超級(jí)不鏽鋼的類型及發(fā)展趨勢(shì)
根據(jù)不鏽鋼材料的顯微組織特點(diǎn),超級(jí)不鏽鋼分為超級(jí)鐵素體不鏽鋼、超級(jí)奧氏體不鏽鋼、超級(jí)馬氏體不鏽鋼和超級(jí)雙相不鏽鋼等幾個(gè)類型。
超級(jí)奧氏體不鏽鋼。超級(jí)不鏽鋼的類型及發(fā)展趨勢(shì),在普通奧氏體不鏽鋼的基礎(chǔ)上,通過提高合金的純度,提高有益元素的數(shù)量,降低C含量,防止析出Cr23C6造成晶間腐蝕,獲得良好的力學(xué)性能、工藝性能和耐局部腐蝕性能,並替代了Ti穩(wěn)定化不鏽鋼。
超級(jí)鐵素體不鏽鋼。繼承了普通鐵素體不鏽鋼強(qiáng)度高、抗氧化性好、抗應(yīng)力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn),同時(shí)改善了鐵素體不鏽鋼的延性—脆性轉(zhuǎn)變、對(duì)晶間腐蝕較敏感和焊態(tài)的低韌性等局限性。超級(jí)不鏽鋼的類型及發(fā)展趨勢(shì),采用精煉技術(shù),降低C和N含量,添加穩(wěn)定化和焊縫金屬韌化元素,可獲得高Cr、Mo且超低C、N的超級(jí)鐵素體不鏽鋼,使鐵素體不鏽鋼在耐腐蝕、耐氯化物的點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕等應(yīng)用方麵進(jìn)入了一個(gè)新的階段。
超級(jí)雙相不鏽鋼。該類鋼是20世紀(jì)80年代後期發(fā)展起來的,牌號(hào)主要有SAF2507、UR52N、Zeron100等,其特點(diǎn)是含C量低,含有高Mo和高N,鋼中鐵素體相含量占40%~45%,具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。
超級(jí)馬氏體不鏽鋼。屬於可硬化的不鏽鋼,具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性能,但韌性和焊接性較差。普通馬氏體不鏽鋼缺乏足夠的延展性,在變形過程中對(duì)應(yīng)力十分敏感,冷加工成形比較困難。超級(jí)不鏽鋼的類型及發(fā)展趨勢(shì),通過降低含碳量,增加鎳含量,可獲得超級(jí)馬氏體不鏽鋼。近年來,各國在開發(fā)低碳、低氮超級(jí)馬氏體鋼方麵投入很大,研究出一批不同用途的超級(jí)馬氏體鋼。超級(jí)馬氏體鋼已在石油和天然氣開采、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備、水力發(fā)電、化工及高溫紙漿生產(chǎn)設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用。
功能性不鏽鋼。隨市場(chǎng)需求的變化,各種具有特殊用途和特殊功能的不鏽鋼不斷出現(xiàn)。如新型醫(yī)用無Ni奧氏體不鏽鋼材料主要為Cr-Ni奧氏體不鏽鋼,具有很好的生物相容性,含有13%~15%的Ni。Ni是一種致敏因子,且對(duì)生物體有致畸、致癌等危害。含Ni植入不鏽鋼在體內(nèi)長(zhǎng)期使用,會(huì)逐漸被破壞而釋放出Ni離子。當(dāng)Ni離子在植入人體附近組織中富集時(shí),可誘發(fā)毒性效應(yīng),發(fā)生細(xì)胞破壞和發(fā)炎等**反應(yīng)。中國科學(xué)院金屬研究所開發(fā)的Cr-Mn-N型醫(yī)用無Ni奧氏體不鏽鋼,經(jīng)過生物相容性試驗(yàn),性能優(yōu)於目前臨床使用的Cr-Ni奧氏體不鏽鋼。再如**不鏽鋼,隨著人們生活水平的提高,人們對(duì)所處的環(huán)境和自身的健康越來越重視,這促進(jìn)了**材料的研究與開發(fā)。超級(jí)不鏽鋼的類型及發(fā)展趨勢(shì),1980年以來,以日本為代表的發(fā)達(dá)國家在家用電器、食品包裝、日用品、洗浴設(shè)備等方麵開始研究應(yīng)用**材料。日新製鋼株式會(huì)社和川崎鋼鐵公司分彆研究出了含Cu和含Ag**不鏽鋼,含Cu**不鏽鋼是在不鏽鋼中加入0.5%~1.0%的Cu,並采取特殊熱處理,使不鏽鋼自表麵到內(nèi)部均勻彌散ε-Cu析出物,起到**作用。這種含Cu**不鏽鋼適合應(yīng)用於**廚房用具等係列產(chǎn)品以及其他要求高加工性和**性等的產(chǎn)品。加Ag**不鏽鋼對(duì)大腸桿菌和黃色葡萄球菌等均具有很高的**效果,特彆是在加工研磨或者表麵受磨損時(shí),這種材料能始終保持良好的**效果。
氮合金化不鏽鋼。N作為合金元素加入不鏽鋼中,可提高奧氏體穩(wěn)定性,平衡雙相鋼中相的比例,在不影響鋼的塑性和韌性的情況下提高鋼的強(qiáng)度和耐蝕性,並可部分代替不鏽鋼中的Ni。超級(jí)不鏽鋼的類型及發(fā)展趨勢(shì),在雙相鋼中,N延緩金屬間化合物彌散析出;在馬氏體鋼中,N與其他元素形成氮化物分布於晶界上,可以提高硬化能力,防止高溫回火時(shí)奧氏體、鐵素體晶粒的長(zhǎng)大。近年來研製的高N含量的奧氏體不鏽鋼,即高強(qiáng)無磁奧氏體不鏽鋼,具有高溫強(qiáng)度,它將廣泛作為低溫超導(dǎo)材料、高耐蝕性和無磁性材料應(yīng)用。
高潔淨(jìng)化不鏽鋼:目前國內(nèi)不鏽鋼廠由於夾雜物導(dǎo)致的產(chǎn)品報(bào)廢率高達(dá)20%以上。因而,不鏽鋼冶煉過程中以夾雜物控製為中心的高潔淨(jìng)化越來越引起人們的重視。在不鏽鋼冶煉過程中,內(nèi)生夾雜物是在脫氧、合金化和鋼液結(jié)晶時(shí)產(chǎn)生的。成品的外來夾雜物是在鋼液的冶煉、澆鑄和運(yùn)輸中產(chǎn)生的。為獲得高潔淨(jìng)度的不鏽鋼,要注意入爐原料、脫氧劑、脫氧製度、精煉和連鑄工藝製度等。