鐵素體不鏽鋼的分類及性能(收藏版)

在許多應用不鏽鋼的環境中,由於現代鐵素體不鏽鋼的諸多特性和優點,使不鏽鋼材料的應用從300系列奧氏體不鏽鋼向400系列鐵素體不鏽鋼的鋼種轉換。由於現代鐵素體不鏽鋼的諸多特性和優點,使紫銅管,白銅管逐步被400系列鐵素體不鏽鋼不同牌號的材料所替代。


鐵素體不鏽鋼的分類及性能(收藏版)


五類鐵素體系列不鏽鋼

鐵素體不鏽鋼分為五大類,其中三類為標準牌號,兩類為特殊牌號。迄今為止,用量最大和應用範圍最廣的主要集中於標準鋼號。因此,標準鐵素體不鏽鋼一般完全能夠滿足和適用大多數應用領域的要求。

第 1 類(409 或 410L 型)

這類鋼在所有不鏽鋼中鉻含量最低,因而最便宜,最適合在沒有腐蝕或輕微腐蝕及允許有局部輕微生鏽的環境下使用。409 型不鏽鋼起初專門為汽車排氣系統消音器(腐蝕不嚴重的外部)所設計。410L 型不鏽鋼常用於容器、公共汽車和長途大轎車,最近用作液晶顯示器的外框。

第 2 類(430 型)

它是一類使用最廣的鐵素體不鏽鋼,含有較高的鉻,具有較好的耐蝕性,其多數性能與 304 類似。在某些應用領域,可替代 304 型不鏽鋼,一般在室內使用具有足夠的耐蝕性。典型的用途包括洗衣機滾筒、室內面板等。典型的 430 經常作為 304 替代材料,用於廚房設施、洗碗機、壺和鍋等。其焊接特性可參見 37 頁。

第 3 類 (包括 430Ti、439、441 等)

與第 2 類相比,這類型牌號具有良好的焊接性和成形性。在多數情況下,其性能甚至優於 304。典型用途包括水槽、熱交換管(製糖業、能源等)、汽車排氣系統(比 409 壽命長)和洗衣機的焊接部位。第 3 類牌號甚至可替代 304 用於性能要求更高的場合。

第 4 類(包括 434、436、444 型等)

這類牌號通過添加鉬增加耐蝕性,其典型的應用領域是熱水箱、太陽能熱水器、汽車排氣系統、電加熱壺和微波爐部件、汽車裝飾條和戶外面板等。444 鋼的耐蝕性能與 316 相當。

第 5 類(包括 446、445/447 型等)

這類牌號通過添加更多的鉻和含有鉬來提高耐蝕性和抗氧化性。這類牌號的耐蝕性和抗氧化性優於 316。典型用途在沿海建築,水熱交換器和其它含氯離子較高耐蝕環境。國產海酷一號的耐蝕性與金屬鈦相當。

現代鐵素體不鏽鋼的優異性能

高質量鐵素體不鏽鋼已經出現多年,通過大量的深入研究,目前已經形成了系列性能優異的商業牌號。這類鐵素體不鏽鋼對市場和經驗豐富的生產企業來說並不陌生。但奇怪的是,大家對這類牌號似乎漠不關心,這是歷史原因造成的。

430 不鏽鋼曾經是早期唯一認可的鐵素體不鏽鋼種,但早期的用戶對這個鋼種的使用,特別是在焊接或腐蝕嚴重的條件下,沒有足夠的技術支持。經過一些事件,在最近幾十年形成了鐵素體不鏽鋼性能差而奧氏不鏽鋼性能優良的錯誤認識。

鐵素體不鏽鋼很早就得到了改進。現代技術的全面支持和鋼種的增加和多樣化來保證在性能上滿足用戶的需求。鐵素體不鏽鋼的性能可與奧氏體不鏽鋼相比,因此,把鐵素體不鏽鋼認為是性能差的或極其優異都是錯誤的。他們之間僅僅是性能和用途不同。

鐵素體不鏽鋼特殊的優異特性表現為:

  • 鐵素體不鏽鋼有磁性。
  • 鐵素體不鏽鋼的熱膨脹率低(加熱時膨脹程度小於奧氏體不鏽鋼)。
  • 鐵素體不鏽鋼的高溫抗氧化性好(表面氧化剝落傾向小於奧氏體不鏽鋼)
  • 鐵素體不鏽鋼熱傳導率高(鐵素體不鏽鋼比奧氏體不鏽鋼熱傳導更加均勻)。
  • 含有穩定化元素鈮的鐵素體不鏽鋼有良好的蠕變抗力(在長時間應力作用下的應變比奧氏體不鏽鋼小)
  • 鐵素體不鏽鋼比奧氏體不鏽鋼更易於切削和加工(奧氏體不鏽鋼的切削加工需要專用工具和大功率的機械,造成工具損耗也更大)。
  • 在冷加工變形時,鐵素體不鏽鋼的形變回復傾向比奧氏體不鏽鋼小
  • 鐵素體不鏽鋼的屈服強度更高(與碳鋼相當),高於 304 不鏽鋼。
  • 鐵素體不鏽鋼,不同於奧氏體不鏽鋼,無應力腐蝕斷裂傾向。

鐵素體不鏽鋼的耐蝕性

不鏽鋼之“不鏽”是由於 Cr 含量賦予了其特殊的耐蝕性

從某種程度上來講,所有鋼種都有發生腐蝕的傾向,然而,不鏽鋼由於其含鉻比碳鋼更耐蝕。鉻(不是鎳,但人們常誤以為耐蝕的原因是鎳)是不鏽鋼獲得耐蝕性的主要成分。

  • 耐局部腐蝕性

不鏽鋼在使用過程中通常不需要維護,但是,在某些情形下,為延長使用壽命,少量維護(例如,去掉沉積物)也是必要的。

不鏽鋼的耐蝕性主要取決於化學成分而與奧氏體或鐵素體相結構無關。從耐蝕性角度來講,鐵素體相與奧氏體相甚至可以被看作是不鏽鋼家族中兩個可互換的成員。

五類鐵素體系不鏽鋼與奧氏體 304 不鏽鋼耐蝕性相比,非常鮮明地體現了鉻的作用,同時也進一步說明含鎳(奧氏體)不鏽鋼與大多數鐵素體不鏽鋼的耐蝕性相當。


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