超純鐵素體不銹鋼新品研發及應用

鎳價大幅度波動導致奧氏體不銹鋼成本增加，影響其競爭力及使用。作為低鎳、無鎳的“經濟型”不銹鋼，鐵素體不銹鋼因其成本低、競爭力強，市場前景看好。研究鐵素體不銹鋼新品種的開發與生產，對中國不銹鋼產業健康發展十分重要。

　　鐵素體不銹鋼是指鉻質量分數在11%～30%，在高溫和室溫下組織均為體心立方晶體結構的一類不銹鋼。按鉻質量分數分為低鉻(鉻質量分數在11～15%)、中鉻(鉻質量分數在16～22%)、高鉻(鉻質量分數在23～30%)三類;按鋼中碳、氮間隙原子質量分數將鐵素體不銹鋼分為普通鐵素體不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼，嚴格意義上的超純鐵素體不銹鋼ω([C])+ω([N])≤150×10-6，且其他雜質元素和夾雜物含量很低。

　　鐵素體不銹鋼，特別是超純鐵素體不銹鋼具有良好的耐蝕性、成型加工性和優異的耐應力腐蝕性能，在輕工、民用、建筑、汽車和石油化工等方面有廣泛用途，市場廣闊。大力培育和研發超純鐵素體不銹鋼新品種，探尋多領域替代奧氏體不銹鋼，發現新用途，勢在必行。

　　傳統鐵素體不銹鋼用電弧爐或/和轉爐冶煉并加工生產，鋼中碳、氮質量分數處于常規水平，很難經濟地將其碳+氮質量分數降低到(400～500)×10-6以下。由此存在3個脆性區。缺口敏感性和脆性轉變溫度高且室溫韌性低，對晶間腐蝕更敏感以及與18-8型奧氏體不銹鋼相比冷成型性不好等限制了其使用。

　　隨著冶煉裝備水平提高，AOD、VOD冶煉技術的發展，冶煉超低碳、氮的超純鐵素體不銹鋼成為可能，在碳、氮質量分數降低及成分與組織控制水平提高后，克服了傳統鐵素體不銹鋼性能缺點，改善了焊接性能，彌補了應用限制。同時，因鐵素體不銹鋼良好的導熱性、熱膨脹小及其在耐氧化物應力腐蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕等方面的優勢，在某些領域替代奧氏體不銹鋼，擴大了應用范圍。

　　鐵素體不銹鋼生產技術研究及產品研發主要圍繞以下工藝優化、質量改善、滿足特殊性能要求的方向發展：

　　1)超純化，使ω([C])+ω([N])≤150×10-6，同時還要求ω([S])≤0.005%，ω([P])≤0.010%，ω([O])≤0.0035%;減少夾雜物含量、增加等軸晶率。

　　2)采用Ti、Nb雙穩定化，提高耐腐蝕性能和成型性能。

　　3)減少或消除熱軋黏結、優化板型、提高表面質量。

　　4)控制組織和再結晶織構以提高深沖性能。

　　5)開發特殊用途產品，如抗菌鐵素體不銹鋼等。

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