关于奥氏体不锈钢中铁素体含量说明
摘要：介绍了奥氏体不锈钢中铁素体的作用和测量方法，分析了奥氏体不锈钢中铁素体形成机理，重点阐述了采用不锈钢组织图和合金元素铬当量与镍当量控制奥氏体不锈钢中铁素体含量的计算方法。
1 概述
奥氏体不锈钢具有较好的耐蚀性、耐热性、耐低温性及良好的易成形性和优异的可焊接性，是不锈钢系列材料中重要的一类，其产量约占不锈钢总产量的70%。不锈钢阀门主体材料几乎全部采用奥氏体不锈钢，而阀门行业对奥氏体不锈钢的认识水平，还仅涉及其化学成分和力学性能方面。随着科技进步，在核电站、核反应堆工程用核安全级阀门、国防军工用特种阀门以及大型化工装置中“SHA 级”管道重要阀门，都相继对奥氏体不锈钢焊接母材和焊缝中的铁素体含量进行了规定。因此，必须掌握奥氏体不锈钢中铁素体含量的测量和计算方法。
2 奥氏体不锈钢中铁素体的作用
分析奥氏体不锈钢中铁素体的作用是十分重要的技术基础，只有通过深入的研究，充分的了解和掌握铁素体的正面（有利）和负面（不利）的作用，才能正确的加以利用或控制。奥氏体不锈钢中铁素体的作用，对阀门来讲，最重要的方面是对焊接性能的影响，其次是对材料耐腐蚀性能、力学性能和加工性能的影响。
2.1 含量
不锈钢阀门的承压件（阀体、阀盖和阀瓣）大部分材料采用ASTM A351 中的 C F类不锈钢铸件和ASTM A182 中的F304 和F316 类不锈钢锻件，其属于18-8 型和18-12 型（其数值表示Cr 和Ni 的大致含量）奥氏体不锈钢。
不锈钢按晶体结构分为奥氏体、铁素体和马氏体。奥氏体具有面心立方晶体结构，无磁性。铁素体具有体心立方晶体结构，有磁性。应当指出，冶金产品称谓的奥氏体不锈钢，并不表明它的组织结构必须是100% 的奥氏体。在不锈钢阀门和零件验收时，常可见到用磁铁来吸引被检测物体，若出现有弱磁性就以此认为产品存在质量问题，其实这是对奥氏体不锈钢的一种误解，这种做法往往容易造成错误判断。
奥氏体不锈钢中通常都会有一定数量的铁素体。依据《金属手册》中第三卷《性能与选择：不锈钢》，在《铸造不锈钢的性能》中指出：对于CF 类铸造不锈钢，通常具有5% ~ 25% 的铁素体。为此，美国材料与试验协会（ASTM）将阀门用奥氏体不锈钢铸件标准的名称定义为ASTM A351《承压件用奥氏体奥氏体-铁素体（双相）铸钢》。
2.2 焊接性能
奥氏体不锈钢在焊接中的主要问题是焊缝和热影响区的热裂纹以及耐蚀性，这类问题也是奥氏体钢工艺焊接性和使用焊接性的指标。
2.2.1防止焊缝的热裂纹
奥氏体不锈钢焊缝中铁素体起着极其重要的作用。奥氏体不锈钢焊缝中常常需要形成一定数量δ 相铁素体（4% ~ 12%），以防止焊缝产生凝固裂纹（热裂纹）。δ 铁素体是奥氏体不锈钢（含焊缝金属）在一次结晶过程（凝固过程）中生成并保留至常温的铁素体。由于铁素体含碳量很低，性能与纯铁相似，有良好的塑性和韧性，低的强度和硬度。铁素体的有利作用是对S、P、Si 和Nb等元素溶解度较大，能防止这些元素的偏析和形成低熔点共晶，从而阻止凝固裂纹产生。
焊接过程实际上是一个在焊接结构上，母材金属与焊材局部进行的冶金和热处理过程。焊缝中的铁素体可以有效的阻止低溶点共晶生成和减少偏析程度以及二次晶界的错位运动，因而可防止热影响区裂纹和高温低塑性裂纹。总之，焊接中的δ 铁素体对防止和降低奥氏体焊缝金属的热裂纹和微裂纹作用是肯定的，它显著的改进了焊接性，提高了焊接结构的安全程度。δ 铁素体在焊缝中具有一定的负作用。对于焊后需要600℃以上热处理的焊件或长期在600 ~ 850℃温度下工作的焊件，由于在上述高温下δ 相铁素体会析出б 相铁素体，б 相具有四方
结晶构造，且富含Cr 造成周围Cr 的贫化，引起焊缝金属的脆化。此时应将焊缝铁素体的含量控制在3% ~ 8%，或者采用重新固溶处理，将б 相铁素体溶解回基体中。
2.2.2改善焊接接头的耐蚀性
焊接接头是指整个焊接区，包括焊缝和熔合区以及热影响区。奥氏体钢的焊接结构常常因为腐蚀而损坏甚至报废，最常见的腐蚀类型是晶间腐蚀和应力腐蚀。由于铁素体是以分散并均布成小坑状存在于奥氏体晶粒之间，削弱奥氏体柱状晶和树枝晶的方向性，隔断奥氏体晶界连续网状碳化铬析出，从而防止晶间腐蚀，因此铁素体对提高耐晶间腐蚀的作用有好处。通过试验证明，由于铁素体对应力腐蚀开裂不敏感，因此含有铁素体的奥氏体钢焊缝的耐应力腐蚀性能优于同成分但含有很少铁素体的奥氏体钢焊缝。
2.3 耐腐蚀性能
焊接材料（母材和焊材）中的δ 相铁素体能显著改善焊缝及热影响区抗晶间腐蚀和应力腐蚀的机理。依据同样的机理可以得出，对于奥氏体不锈钢铸件和锻件母材中少量的铁素体（5% ~ 12%），总体上讲有利于改善材料的抗晶间腐蚀和耐应力腐蚀性能。另一方，对于某些特殊的腐蚀环境，例如在尿素和醋酸等介质中铁素体会发生选择性腐蚀，应对铁素体含量进行限制。
2.4 力学性能和加工性能
奥氏体不锈钢中的铁素体对材料的力学性能有显著影响。铁素体含量增加时强度增加，同时，延展性和冲击强度减低（表1）。利用此特性，可采用调控铁素体的含量来达到所需要的材料力学性能和加工性能。
铁素体含量过高会损害奥氏体不锈钢的可锻性，特别是用于大锻造比的锻件，铸坯限制铁素体的含量是合理而必要的（通常限制在3% ~ 8%）。同样道理用于冷变形的奥氏体钢，如冷伸压、深冲压，冷拔和冷挤压的奥氏体钢，铁素体含量应进一步限制（通常限制在5% 以下）。不锈钢阀门的主体（阀体和阀盖）材料，国内企业一般采用CF 类奥氏体不锈钢铸件。铸件中的铁素体含量，除了有利于铸件作为焊接母材，防止焊缝热裂纹和微裂纹外，铁素体还有利于防止铸造凝固成形过程中裂纹和偏析产生，以及增加铸件材料力学性能
3 铁素体形成机理
所有不同种类的不锈钢都是铬含量在12% 以上的铁基合金。铁基合金在高温下（大于800℃）基本晶体结构为面心立方体-奥氏体。当温度下降到常温时，晶体结构变成体心立方体-铁素体（或马氏体）。
如果在铁铬合金中加入7% 以上Ni 或增加C、N 或Mn等一种或多种奥氏体形成元素，高温下的奥氏体晶体在常温下将处于稳定状态，即常温下的奥氏体。如果加入的奥氏体形成元素的总量（镍当量）不够多，则常温下只能有一部分是奥氏体，另一部分则是铁素体。由此
得出，不锈钢的组织结构是由合金元素含量决定的。对于奥氏体不锈钢，合金元素的作用可分成两大类，即铁素体形成元素（称为铬当量元素）和奥氏体形成元素（称为镍当量元素）。两大类元素之间的平衡关系决定了奥氏体中铁素体含量的多少。奥氏体形成元素主要有Ni、Mn、C 和N，铁素体形成元素主要有Cr、Mo、Si、Nb和Ti。
Cr 是典型的铁素体形成元素，也是不锈钢中必不可少的元素，所有不锈钢都是铬含量在12% 以上的铁基合金。Cr 的主要作用是耐腐蚀，提高抗高温氧化性能。
Ni 是典型的形成并稳定奥氏体元素。图1 可以看出镍的作用，在图中斜线以上，所示温度下奥氏体是稳定的。在这条线以下铁素体和马氏体都具有稳定的晶体结构。Ni 的作用是增强抗酸的腐蚀能力，提高抗非氧化性介质的耐蚀性，同时提高材料韧性、延展性和优良的综合性能，使它更易于加工和焊接。
Mo 是促进铁素体形成元素，它的铬当量为1。Mo 可提高钝化膜的强度，显著增强耐局部腐蚀性。特别是抗氯离子点蚀，同时能提高还原性介质中，如硫酸、磷酸及有机酸中的耐蚀性。Mo 还可提高奥氏体钢的高温强度。由于Mo 是铁素体形成元素，为了平衡组织，加Mo的不锈钢中应当相应增加Ni 等奥氏体形成元素含量。例如CF3M，加入2.0% ~ 3.0% Mo 后，Ni 含量也增加到9.0% ~ 13.0%。
Si 是强铁素体形成元素，其铬当量为1.5。Si 可提高钢的高温性能和在强氧化性介质（如发烟硝酸）中的耐腐蚀。同时还可改善铸造特性。
Nb是铁素体形成元素，其铬当量为0.5。Nb和Ti 在不锈钢中起稳定碳的作用，能优先与碳结合形成稳定的碳化物，并均匀的分布在基体中，阻止Cr 的碳化物生成，防止晶间腐蚀。Nb的抗晶间腐蚀稳定性比Ti 更高，Nb还可增强奥氏体钢的高温强度。Ti 也是铁素体形成元素。在计算时可采用与Nb相同的铬当量。
C 是强烈的扩大奥氏体区域元素，其镍当量为30。碳对增加奥氏体不锈钢的强度作用非常明显，但由于碳与铬非常容易化合生成碳化铬，造成奥氏体晶界贫铬，显著降低抗晶间腐蚀性能。因此，降低含碳量是防止晶间腐蚀最有效的措施，奥氏体钢含碳量应控制在0.08% 以下（低碳级）和0.03%（超低碳级）。
N 是剧烈的奥氏体形成和稳定元素，其镍当量为30。可显著提高钢的强度，增强抗局部腐蚀（点蚀及缝隙腐蚀）能力，并能减少б 相析出，防止高温脆性，使奥氏体具有良好的抗敏化能力。利用N 的这一特征，近20 年来，美国、法国以及中国相继研制开发出了含氮或控氮不锈钢，代表性的含氮钢种是AISI 304N 和AISI 304LN（含氮0.10% ~ 0.16%）。控氮钢种又称为核级钢，如304NG、X2CND18-12（法国RCC-M 标准）和316NG（含氮0.06% ~ 0.10%）。此类新钢种明显的提高了强度，改善了钢的抗晶间腐蚀和应力腐蚀性能，成功的解决了沸水（BWR）核反应堆运行中出现的IGSCC（晶间应力腐蚀）破裂事故。此类核级控氮钢已成功应用到压水（PWR）核反应堆中。
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？
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：
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
马氏体不锈钢 马氏体不锈钢、马氏体和半奥氏体（或半马氏体）沉淀硬化不锈钢以及马氏体时效不锈钢等。 马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。 马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。 铬是马氏体铬不锈钢最重要的合金元素。铬是铁素体形成元素，足够的铬可使钢变成单一的铁素体不锈钢，铬和碳的相互作用使钢在高温时具有稳定的γ 或γ+α相区，铬可以降低奥氏体向铁素体和碳化物的转变速度，从而提高淬透性；在大气H2S及氧化性酸介质中。它能提高钢的耐蚀性能，这与铬能促使生成一层铬的氧化物保护膜有关，但在还原介质中，随着铬含量的提高，钢的耐蚀性下降；铬含量的提高，钢的抗氧化性能也明显提高。 碳是马氏体铬不锈钢另一重要的合金元素。为了产生马氏体相变，碳含量要视钢中的铬含量而定，一般充分考虑碳、铬两者相互关系及碳的溶解极限(见图1-5)。在给定的铬量下，碳含理提高，强度、硬度提高，塑性降低，耐蚀性下降。
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
4.4 马氏体不锈钢 4.4.1、常用马氏体不锈钢的钢号、化学成分和性能特点。 1、Cr13型 （1）此类钢的化学成分见表2-8 表2-8 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13钢的化学成分，%① ①GB1220-92 (2)力学性能 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢的力学性能分别见表2-9至表2-16。 表2-9 1Cr13钢的室温力学性能 ①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm 表2-10 1Cr13钢的高温力学性能
表2-11 2Cr13钢的室温力学性能 ①摘自GB1220，硬度为退火或高温回火后的数值； ②实际生产检验值，钢材截面尺寸≤60mm，硬度为退火后硬度值。 表2-12 2Cr13钢的高温力学性能
表2-13 3Cr13钢的室温力学性能 ①摘自GB1220，括号内硬度系退火或高温回火后的布氏硬度；②实际生产检验值。 表2-14 3Cr13钢的高温力学性能 表2-15 4Cr13钢的室温力学性能
①摘自GB1220；②实际生产检验值。 表2-16 4Cr13钢的高温力学性能 （3）耐蚀性能 1Cr13,2Cr13,3Cr13,4Cr13 钢均具有不锈性。在室温的稀硝酸以及弱有机酸中也有一定耐蚀性。1Cr13和2Cr13钢在某些介质中的耐蚀性能见表2-17和表2-18 表2-17 1Cr13钢的耐蚀性能
表2-18 2Cr13钢的耐蚀性能
（4）工艺性能 包括冷、热加工性能、热处理性能及焊接性能。1Cr13钢的冷塑性及深冲性、抛光性和切削加工性能均良好，其板材厚度与深冲度的关系见图2-49。它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需灰冷或砂冷。它的焊接性能与0Cr13相近，焊后若焊缝需进行机加工时，应进行退火处理。1Cr13钢的热处理工艺见表2-19。 图2-49 表2-19 1Cr13钢的热处理工艺 2Cr13钢冷塑性变形性能、深拉和深冲性以及切削加工性均尚好，它的热加工温度以850-1200℃为宜，随后需砂冷或及时进行退火处理。它的热处理工艺见表2-20。此钢焊后硬化倾向大，易出现裂纹。若用Cr202,Cr207等焊条焊接时，焊前需经250-350℃预热，焊后需在700-730℃回火，若用奥107，奥207等焊条焊接，则可不进行焊后热处理。 表2-20 2Cr13钢的热处理工艺 3Cr13钢由于碳含量高，故冷变形性能较1Cr13,2Cr13钢为差，但其热加工并无困难，热变形适宜温度为850-1200℃，随后需缓冷并及时退火。3Cr13钢的软化退火与淬火工艺与1Cr13,2Cr13相同，但回火温度较低，一般为200-300℃。由于3Cr13钢可焊性差，一般情况下它不用于焊接。 4Cr13钢的热加工温度与1Cr13，2Cr13，3Cr13相同。但其冷加工性能较3Cr13更差。热处理时退火温度为750-800℃，随后炉冷；淬火温度为1050-1100℃，然后油冷；回火工艺与3Cr13钢相同。此钢的可焊性很差，一般不用于焊接。 （5）物理性能 Cr13型不锈钢的物理性能见表2-21，它们的临界温度（℃）为： 钢号 Ac 1 Ac 3 Ar 3 Ar 1 Ms 1Cr13 730 850 820 700 340 2Cr13 820 950 - 780 - 3Cr13 820 - - 780 240 4Cr13 820 - - - 270 表2-21 Cr13型不锈钢的物理性能
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
马氏体不锈钢 1、什么是不锈钢 不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢;而将耐化学介质腐蚀(酸、碱、盐等化学浸蚀)的钢种称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异而使他们的耐蚀性不同，普通不锈钢一般不耐化学介质腐蚀，而耐酸钢则一般均具有不锈性。 2、分类 不锈钢常按组织状态分为：马氏体钢、铁素体钢、奥氏体钢、奥氏体-铁素体（双相）不锈钢及沉淀硬化不锈钢等。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。 1、铁素体不锈钢：含铬12%～30%。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。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。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。 2、奥氏体不锈钢：含铬大于18%，还含有8%左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的Wc<0.08%，
钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。 3、奥氏体- 铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间腐蚀和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。 4、马氏体不锈钢：强度高，但塑性和可焊性较差。马氏体不锈钢的常用牌号有1Cr13、3Cr13等，因含碳较高，故具有较高的强度、硬度和耐磨性，但耐蚀性稍差，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的一些零件上，如弹簧、汽轮机叶片、水压机阀等。这类钢是在淬火、回火处理后使用的。 5、沉淀硬化不锈钢：基体为奥氏体或马氏体组织，沉淀硬化不锈钢的常用牌号有04Cr13Ni8Mo2Al等。其能通过沉淀硬化（又称
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。
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。
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
超马氏体不锈钢简介 超马氏体不锈金刚亦称软马氏体不锈钢 ，有的也叫做可焊接马氏体不锈钢或13Cr 不锈钢。 传统的马氏体不锈钢通常是指410、420和431等牌号的不锈钢，含铬量分别为13%和17%左右。由于这类钢缺乏足够的延展性，而且在制造过程中墩应力裂纹下分敏感，可焊性差，因而，使用受到限制，成为不锈钢簇中不太受关注的一类材料。 为了克服上述不足，50年代末，瑞士人引入软马氏体的概念。最初的目的是为了改善水轮发电机叶轮的焊接性能。通过降低含碳量（最高碳含量为0.07%），增加镍含量（3.5%-4.5%），开发出了一系列新的合金。这类合金抗拉强度高，延展性又好，焊接性能也得到了改善。 随着冶炼技术进步，AOD/VOD 精炼技术广泛地应用于不锈钢的精炼，这类合金的最高碳含量从0.07%降低到0.05%和0.03%。经过人们不懈的努力，碳含量进一步降低，同时合金成分经过进一步优化，不锈钢的综合力学性能得到提高，耐腐蚀性良好，特别是焊接性能得到显著改善，形成了新的超马氏体不锈钢系列，成为不锈钢族中耀眼的一个系列，受到人们广泛的关注。近年来，采用加压冶金技术开发的含氮马氏体不锈钢也属于马氏体不锈钢范围。 超马氏体不锈钢的典型化学成分见下表。 典型超级马氏体不锈钢的化学成分，% 超马氏体不锈钢的力学性能
超马氏体不锈钢不仅具有较好的耐腐蚀性、可焊接性，而且具有强度高和低温韧性好的特点。典型的力学性能如下： 屈服应力：σ0.2为550-850MPa 抗拉强度：σb为780-1000MPa 冲击强度大于50J 延伸率大于12% 超马氏体不锈钢在加工制造过程中又采取了特殊的工艺措施，使得新的超马氏体不锈钢的焊接性能大大超过了传统的马氏体不锈钢。超马氏体不锈钢由于含碳量低，相当于提高了基体金属中含铬量的比例，所以耐腐蚀性好。 超级马氏体不锈钢的应用前景 超马氏体不锈钢除具有传统马氏体不锈钢的特点，可以应用于泵、压缩机、阀门及其它机加工用途外，超马氏体海洋用管已经开发成功，满足了海上石油天然气公司对工艺用无缝管输送管道的要求，成为海洋用钢的新成员。 荷兰的NAM石油天然气公司已经决定对他们位于荷兰北部格罗宁根的天然气田的湿天然气处理设施进行现代化改造，包括对30个球罐进行大修和对所有输送管道的更换，新选用的材料全部是超马氏体13Cr不锈钢。 阿曼国的液态天然气工程需要铺设几十公里长的输送管线，也采用的是超马氏体不锈钢。埃及和尼日利亚也在研究类似的工程。 此外，如水力发电、采矿设备、化工设备、食品工业、交通运输及高温纸浆生产设备也是极具潜力的应用领域。 超马氏体不锈钢的经济性 在超马氏体不锈钢取得成功之前，对许多应用不锈钢的领域，特别是含二氧化碳，或者含二
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℃。
铁素体不锈钢 铁素体不锈钢在机械设备上应用的广泛性仅次于奥氏体不锈钢。这类钢的特点是：在室温下其显微组织为铁素体，它具有强烈的磁性，不能用淬火方法使之硬化; 与奥氏体钢相比，铁素体不锈钢的导热系数较大，比电阻小、膨胀系数也较小; 对氯化物应力腐蚀开裂不敏感，另外，由于含有较高的铬和钼，故耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能良好; 在成分上不含贵重元素镍，故价格较为低廉。 铁素体不锈钢的一个共性问题是：焊接接头的冲击韧性低、脆性倾向大等缺点，从而大大限制了它的应用。为了克服这些缺点，近些年来已研制并生产出了一系列碳氮含量极低 (C+N<0.015%) 的高纯高铬铁素体不锈钢。它们具有较好的塑性与焊接性能，并且有很好的抗应力腐蚀开裂性能及良好的抗晶间腐蚀性能。 1. 铁素体不锈钢的耐腐蚀性能 铁素体不锈钢对晶间腐蚀的敏感性较高。普通的铁素体不锈钢的抗点腐蚀性能和抗缝隙腐蚀性能也并不好。但加钼后，其耐蚀性能有所改善。 铁素体不锈钢对硝酸等氧化性介质有良好的耐蚀性，与同等铬含量的Cr-Ni 奥氏体不锈钢相当，随着铬含量的增加，其耐氧化性介质腐蚀的能力增强。但对还原性介质，铁素体不锈钢的耐蚀性则不如Cr-Ni奥氏体不锈钢。 铁素体不锈钢的最突出优点是在氯化物介质中具有良好的抗应力腐蚀开裂性能，比Cr-Ni奥氏体不锈钢优越得多。另外，在含微量氯离子和氧的热水和高温水介质中以及在苛性钠水溶液中，铁素体不锈钢也有优良的抗应力腐蚀开裂性能。 2.铁素体不锈钢的热处理 铁素体不锈钢热处理的目的，主要是消除因冷变形加工及焊接所导致的内应力而使之软化。对于铸件，主要是通过热处理消除偏析，使组织趋于均匀以及消除475℃脆性。热处理温度的选择应注意两点：不应低于540℃和高于900℃。通常多控制在700～850℃之间。 3. 应用铁素体不锈钢时应注意的几个问题 (1) 475℃脆性问题。若将含铬量12%以上的铁素体不锈钢加热到340℃以上特别是在400～500℃范围内等时间加热，钢的韧性要明显降低而变脆。这种脆
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 。
家电用含铌430不锈钢的研发及应用 张鑫张伟 宝钢集团中央研究院不锈钢技术中心上海 200431 中信微合金化技术中心北京 100004 摘要： 本文介绍了宝钢家电用含铌430铁素体不锈钢B430LNT的开发背景，性能参数和应用情况。与常规的SUS430铁素体不锈钢相比，B430LNT将碳，氮，硫等杂质元素含量降到了非常低的水平，并且添加合金元素铌和钛。由于Nb具有较强的固定碳氮，细化铁素体晶粒尺寸等作用，这使得B430LNT在退火状态下具有非常均匀，细小的铁素体组织，碳氮化物在晶界析出极少。其耐腐蚀性能，成形性能，焊接性能，抗起皱性能均优于SUS430。与日本JFE公司的同类产品JFE430XT相比，也具有明显的优势。目前B430LNT在洗衣机内筒，电冰箱面板，微波炉，洗碗机内胆等家用电器零部件上得到了广泛的应用。 关键词：含铌铁素体不锈钢，家电用不锈钢，焊接，成型 前言： 铁素体不锈钢是一种含铬量在10-30%，在使用状态下是铁素体组织的一类不锈钢。根据铬的含量，铁素体不锈钢可以分为低铬，中铬和高铬铁素体不锈钢，其中中铬铁素体不锈钢（以SUS430为代表钢种）由于其优良的综合性能和较高的性价比，在家电，装饰，制品等行业得到了非常广泛的使用。在微波炉内外壳、洗衣机内桶、电冰箱面板、电饭煲、电热水器内胆等种类繁多的家用电器里都可以看到中铬铁素体不锈钢SUS430的身影。 尽管铁素体不锈钢已经得到了广泛的应用，但是与传统的奥氏体不锈钢SUS304相比，它仍然存在一些不足，其中最主要表现在三方面，第一，耐蚀性较差，易发生晶间腐蚀。第二，可焊性一般，焊接后焊缝的性能与母材产生一定差距。第三，成型性能不足，表现为变形后容易开裂。为了克服铁素体不锈钢的这些缺点，日本最先开发超纯铁素体不锈钢，通过大幅降低铁素体不锈钢中杂质元素含量，并添加Nb，Ti等稳定化合金元素，使得铁素体不锈钢的耐蚀性，焊接性和成形性都得到了大幅的提高。宝钢研究院不锈钢技术中心从2007年开始开发家电用含铌铁素体不锈钢B430LNT，通过成分优化和技术创新，使其各方面性能达到国际领先水平。打破国外钢企在该领域的垄断地位，为中国家电企业在不锈钢产品使用的换代升级奠定了基础。 一、合金设计特点
太钢超纯铁素体不锈钢介绍(精)
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？