鐵素體不銹鋼的研發動向

鐵素體不銹鋼系指含一定量的Cr、在使用狀態下組織結構以鐵素體為主的Fe-Cr或Fe-Cr-Mo合金。它在耐氯化物、苛性堿等應力腐蝕性能方面比奧氏體不銹鋼好得多，同時還具有很好的耐海水局部腐蝕(抗點蝕、抗縫隙腐蝕和應力腐蝕開裂)性能和抗高溫氧化性能。鐵素體不銹鋼不含Ni或僅含少量Ni，因此其生產成本比奧氏體不銹鋼低。

但是，普通鐵素體不銹鋼也存在一些嚴重缺點，主要是對晶間腐蝕敏感，塑性和韌性較低，延-脆性轉變溫度在室溫以上。又由于焊接熱影響區的晶粒粗化、475℃脆性、高溫脆性以及δ相形成所引起的焊縫韌性不足，導致焊接開裂傾向較大。此外，鐵素體不銹鋼在成型過程中應變量較大時易產生表面皺折。因此長期以來，鐵素體不銹鋼的生產和應用一直遠低于奧氏體不銹鋼。

近年來，鐵素體不銹鋼的開發重新受到國內外的廣泛重視，其主要原因是：(1)Ni資源嚴重短缺，Ni價格波動幅度較大，導致奧氏體不銹鋼的生產成本大幅上升，而且原材料供應沒有保證；(2)隨著生產設備和技術進步，鐵素體不銹鋼的性能得到不斷提升，已經出現一些可以替代奧氏體不銹鋼的品種；(3)含Ni不銹鋼對人體有一定危害，如會使人體皮膚發生過敏反應等。進入21世紀以來，隨著可持續發展戰略的提出，使新材料的開發必須以環境友好作為先決條件。而鐵素體不銹鋼因其不含使人體產生過敏的金屬元素鎳而成為較為理想的節約資源型環保材料。

鐵素體不銹鋼主要朝著以下幾個方面發展：

提高Cr，Mo含量，以改善耐局部腐蝕性能。

超純化。使(C+N)總量<150×10-6，還要求S<0.01%，按超純化水平來劃分，鐵素體不銹鋼可分為4類：普通型：(C+N)>300×10-6；低碳型：(C+N)<300×10-6；高純型：(C+N)<200×10-6；超純型：(C+N)<100×10-6。

用Ti、Nb穩定化。Ti、Nb能與殘余碳、氮結合成碳、氮化物，起到細化晶粒的作用；同時，能抑制鋼中形成鉻的碳、氮化物，提高不銹鋼的耐晶間腐蝕性能。

最近幾年鐵素體不銹鋼呈現出兩個研發熱點：

一．抗菌鐵素體不銹鋼。日本Nisshia公司在含碳量很低的鐵素體不銹鋼中添加1.5%的Cu和0.6%的Nb，所得鋼材對大腸桿菌及葡萄狀球菌有殺菌作用。我國中科院金屬研究所在鐵素體不銹鋼中加入銅，經抗菌熱處理后，也得到了具有抗菌性能的不銹鋼。不過，這種抗菌鐵素體不銹鋼要實現工業化應用還有很長的路要走。

二．含鈮鐵素體不銹鋼。鈮不僅可以提高超純鐵素體不銹鋼的抗點蝕電位，還可以改善其表面質量，提高成型性、可焊性、高溫強度(抗蠕變性)、耐熱疲勞性、抗氧化性以及耐蝕性能。

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