超纯铁素体不锈钢新品研发及应用

       镍价大幅度波动导致奥氏体不锈钢成本增加，影响其竞争力及使用。作为低镍、无镍的“经济型”不锈钢，铁素体不锈钢因其成本低、竞争力强，市场前景看好。研究铁素体不锈钢新品种的开发与生产，对中国不锈钢产业健康发展十分重要。

铁素体不锈钢是指铬质量分数在11%～30%，在高温和室温下组织均为体心立方晶体结构的一类不锈钢。按铬质量分数分为低铬（铬质量分数在11～15%）、中铬（铬质量分数在16～22%）、高铬（铬质量分数在23～30%）三类；按钢中碳、氮间隙原子质量分数将铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢，严格意义上的超纯铁素体不锈钢ω（[C])+ω（[N])≤150×10-6，且其他杂质元素和夹杂物含量很低。

 

      铁素体不锈钢，特别是超纯铁素体不锈钢具有良好的耐蚀性、成型加工性和优异的耐应力腐蚀性能，在轻工、民用、建筑、汽车和石油化工等方面有广泛用途，市场广阔。大力培育和研发超纯铁素体不锈钢新品种，探寻多领域替代奥氏体不锈钢，发现新用途，势在必行。

 

      传统铁素体不锈钢用电弧炉或/和转炉冶炼并加工生产，钢中碳、氮质量分数处于常规水平，很难经济地将其碳＋氮质量分数降低到（400～500）×10-6以下。由此存在3个脆性区。缺口敏感性和脆性转变温度高且室温韧性低，对晶间腐蚀更敏感以及与18-8型奥氏体不锈钢相比冷成型性不好等限制了其使用。

 

       随着冶炼装备水平提高，AOD、VOD冶炼技术的发展，冶炼超低碳、氮的超纯铁素体不锈钢成为可能，在碳、氮质量分数降低及成分与组织控制水平提高后，克服了传统铁素体不锈钢性能缺点，改善了焊接性能，弥补了应用限制。同时，因铁素体不锈钢良好的导热性、热膨胀小及其在耐氧化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀等方面的优势，在某些领域替代奥氏体不锈钢，扩大了应用范围。

 

       铁素体不锈钢生产技术研究及产品研发主要围绕以下工艺优化、质量改善、满足特殊性能要求的方向发展：

1）超纯化，使ω（[C])+ω（[N])≤150×10-6，同时还要求ω（[S])≤0.005%，ω（[P])≤0.010%，ω（[O])≤0.0035%；减少夹杂物含量、增加等轴晶率。

2）控制组织和再结晶织构以提高深冲性能。

3）减少或消除热轧黏结、优化板型、提高表面质量。
4）采用Ti、Nb双稳定化，提高耐腐蚀性能和成型性能。

5）开发特殊用途产品，如抗菌铁素体不锈钢等。
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