316Ti不锈钢管
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430铁素体不锈钢存在的问题

来源:至德钢业 日期:2020-05-16 23:30:38 人气:143

就目前来看国内生产的传统400系铁素体不锈钢的综合性能普遍较差,相较于304等奥氏体不锈钢,400系铁素体不锈钢的耐腐蚀性,加工性能与工件表面情况都相较更差一些。这种情况使得我国铁素体不锈钢产量远低于其他发达国家,低端产品远多于高端产品,这种不健康的结构已经在很大程度上阻碍了我国不锈钢的发展脚步,使得我国铁素体不锈钢产业不被世界认可。在这种工业背景下,摆脱镍对400系铁素体不锈钢是束缚是很多国家都预备研究的主要方向。日本、韩国等国都把400系铁素体不锈钢的研发作为该领域研究方向之首,国际、国内很多专家学者都致力于400系铁素体不锈钢的研究和开发工作。铁素体不锈钢价格比奥氏体不锈钢的价格更加低廉且稳定性强,并且相比之下拥有很多不可取代的特点和优势,经多方验证,在很多过去认为只能采用300系不锈钢的应用范围,铁素体不锈钢是一种非常好的的取代钢材,铁素体不锈钢基本没有镍,主要是铬和铁,含铬的不锈钢拥有非常好的耐蚀性,其价格也低廉

与奥氏体不锈钢相比较,铁素体不锈钢的应用范围较窄,产量也不如奥氏体不锈钢,其中最主要因素是铁素体不锈钢存在很多缺点和不足。

1)室温、低温脆性

Cr>16%,有学者认为铁素体不锈钢冲击韧性显著下降的结论。铁素体不锈钢拥有类似的性质,较高的温度可使铁素体不锈钢增加韧性,通过观察韧性实验的温度曲线能够看出铁素体的脆性转变温度大约在110145℃。由此可见,铁素体不锈钢拥有冷加工脆性,随着铁素体不锈钢的铬含量越来越高,其冷加工脆性越大。在日常生产中中也发现了当铬含量大于约19%,铁素体不锈钢容易冷加工弯曲并且容易裂开的现象,因此冷弯一般在稍高的温度下进行Riedrich-Loib系统地研究了多种铁素体不锈钢在470℃左右的脆性表象规律,得出了几个重要的结论:

(a)470℃左右铁素体经过脆化处理后,其不但拥有冷加工脆性,也将有拥有热加工脆性。

(b)铁素体不锈钢的脆化温度随着钢种Cr含量的增加逐渐上升,当铬在15.4%以下时,则没有明显的脆化。碳的含量在0.03%0.27%范围内,并没有太大区别。

(c)600℃以上处理,可以恢复韧性。

通过大量的研究,已经积累了一些改善铁素体不锈钢室温、低温脆性的措施:

(a)高纯度铁素体不锈钢低温脆性较低。

(b)适当加入钛元素,含量约为6%左右。添加了钛元素的铁素体不锈钢,由于固定了氧、氮、碳等有害元素,并且这些与钛结合的的化合物小颗粒能够有效阻止晶粒长大,因此提高了铁素体不锈钢的韧性。

(c)加入少量的氮、镍或锰。添加奥氏体形成元素氮、镍、锰等,由于在铁素体不锈钢中形成了一定量的γ,形成了以α为主的复相钢,相界面可以有效地阻止晶粒长大,提高其韧性。

2)晶间腐蚀敏感性

铁素体不锈钢也发生了近似相同于奥氏体不锈钢的晶间腐蚀现象,但是弱化这种腐蚀性的热加工则与奥氏体钢完全不同。铁素体不锈钢自920℃以上快速冷却有很大的可能性出现晶间腐蚀的情况,类似的容易受晶间腐蚀的情况经过640℃~820℃快速的回火,就有很大的改善或消除。晶界上的碳化物沉淀是引起铁素体不锈钢的晶间腐蚀主要因素,近年,研究者普遍认为可以用贫铬的原因来解释这种晶间腐蚀的现象:因为固溶度的因素,920℃以上保温时,碳在α相中的晶界吸附性能将大于γ相,如果能够在γ相的晶界处吸附,就可以看作碳在α相的晶界处将有比在γ的更大吸附。在快速的冷却条件下,因为阻碍了晶界碳化铬的沉淀,晶间腐蚀的现象并没有出现。而冷却速度不那么快的情况下,并不能有效阻碍晶界上吸附的碳与碳化铬在晶界沉淀,附近出现铬含量过少的情况,所以出现了晶间腐蚀。因为铬在α-Fe中扩散的速度较快,所以在640820℃范围内快速的回火,就能够因为扩散而有效的改善在较窄的低铬区缺铬的情况;另外,在这个回火温度区间,晶界碳化物球化;这两种现象有效阐释了晶间腐蚀消失的根本因素。

由于经分析得到碳化物在晶界的沉淀是主要的诱导因素,这种因素使得铁素体不锈钢发生了晶间腐蚀,工业中作用较为明显的用来防止铁素体不锈钢晶间腐蚀的方法与阻止奥氏体不锈钢晶间腐蚀的办法异曲同工,有以下几点:

(a)C的占比和N的占比降到最低,例如<0.004%C,<0.014%N

(b)680820℃快速的回火。

(c)添加足量的的Ti来稳定钢中的CN

3)起皱

皱褶是430不锈钢在深冲或深拉加工成型时易产生的一种表面问题,经常出现在板带的轧制方向上,通常显现为较窄的凹凸不平的条纹,就是表面褶皱。对于430不锈钢褶皱产生的因素有两种看法:其中一种认为褶皱是因为塑性变形时工件内部晶粒组织的各向异性导致的;而第二种则认为化学成分的偏差导致的材料不均匀变形,进而产生皱褶。表面皱褶是铁素体不锈钢成形过程中的一个非常棘手的的问题,一直受到很多关注。

本文标签:430铁素体不锈钢 

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