技术的发展，使得克服上述局限性成为可能。其途径有：一是高纯化，使(C+N)≤150ppm，S≤100ppm，O2≤100ppm；二是稳定化，用Ti或(和)Nb固定C和N；三是高纯化+稳定化。
(4)现代铁素体不锈钢特别适于薄截面尺寸的板、带材和管材的大量生产和广泛应用，是不锈钢中节约镍元素的主要钢类；现代低铬铁素体不锈钢，作为经济不锈钢以其优良的综合性能和具有较低的寿命周期成本的优势，为进一步扩大不锈钢的应用范围创造了条件。
(5)不断提高钢的纯净度，特别是最大限度地降低钢中碳、氮、氧等间隙元素含量，采用钛和铌同时加入的双稳定化并优化钢的生产和使用工艺，是进一步改善现代铁素体不锈钢品质和性能的重要途径。
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太钢超纯铁素体不锈钢介绍 山西太钢不锈钢股份有限公司 提纲 一、钢铁的基本知识介绍 二、超纯铁素体不锈钢介绍 三、太钢超纯铁素体不锈钢的开发情况 四、超纯铁素体不锈钢的应超纯铁素体不锈钢的应用 五、新产品——高成形性经济型含锡超纯铁素体不锈钢介绍 一、钢铁的基本知识介绍 钢与铁 钢与铁均是铁碳合金 碳含量少于0.0218 wt.%的合金称为，具有优异的磁性能，主要用于制作电器仪表中的电磁元件和电磁铁芯等；碳含量高于2.11 wt.%的合金称为磨性、切削加工性和消震性，并且价格较低。常用于机床床身、暖气片、汽车底盘、井盖等； 碳含量介于0.0218-2.11 wt.%的铁碳合金称为 钢的分类 I.按化学成份分类 碳素钢：低碳钢(C≤0.25%)、中碳钢(C≤0.25-0.60%)和高碳钢（C≤0.60%）。 合金钢：低合金钢(合金元素总含量≤5%)；中合金钢(合金元素总含量＞5-10%)；高合金钢(合金元素总含量＞10%)。II.III.按用途分类 弹簧钢、轴承钢、结构钢、耐磨钢等。 IV.按冶炼方法分类 ……… 不锈钢 ——是低碳合金钢 ?大多数不锈钢的含碳量均较低，低于0.2%；此外，不锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低。 ?不锈钢中的主要合金元素是铬( Cr)；只有当Cr含量达到一定值时，钢才有耐蚀性。因此，不锈钢中Cr含量均在11%以上。另外，不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si等元素。 从基本概念出发，从基本概念出发，。
不锈钢的耐蚀机理 ?不锈钢的耐腐蚀性是相对的，有条件的；容易在含C1-、Br-、I-、ClO4-的溶液中发生点腐蚀，当有Cu2+、Fe3+、Hg2+等重金属离子存在时，腐蚀加剧。??不锈钢应用手册中的不锈钢耐蚀数据只是实验室的试验结果，与实际介质环境出入大，需具体问题具体分析。 不锈钢和不锈铁？不锈钢和不锈铁？ 长期以来，中国乃至亚洲地区（不包括日本）在使用不锈钢方面形成了一个误区，也就是习惯用磁性来判断不锈钢的品质，习惯用磁性来判断不锈钢的品质，认为无磁的奥氏体是不锈钢，氏体是不锈钢，有磁的铁素体就不是不锈钢有磁的铁素体就不是不锈钢，铁素体就不是不锈钢，是不锈铁，是不锈铁，这个错误的理念曾导致了中国的不锈钢消费中奥氏体钢占90%，造成极大的资源浪费，这是也国内制品企业大量使用200系的原因。 200系不锈钢是铬锰氮系不锈钢，最早开发于二战时期。当时是为解决战争期间镍供应量不足而生产的一种不锈钢的替代品。二战结束后，在欧美国家200系不锈钢一直在有限的范围内使用，一般用于生产旗杆、汽车轮毂等产品。目前200系国内成分牌号混乱，完全背离了开发初衷。 苏泊尔质量门事件不值得我们反思？
含铜铁素体抗菌不锈钢组织演变规律与富铜相作用机理 在430铁素体不锈钢中加入一定量的Cu可以在保证耐腐蚀性能的同时获得优异的抗菌性能,极大地拓宽了430铁素体不锈钢的应用范围。本文从含铜430铁素体不锈钢中组织演变规律与富铜相作用机理入手展开分析研究。 通过热压缩试验研究了Cu对热加工性能的影响,结果表明随Cu含量的升高,试验钢的变形抗力增加,动态再结晶过程受到阻碍,热激活能升高。而且沿着柱状晶不同方向热压缩时,变形抗力明显不同,因此板坯热轧时应注意三角区的变形行为,避免出现热加工裂纹。 此外,在1150℃加热保温时会发现表层的氧化皮内以及和基体结合的界面 处有纯Cu颗粒出现,说明保温过程中Cu会自发向板坯表面扩散,并且会偏聚融化,成为热加工的裂纹源。Cu还会阻碍试验钢冷轧板的静态再结晶过程,影响再结晶织构,但是可以通过随后的抗菌退火进一步调整基体织构。 抗菌试验表明,含Cu 2.0%的试验钢在800℃退火半小时后对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率就可达到99.9%。随抗菌退火温度的升高和时间的延长,富铜相逐渐由球状发展成杆状。 对富铜相在800℃ Ostwald熟化过程进行了表征,发现富铜相的熟化主要是富铜相杆状方向的伸长,熟化速率为10.311 nm/s1/3。为了克服透射研究晶体学取向关系时一次只能分析一个的局限性,本文用XRD系统地分析了一个20 mm×25 mm面上富铜相的宏观织构和基体宏观织构的关系,确定二者之间以K-S关系为主,即{111}Cu//{110}Fe,<110>Cu//<111>Fe。 然后用XRD、EBSD和TEM分别从毫米、微米、纳米级别确定了在具有 <110>取向的晶粒内,杆状富铜相平行于表面,拥有最大暴露面积,可以提
双相不锈钢奥氏体铁素体不锈钢之比较 所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。 由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下： （1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。 （2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。 （3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。
（4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。 （5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。 （6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下： （1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。 （2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。 （3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。 与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下：
奥氏体马氏体铁素体不锈钢区别? 铁素体型不锈钢 它的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数在11.5％~32.0%范围内。随着铬含量的提高，其耐酸性能也提高，加入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。 430是铁素体不锈钢。 铁素体不锈钢是含铬大于14％的低碳铬不锈钢，含铬大于27％的任何含碳量的铬不锈钢，以及在上述成分基础上再添加有钼、钛、铌、硅、铝、、钨、钒等元素的不锈钢，化学成分中形成铁素体的元素占绝对优势，基体组织为铁素。这类钢在淬火（固溶）状态下的组织为铁素体，退火及时效状态的组织中则可见到少量碳化物及金属间化合物。 属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。 马氏体型不锈钢 它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5％~18.0％，但碳的质量分数最高可达0.6％。碳含量的增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。这类钢的焊接性较差。列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2 Cr13、3Cr13、1Cr17Ni2等。 410是马氏体不锈钢，其中碳最大含量为0.15%，锰最大含量1.00%，硅最大含量为1.00%，铬含量为11.50~13.50%。为通用型可热处理不锈钢，耐腐蚀，耐热，硬度可达42HRC或更高些。 奥氏体型不锈钢 其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍（镍的质量分数为8％~25%）而形成的，具有奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢以Cr18Ni19铁基合金为基础，在此基础上随着不同的用途，发展成图1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。 奥氏体、铁素体、马氏体不锈钢在用途上如何区分？ 工业上应用的不锈钢按金相组织可分为三大类：铁素体不锈钢，马氏体不锈钢，奥氏体不锈钢。可以把这三类不锈钢的特点归纳(如下表)，但需要说明的是马氏体不锈钢并不是都不可焊接，只是受某些条件的限制，如焊前应预热焊后应作高温回火等，而使焊接工艺比较复杂。实际生产中一些马氏体不锈钢如1Cr13，2Cr13以及2Cr13与45钢焊接还是比较多的。 马氏体不锈钢属于铬不锈钢。 由于含碳量高，碳化铬多，钢的耐蚀性能下降，虽可通过热处理的方法改善，但防腐性不高。马氏体不锈钢多用于制造力学性能要求较高，并有一定耐蚀性能要求的零件，如汽轮机叶片、喷嘴、阀座、量具、刃具等。 铁素体不锈钢也属于铬不锈钢。 含碳量小，抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀能力强，有高温抗氧化性能好等特点。主要用于制作化工设备中的容器、管道。 奥氏体不锈钢属于铬镍不锈钢。
铁素体不锈钢发展与前景 [我的钢铁] 2008-08-13 10:26:37 一．铁素体不锈钢的发展 近年来，全球资源供应紧张，有色金属市场也水涨船高，尤其07年上半年以前是镍价不断攀升，给不锈钢企业带来了很大的成本压力。镍价的大幅波动以及房屋建筑领域需求的减少，使得300系不锈钢的需求受到影响（见下图1）。原材料价格的飞涨，使得一些低镍的奥氏体不锈钢开始在市场盛行，当然这也给铁素体不锈钢带来了一定发展空间。 图 1 二．铁素体的分类与优势 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。 1.铁素体不锈钢的化学成分
铁素体不锈钢分为五大类，其中前三类为标准牌号，是迄今为止用量最大且应用范围最广的不锈钢，此外，后两类为特殊牌号，使用于某些有特殊要求的领域（见图2）。 图 2 第一类，由于含铬量最低，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。而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。λ 第二类，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。λ 第三类，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。λ 第四类，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。λ 第五类，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。主要用于沿海和其它高耐蚀环境。例如JIS447的耐蚀性与金属钛相当。λ 2.铁素体不锈钢的优势
不锈钢钢种的发展趋势简介 1、节镍型不锈钢 Ni系不锈钢目前占世界不锈钢产量的2/3，我国占80%左右。Ni资源短缺及昂贵，Ni-Cr 系不锈钢价格随Ni价变化而变化。因此，应大力发展无Ni和低Ni铁素体不锈钢、Cr-Mn 奥氏体不锈钢和双相不锈钢。 Ni在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。在不锈钢中增加Ni的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以Ni被称为奥氏体形成元素。然而，Ni并不是唯一具有此种性质的元素。常见的奥氏体形成元素有：Ni、C、N、Mn、Cu。虽然添加Mn对于形成奥氏体并不非常有效，但是添加Mn 可以使更多的N溶解到不锈钢中，而N正是一种非常强的奥氏体形成元素。在200系列的不锈钢中，正是用足够的Mn和N来代替Ni形成100%的奥氏体结构，Ni的含量越低，所需要加入的Mn和N数量就越高。例如在201型不锈钢中，只含有4.5%的Ni，同时含有6.00%Mn、0.25%的N，这也是200系列不锈钢的形成原理。在有些不符合标准的200系列不锈钢中，由于不能加入足够数量的Mn和N，为了形成100%的奥氏体结构，人为地减少了Cr的加入量，这必然导致了不锈钢抗腐蚀能力的下降。 2、超级不锈钢 根据不锈钢材料的显微组织特点，超级不锈钢分为超级铁素体不锈钢、超级奥氏体不锈钢、超级马氏体不锈钢和超级双相不锈钢等几个类型。 超级奥氏体不锈钢。在普通奥氏体不锈钢的基础上，通过提高合金的纯度，提高有益元素（Cr、Mo）的数量，降低C含量，防止析出Cr23C6造成晶间腐蚀，获得良好的力学性能、工艺性能和耐局部腐蚀性能，并替代了Ti稳定化不锈钢。 超级铁素体不锈钢。继承了普通铁素体不锈钢强度高、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，同时改善了铁素体不锈钢的延性—脆性转变、对晶间腐蚀较敏感和焊态的低韧性等局限性。采用精炼技术，降低C和N含量，添加稳定化和焊缝金属韧化元素，可获得高Cr、Mo且超低C、N的超级铁素体不锈钢，使铁素体不锈钢在耐腐蚀、耐氯化物的点蚀和缝隙腐蚀等应用方面进入了一个新的阶段。 超级双相不锈钢。该类钢是20世纪80年代后期发展起来的，牌号主要有SAF2507、UR52N、Zeron100等，其特点是含C量低（0.01%～0.02%），含有高Mo和高N（Mo≤4%、N≤0.3%），钢中铁素体相含量占40%～45%，具有优良的耐腐蚀性能。 超级马氏体不锈钢。属于可硬化的不锈钢，具有高的硬度、强度和耐磨性能，但韧性和焊接性较差。普通马氏体不锈钢缺乏足够的延展性，在变形过程中对应力十分敏感，冷加工成形比较困难。通过降低含碳量，增加镍含量，可获得超级马氏体不锈钢。近年来，各国在开发低碳、低氮超级马氏体钢方面投入很大，研究出一批不同用途的超级马氏体钢。超级马氏体钢已在石油和天然气开采、储运设备、水力发电、化工及高温纸浆生产设备上得到广泛应用。 功能性不锈钢。随市场需求的变化，各种具有特殊用途和特殊功能的不锈钢不断出现。如新型医用无Ni奥氏体不锈钢材料主要为Cr-Ni奥氏体不锈钢（如316L等），具有很好的生物相容性，含有13%～15%的Ni。Ni是一种致敏因子，且对生物体有致畸、致癌等危害。含Ni植入不锈钢在体内长期使用，会逐渐被破坏而释放出Ni离子。当Ni离子在植入人体附近组织中富集时，可诱发毒性效应，发生细胞破坏和发炎等不良反应。中国科学院金属研究所开发的Cr-Mn-N型医用无Ni奥氏体不锈钢，经过生物相容性试验，性能优于目前临床使用的Cr-Ni奥氏体不锈钢（316L）。再如抗菌不锈钢，随着人们生活水平的提高，人们对所处的
世界不锈钢发展史 （https://www.doczj.com/doc/2719019738.html,） 不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。 不锈钢自本世纪初问世，到现在已有90多年的历史。不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就。 20世纪初，吉耶（L.B.Guillet）于1904年—1906 年和波特万（A.M.Portevin）于1909—1911年在法国；吉森（W.Giesen）于1907—1909年在英国分别发现了Fe—Cr和Fe—Cr-Ni合金的耐腐蚀性能。蒙纳尔茨（P.Monnartz）于1908-1911年在德国提出了不锈性和钝化理论的许多观点。 工业用不锈钢的发明者有：布里尔利（H.Brearly）1912—1913年在英国开发了含Cr12%—13%的马氏体不锈钢；丹齐曾（C.Dantsizen）1911—1914年在美国开发了含Cr14%—16%，C 0.07%—0.15%的铁素体不锈钢；毛雷尔（E.Maurer）和施特劳斯（B.Strauss）1912—1914年在德国开发了含C<1%，Cr 15%—40%，Ni<20%的奥氏体不锈钢。1929年，施特劳斯（B.Strauss）取得了低碳18-8（Cr- 18%，Ni-8%）不锈钢的专利权。为了解决18-8钢的敏化态晶间腐蚀，1931年德国的霍德鲁特（E.Houdreuot）发明了含Ti的18-8 不锈钢（相当于现在的1Cr18Ni9Ti或AISI321）。 几乎与此同时，在法国的Unieux实验室发现了奥氏体不锈钢中含有铁素体时，钢的耐晶间腐蚀性能会得到明显改善，从而开发了γ+α双相不锈钢。1946年，美国的史密斯埃塔尔（R.Smithetal）研制了马氏体沉淀硬化型不锈钢17-4PH；随后既具有高强度又可进行冷加工成形的半奥氏体沉淀硬化不锈钢17-7PH和PH15-7Mo等相继问世。至少，不锈钢家族中的主要钢类，即马氏体、铁素体、奥氏体、α+γ双相以及沉淀硬化型等不锈钢*便基本齐全了，且一直延续到现在。 当然，40-50年代，节Ni的Cr-Mn-N和Cr- Mn-Ni-N不锈钢，超低碳（C≤0.03%）奥氏体不锈钢；60年代，γ:α近于1的α+γ双相不锈钢和C+N≤150ppm的高纯铁素体不锈钢以及马氏体时效不锈钢的出现，虽然也属于不锈钢领域内的重大进展，但是，这些新钢种本质上仍属于前述五大类不锈钢，仅仅是具体钢类中某些钢种的新发展。 不锈钢中，除C，Cr,Ni等元素外，根据不同用途对性能的要求，进一步用Mo,Cu,Si,N,Mn,Nb,Ti等元素合金化或进一步降低钢中的C,Si,Mn,S,P等元素，又研制出许多新钢种。例如，为解决氯化物的点蚀、缝隙腐蚀用的高纯、高铬钼铁素体不锈钢00Cr25Ni4Mo4，,00Cr29Mo4Ni2,00Cr30Mo2和高Mo含N的Cr-Ni双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3N，00Cr25Ni7Mo3CuN等；为提高低碳、超低碳Cr-Ni奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性而出现的控氮不锈钢；为提高Cr-Ni奥氏体不锈钢耐局部腐蚀性能并抑制钢中金属间相的析出而研制的高Cr，Mo且高氮量的超级奥氏体不锈钢，如00Cr25Ni20Mo6CuN，00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN；为耐发烟硝酸以及耐浓硫酸（93%—98%）而发展的高硅（Si—6%）不锈钢。 此外还有一些专用不锈钢问世，例如核能级，硝酸级、尿素级、食品级不锈钢等等。据统计，世界范围内已纳入各种标准（包括厂标）的牌号已有百余种，而未纳标的非标准牌号就更多了。尽管如此，目前各工业先进国家大量生产和广泛应用的不锈钢牌号，仅限于马氏体、铁素体和奥氏体类的近十几个牌号。 信用行（https://www.doczj.com/doc/2719019738.html,）现货采购平台不锈钢基础知识连载。
铁素体不锈钢的发展与应用 摘要： 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。本文主要分析了铁素体不锈钢的发展以及其合金化，同时介绍了基于铁素体不锈钢特性的各种应用。 关键字：铁素体不锈钢发展应用 不锈钢在如今已得到广泛应用，这是因为它具有许多优越特性，如可成形性、强度及耐腐蚀性。不锈钢开始商业化生产并作为材料用于各种用途大约只有短短50年的历史。304型及430型不锈钢因其最常用而为大家所熟知，其产量占到不锈钢总产量的一半以上。但是，近十年来对不锈钢的需求显著增长，因此，人们一直在开发适用于各种用途的不同种类的不锈钢。以430型不锈钢为代表的铁素体不锈钢的生产成本比奥氏体不锈钢要低。因而，用铁素体不锈钢制造的产品现在发展很快，例如，铁素体不锈钢的用途之一是制作汽车尾气排放控制系统[1,2,3]。为了这种用途，现在已经开发了许多种铁素体不锈钢。在宝钢不锈钢事业部总经理楼定波看来，铁素体不锈钢不含镍，可以回避镍价的波动带来的风险；它同样可以防腐、防锈，但价格比含镍的不锈钢具有竞争力，并且，比含镍不锈钢制造更有门槛。 1 铁素体不锈钢的发展优势及劣势 1.1 铁素体不锈钢的发展优势 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。低铬铁素体不锈钢又称为经济不锈钢；中、高铬铁素体不锈钢与所能代用的铬镍奥氏体不锈钢相比，成本和价格也较低。铁素体不锈钢屈服强度较铬镍奥氏体钢高，伸长率稍低，但加工硬化倾向小，易于冷镦，也易切削。 众所周知，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，虽然在试验室内一些条件下人们也曾发现铁素体不锈钢也产生应力腐蚀的某些现象，但在实际工程应用中，国内外都很少见到铁素体不锈钢产生应力腐蚀破坏的实例。 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。 1.2 铁素体不锈钢的发展劣势 铁素体不锈钢是一种节镍钢，强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130％～150％，线膨胀系数仅为Cr—Ni奥氏体不锈钢的60％～70％。虽然有上述优点，但与奥氏体不锈钢相比，其用途有限，这主要是因为铁素体不锈钢，特别是Cr>16％的铁素
国内外不锈钢标准目录 中国 (2) 基础标准： (2) 型钢(棒、坯、角钢、扁钢) (2) 钢板与钢带 (2) 钢管（无缝钢管） (2) 钢管（焊接钢管） (2) 盘条、钢丝及制品 (3) 美国 (4) 棒材和型材 (4) 不锈钢板与钢带 (4) 盘条与钢丝 (5) 钢管 (6) 日本 (7) 棒材与型钢 (7) 钢板与钢带 (8) 盘条、钢丝及制品 (8) 钢管 (8) 欧洲 (9) 棒、型、锻件 (9) 板、带、丝 (10) 钢管 (10)
中国 基础标准： GB/T 20878-2007不锈钢和耐热钢牌号及化学成分 型钢(棒、坯、角钢、扁钢) GB/T 1220-2007不锈钢棒 GB/T 4226-2009不锈钢冷加工钢棒 YB/T 2008-2007不锈钢无缝钢管圆管坯 YB/T 5089-2007锻件用不锈钢钢坯 YB/T 5134-2007手表用不锈钢扁钢 YB/T5309-2006不锈钢热轧等边角钢 钢板与钢带 GB/T 3280-2007 不锈钢冷轧钢板和钢带 GB/T 4237-2007 不锈钢热轧钢板和钢带 GB/T 8165-2008 不锈钢复合钢板和钢带 GB/T 21074-2007 针管用不锈钢精密冷轧钢带 GB 24511-2009 承压设备用不锈钢钢板及钢带 GB/T 24170.1-2009 表面抗菌不锈钢第1部分：电化学法YB/T 085-2007 磁头用不锈钢冷轧钢带 YB/T 110-1997 彩色显像管弹簧用不锈钢冷轧钢带
YB/T 5310-2006 弹簧用不锈钢冷轧钢带 YB/T 4171-2008 含铜抗菌不锈钢 钢管（无缝钢管） GB/T 3089-2008 不锈钢极薄壁无缝钢管 GB/T 3090-2000 不锈钢小直径无缝钢管 GB 6479-2000 高压化肥设备用无缝钢管 GB 9948-2006 石油裂化用无缝钢管 GB 13296-2007 锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 GB/T 14975-2002 结构用不锈钢无缝钢管 GB/T 14976-2002 流体输送用不锈钢无缝钢管 GB/T 21833-2008 奥氏体－铁素体型双相不锈钢无缝钢管YB/T 5307-2006 S型钎焊不锈钢金属软管 YB/T 4205-2009 给水加热器用奥氏体不锈钢U形无缝钢管20090646-Q-605 承压设备用无缝复合钢管 2010-0241T—YB 大直径奥氏体不锈钢无缝管 钢管（焊接钢管） GB/T 12770-2002 机械结构用不锈钢焊接钢管 GB/T 12771-2008 流体输送用不锈钢焊接钢管 GB/T 18704-2008 结构用不锈钢复合管 GB/T21832—2008 奥氏体-铁素体双相不锈钢焊接钢管
铁素体不锈钢的发展及展望 摘要：根据国内外不锈钢市场的状况，对比分析了铁素体不锈钢相对于奥氏体不锈钢的优缺点，阐述了提高铁素体不锈钢质量的措施，展望了铁素体不锈钢的良好发展前景。 关键词：不锈钢铁素体奥氏体应用情况提高质量 1 前言 2 004年北京国际现代铁素体不锈钢大会上通过广泛的交流，使大家更加清楚地看到了国内在生产和使用铁素体不锈钢方面与国际发达国家相比使用比例低，使用领域窄的差距。国际平均使用比例是25％，法国65％、日本35％、美国34％、而我国是10％左右。发达国家已经广泛使用在汽车、电子产品、屋顶材料、集装箱、家电产品、水箱、蓄水池等领域，在许多方面替代300系列。而在我国使用面还很有限，主要集中在制品方面；在生产工艺技术水平方面，中国也有差距，特别是超低碳、超低氮铁素体不锈钢的冶炼、表面质量和成本控制等方面。最后是新品种的研究开发方面也有一定的差距。 中国的不锈钢消费中奥氏体钢占90%，铁素体和其他的钢类所占比例还不到10%，这种现状也引发了不锈钢的迅速发展与镍资源供应紧张之间的矛盾。为此，作为中国的不锈钢行业组织中国特钢协不锈钢分会特别提出：要大力推广铁素体不锈钢。 2 铁素体不锈钢较奥氏体不锈钢的优缺点 铁素体不锈钢一般不含稀缺的贵重元素镍。低铬铁素体不锈钢又称为经济不锈钢；中、高铬铁素体不锈钢与所能代用的铬镍奥氏体不锈钢相比，成本和价格也较低。铁素体不锈钢屈服强度较铬镍奥氏体钢高，伸长率稍低，但加工硬化倾向小，易于冷镦，也易切削。众所周知，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，虽然在试验室内一些条件下人们也曾发现铁素体不锈钢也产生应力腐蚀的某些现象，但在实际工程应用中，国内外都很少见到铁素体不锈钢产生应力腐蚀破坏的实例。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。 但是，铁素体不锈钢为什么没有得到很快的发展呢?这是因为铁素体不锈钢本身存在三个主要问题：第一，在热轧或退火后必须严格控制冷却速度。如果缓慢地冷却通过37O～550C温度区，或者像耐热钢使用中那样在该温度区长期停留，这种钢就会变脆。第二．铁素体型不锈钢焊接性能差。在焊缝热影响区，铁素体晶粒长大或粗化。此外．在高温区，部分铁素体转变成奥氏体，并在随后的冷却过程中转变成脆性的马氏体。这两种影响方式的共同作用．使得焊缝非常脆。虽然二次退火可以把马氏体转变成铁素体．但是，这并不能把已经粗化的铁素体晶粒再细化。第三，当其承受的温差太大时，这一点在夏氏冲击试验或悬臂式冲击试验中记录的所吸收能量显著下降而得到证实。这种钢在实际应用中，表现为不能抗冲击，容易产生裂纹。 3 铁素体不锈钢应用情况 一、家电行业广泛使用铁素体不锈钢 在家电行业中首先是洗衣机。当前最流行的是对衣服摩损最小的滚筒式洗衣机，由于
双相不锈钢、奥氏体、铁素体不锈钢之比较 所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。 由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下： （1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。 （2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。 （3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。 （4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。 （5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。 （6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下： （1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。 （2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。 （3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。 与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下： （1）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。 （2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。 （3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
铁素体不锈钢的种类和特性 原创：不锈钢分会中国特钢企业协会不锈钢分会 目录 一五大类铁素体不锈钢 (2) 二现代铁素体不锈钢的优异性能 (4) 三优良的成形性能 (5) 四独特的磁性能 (5) 五独特的技术优势 (6) 六匹配即完美 (7) 不锈钢之所以“不锈”，是由于所含的铬使其具有显著的耐蚀性。铁素体不锈钢也不例外。铁素体不锈钢主要元素为铬（≥10.5%）和铁，有的牌号仅含铬，有的牌号除铬外，还含有其他元素（如Mo、Ti、Nb 等）以获得一些特殊性能。 铁素体不锈钢含铬不含镍，而铬的价格在历史上相对稳定，因此与含镍的奥氏体不锈钢相比，其成本更低、更稳定。 铁素体不锈钢具有奥氏体不锈钢的大多数力学性能和耐 蚀性能，并且还有许多优于奥氏体不锈钢的独特性能。因此铁素体不锈钢能够： -- 在不锈钢家族中作为304不锈钢的补充（304仍然是使用范围最广、最常用的牌号）； -- 替代200 系不锈钢（通常具有更好的使用性能）； -- 由于其特殊性能，可在许多领域替代其他材料如碳钢、Cu、Zn、Al、塑料等，甚至在原本只能采用奥氏体不锈钢的领域，也可能成为优秀的替代材料。
采用铁素体不锈钢的用户通常会得益于其技术性能及较低的寿命周期成本。 铁素体不锈钢的“磁性”并不是“负面”的，而是它区别于其它不锈钢的一种特殊性能。 大家熟知的标准铁素体不锈钢409、410 和430在全世界都可买到。它们在洗衣机滚桶、排汽系统等许多重要应用领域都非常成功。实际上铁素体不锈钢在各个领域都有巨大的应用潜力。 新开发的铁素体不锈钢如439，441，444等，能够用于更广泛的领域。它们可加工成复杂的形状，并以最普通的连接方式进行连接和焊接。添加了钼的铁素体不锈钢444对局部腐蚀的耐蚀能力至少可与奥氏体不锈钢316 相当。 铁素体不锈钢由于成本、特性和供货渠道方面的优势，成为理想的选材。 一五大类铁素体不锈钢 铁素体不锈钢分为五大类，其中1-3类为标准牌号，4-5类为特殊牌号。迄今为止，用量最大和应用范围最广的主要集中于标准钢号。因此，标准铁素体不锈钢一般完全能够满足和适用大多数应用领域的要求。 第1 类-- Cr 含量：10%-14%；典型牌号409，410L 。
超级不锈钢 超级不锈钢系指20世纪70~90年代先后问世，其性能（特别是耐蚀性）优于原有的同类不锈钢的那些牌号的统称。接下来介绍的主要是高合金、高性能的三大类超级不锈钢，即高铬量、搞钼量(PRE值≥35)的超级铁素体不锈钢和高铬、钼、氮量（PRE≥40）的超级奥氏体不锈钢与PRE值≥40的超级双相不锈钢。这三大类超级不锈钢的共同特点是除耐全面腐蚀外，耐点蚀、耐缝隙腐蚀等局部腐蚀的性能优异。 各类不锈钢所面临的共同课题是随钢中铬、钼量或铬、钼、氮量的提高，钢的组织热稳定性下降，碳、氮化物和金属间相析出所导致的焊后（或从高温到低温的冷却过程中）塑、韧性和耐蚀性的劣化问题。这一问题的存在将严重阻碍超级不锈钢的进一步发展。 1超级铁素体不锈钢 铁素体不锈钢系指11%~30%Cr，具有体心立方晶体结构，在使用状态下具有铁素体组织的一类不锈钢。根据钢中含铬量的不同，铁素体不锈钢大致可分为含11%~15%Cr（低铬）、16%~20%Cr（中铬）和21%~30%Cr（高铬）三种类型。超级铁素体不锈钢含量一般在25%~30%，属于高铬铁素体不锈钢。 1.1铁素体不锈钢的发展和超级铁素体不锈钢 铁素体不锈钢系五大类不锈钢中中药不锈钢类，其产量和消费量仅次于铬镍奥氏体不锈钢。铁素体不锈钢除具有良好的不锈性和耐全面腐蚀性能外，其耐氯化物应力腐蚀、耐点腐蚀和耐缝隙腐蚀性能优良；与铬镍奥氏体不锈钢相比，铁素体不锈钢不含镍或仅含少量镍，因而是一类无镍和节镍不锈钢；铁素体不锈钢强度好，但冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130%~150%，线膨胀系数仅为奥氏体不锈钢的60%~70%，虽然铁素体不锈钢有如此多的优点，但自1912年问世以来直到1970年，与铬镍奥氏体不锈钢相比，产量比较低且用途收到诸多限制，其主要原因是铁素体不锈钢，特别是含铬量≥16%时存在的一些缺点和不足，突出地表现在它们的脆性转变温度高，室温和低温韧性差，缺口敏感性高，对晶间腐蚀比较敏感，而这些缺点随钢的截面尺寸增加，受热（例如焊接）后冷却速度慢以及热履历的影响而更加强烈的显示出来。虽然人们早在1950年就已经了解到钢中碳、氮等间隙元素的存在是影响铁素体不锈钢存在上述缺点和不足的主要原因（见表1-1-1），但并未获得解决。
镍基合金管的性能、化学成分 以镍为基体,能在一些介质中耐腐蚀的合金,称为镍基耐蚀合金。此外,含镍大于30％,且含镍加铁大于50％的耐蚀合金,习惯上称为铁－镍基耐蚀合金(见不锈耐酸钢)。1905年美国生产的Ni-Cu合金(Monel合金Ni 70 Cu30)是最早的镍基耐蚀合金。1914年美国开始生产Ni-Cr-Mo-Cu型耐蚀合金(Illium R)，1920年德国开始生产含Cr约15％、Mo约7％的Ni-Cr-Mo型耐蚀合金。70年代各国生产的耐蚀合金牌号已近50种。其中产量较大、使用较广的有Ni-Cu,Ni-Cr,Ni-Mo，Ni-Cr-Mo(W)，Ni-Cr-Mo-Cu和Ni-Fe-Cr，Ni-Fe-Cr-Mo等合金系列,共十多种牌号。中国在50年代开始研制镍基和铁－镍基耐蚀合金，到70年代末，已有十多种牌号。 类别镍基耐蚀合金多具有奥氏体组织。在固溶和时效处理状态下，合金的奥氏体基体和晶界上还有金属间相和金属的碳氮化物存在，各种耐蚀合金按成分分类及其特性如下： Ni-Cu合金在还原性介质中耐蚀性优于镍,而在氧化性介质中耐蚀性又优于铜，它在无氧和氧化剂的条件下，是耐高温氟气、氟化氢和氢氟酸的最好的材料（见金属腐蚀）。 Ni-Cr合金主要在氧化性介质条件下使用。抗高温氧化和含硫、钒等气体的腐蚀，其耐蚀性随铬含量的增加而增强。这类合金也具有较好的耐氢氧化物（如NaOH、KOH）腐蚀和耐应力腐蚀的能力。 Ni-Mo合金主要在还原性介质腐蚀的条件下使用。它是耐盐酸腐蚀的最好的一种合金，但在有氧和氧化剂存在时，耐蚀性会显著下降。 Ni-Cr-Mo(W)合金兼有上述Ni-Cr合金、Ni-Mo合金的性能。主要在氧化－还原混合介质条件下使用。这类合金在高温氟化氢气中、在含氧和氧化剂的盐酸、氢氟酸溶液中以及在室温下的湿氯气中耐蚀性良好。 Ni-Cr-Mo-Cu合金具有既耐硝酸又耐硫酸腐蚀的能力，在一些氧化-还原性混合酸中也有很好的耐蚀性。 什么是超级不锈钢？镍基合金？ 超级不锈钢、镍基合金是一种特种的不锈钢，首先在化学成分上与普通不锈钢304不同，是指含高镍，高铬，高钼的一种高合金不锈钢。其次在耐高温或者耐腐蚀的性能上，与304相比，具有更加优秀的耐高温或者耐腐蚀性能，是304不可取代的。另外，从不锈钢的分类上，特殊不锈钢的金相组织是一种稳定的奥氏体金相组织。 由于这种特种不锈钢是一种高合金的材料，所以在制造工艺上相当复杂，一般人们只能依靠传统工艺来制造这种特种不锈钢，如灌注，锻造，压延等等。 在许多的领域中，比如 1，海洋：海域环境的海洋构造物，海水淡化，海水养殖，海水热交换等。 2，环保领域：火力发电的烟气脱硫装置，废水处理等。 3，能源领域：原子能发电，煤炭的综合利用，海潮发电等。 4，石油化工领域：炼油，化学化工设备等。 5，食品领域：制盐，酱油酿造等 在以上的众多领域中，普通不锈钢304是无法胜任的，在这些特殊的领域中，特种不锈钢是不可缺少的，也是不可被替代的。近几年来，随着经济的快速发达，随着工业领域的层次的不断提高，越来越多的项目需要档次更高的不锈钢。。。。。特种不锈钢（超级不锈钢、镍基合金）。
铁素体不锈钢新工艺技术 一．铁素体不锈钢的超纯化 铁素体不锈钢不含Ni或仅含少量Ni，与奥氏体不锈钢相比较，生产成本较低。铁素体不锈钢冷加工硬化倾向较低；导热系数高，为奥氏体不锈钢的130%~150%；线膨胀系数低，仅为CrNi不锈钢的60%~70%；其耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能优良。虽然有上述优点，但铁素体不锈钢存在的一些严重缺点限制了它的使用。其最大缺点是韧性不足、晶间腐蚀敏感、焊接性能差。 研究表明，这个问题主要是由间隙元素碳、氮所致。由于碳、氮在铁素体中的溶解度很低且在体心立方晶格中的扩散速度快，故在铁素体钢中极易生成碳化物和氮化物，造成晶界贫铬和晶间腐蚀。实验表明，通过降低铁素体不锈钢中C+N含量，就能够显著改善其腐蚀性能，力学性能和焊接性能。以26Cr1Mo钢为例，当C+N<(100~130)×10-6时，焊接后就不会产生晶间腐蚀；当C+N<(60~80)×10-6时，可在恶劣的点蚀环境中使用；当C+N<65×10-6时就能够不产生低温脆性。因此，超纯铁素体不锈钢是现代铁素体不锈钢的发展方向，一般要求C+N<150×10-6这样的低间隙元素含量，而且需要添加钛、铌、铜、铝、钒等微量元素，以改善其性能。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。 铁素体不锈钢在冶炼过程中需要采用真空冶金手段，尽可能降低钢液中的碳和氮，这是超纯铁素体不锈钢冶炼时的核心问题。现有的不锈钢精炼方法，如AOD，VOD，VCR，等等，将碳降到50ppm以下在技术上已不存在困难，但要将氮降到50ppm以下，却很困难。因此，超高纯铁素体不锈钢生产的关键是要解决脱氮问题。 研究工作表明：不锈钢精炼过程中的脱氮是与脱碳过程同时进行的，脱碳速度越高，脱碳量越大，脱氮量也就越大。在[C]<0.1的低碳范围内进行真空脱碳时，脱氮速度主要决定于底吹氩气的搅拌强度。常规VOD法吹氩强度小，因漏入空气而有增氮倾向；SS-VOD吹氩强度是常规VOD的2~4倍，真空吹氩搅拌时仍能脱氮；VOD-PB法的脱碳机制不同于常规VOD的顶吹氧，其脱氮条件优于SS-VOD。VCR法低碳区精炼阶段的底吹氩搅拌强度是SS-VOD的13~17倍，强烈的搅拌大大增加了钢液比表面积，减少了气钢界面上[N]的传质阻力，气相中氮分压可降至0.38torr，对冶炼超低碳、氮不锈钢十分有利。 日本各大钢铁公司自上世纪70年代中期以来采用大型AOD和VOD精炼设备，在工业规模上以很低的成本大批量生产一系列低〔C+N〕含量超纯铁素体不锈钢。经过十多年的历史，工艺流程日趋完善，精炼技术日益成熟，所生产的各种牌号超纯铁素体不锈钢在许多方面的应用领域里已逐步取代了奥氏体不锈钢。我国在超纯铁素体不锈钢的生产和应用方面与日本尚有很大的差距，必须努力缩短这种差距。 二．铁素体不锈钢晶粒细化新方法 目前，我国汽车工业飞速发展，汽车用不锈钢使用量增长很快，尤其在汽车排气系统中的
不锈钢中所含各元素的作用 目前，已知的化学元素有100多种，在工业中常用的钢铁材料中可以遇到的化学元素约二十多种。对于人们在与腐蚀现象作长期斗争的实践而形成的不锈钢这一特殊钢系列来说，最常用的元素有十几种，除了组成钢的基本元素铁以外，对不锈钢的性能与组织影响最大的元素是：碳、铬、镍、锰、硅、钼、钛、铌、钛、锰、氮、铜、钴等。这些元素中除碳、硅、氮以外，都是化学元素周期表中位于过渡族的元素。实际上工业上应用的不锈钢都是同时存在几种以至十几种元素的，当几种元素共存于不锈钢这一个统一体中时，它们的影响要比单独存在时复杂得多，因为在这种情况下不仅要考虑各元素自身的作用，而且要注意它们互相之间的影响，因此不锈钢的组织决定于各种元素影响的总和。 一、各种元素对不锈钢的性能和组织的影响和作用 1-1铬在不锈钢中的决定作用：决定不锈钢性属的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都含有一定数量的铬。迄今为止，还没有不含铬的不锈钢。铬之所以成为决定不锈钢性能的主要元素，根本的原因是向钢中添加铬作为合金元素以后，促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展。这种变化可以从以下方面得到说明： ①铬使铁基固溶体的电极电位提高
②铬吸收铁的电子使铁钝化 钝化是由于阳极反应被阻止而引起金属与合金耐腐蚀性能被提高的现象。构成金属与合金钝化的理论很多，主要有薄膜论、吸附论及电子排列论。 1-2. 碳在不锈钢中的两重性 碳是工业用钢的主要元素之一，钢的性能与组织在很大程度上决定于碳在钢中的含量及其分布的形式，在不锈钢中碳的影响尤为显著。碳在不锈钢中对组织的影响主要表现在两方面，一方面碳是稳定奥氏体的元素，并且作用的程度很大（约为镍的30倍），另一方面由于碳和铬的亲和力很大，与铬形成—系列复杂的碳化物。所以，从强度与耐腐烛性能两方面来看，碳在不锈钢中的作用是互相矛盾的。 认识了这一影响的规律，我们就可以从不同的使用要求出发，选择不同含碳量的不锈钢。 例如工业中应用最广泛的，也是最起码的不锈钢——0Crl3～4Cr13这五个钢号的标准含铬量规定为12～14％，就是把碳要与铬形成碳化铬的因素考虑进去以后才决定的，目的即在于使碳与铬结合成
铁素体不锈钢具有哪些特殊的要求 铁素体不锈钢是一类具有体心立方结构、含铬量在10.5-32%范围内、在高温和室温均为铁素体组织的不锈钢，是一类不能通过热处理强化的不锈钢。可以按照铬含量的高低和合金化特点将铁素体不锈钢分为5类。铁素体不锈钢具有良好的力学性能，其屈服强度高于奥氏体不锈钢，延伸率和成型性与低碳钢相近。 铁素体不锈钢冷加工硬化倾向较低，有优良的耐全面腐蚀和耐各种局部腐蚀性能，特别是耐氯化物应力腐蚀性能优异。铁素体不锈钢的导热系数是铬镍奥氏体不锈钢的135%，热膨胀系数约是铬镍奥实体不锈钢的60%，适用于热胀冷缩、有热循环的场合。铁素体不锈钢有三方面的缺点和一个不足：微信公众号：hcsteel存在三个脆性区（475℃脆性、中温脆性和高温脆性）、脆性转变温度高且室温韧性低、对晶间腐蚀更敏感、较18-8型奥氏体不锈钢的冷成型性不足. 铁素体不锈钢的生产要求严格，冶炼、连铸、连轧，退火、酸洗的每一个工序均要严格控制，以保证产品质量，工业化生产铁素体不锈钢是一个系统工程。目前国内铁素体不锈钢生产技术开发主要围绕在高洁净度冶炼、高等轴晶连铸、高效率连续轧制、连续退火酸洗等关键工艺，已经取得了很好的成绩，仍需要继续开展工作。针对上述问题，我们开展铁素体不锈钢技术的研发工作，达到以下目标： 课题依托单位（太钢、宝钢不锈钢）铁素体不锈钢所占产量比例由20%提高到50%，产量可达到200万吨左右，节约镍资源约16万吨
（以304奥氏体不锈钢含8% Ni计算）；提高钢的洁净度达到（[C]+[N]）≤150ppm，提高均匀度，高成形性能铁素体不锈钢铸坯的等轴晶比例从目前的30％到50％；低铬（10～14%Cr）铁素体不锈钢具有优异的成型性，平均塑性应变比r≥1.3、皱折级数≤1.4，轿车冷凝液系统用材料使用寿命大于5年；中铬（14～22%Cr）铁素体不锈钢的平均塑性应变比r≥1.2、皱折级数≤1.4，实物水平与川崎公司产品相当，在海洋大气、工业大气、自来水中耐点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀性能相当或优于304、316不锈钢；高铬（22～30%Cr）钼铁素体不锈钢在海洋环境或强氯化物介质中无应力腐蚀倾向，在6%FeCl3溶液中的临界点蚀温度≥70℃，在6%FeCl3溶液中的临界缝隙腐蚀温度≥40℃，可焊接（焊后无晶间腐蚀倾向），冷脆转变温度≤－20℃。