不鏽鋼品種質量發展方向研究

不鏽鋼品種質量發展方向研究

高耐蝕性不鏽鋼

*新的高耐蝕性不鏽鋼可分為兩類：一類稱為超級不鏽鋼，以新日鐵的YUS270(20Cr-18Ni-6Mo-N)為代表，其耐蝕性與鈦相當。YUS270的鉻含量和鉬含量較高，可有效地利用氮來改善耐蝕性，YUS270的熱膨脹係數介於奧氏體不鏽鋼和鐵素體不鏽鋼之間。它可以應用於海水淨化裝置、化工廠、沿海氯化鈉腐蝕嚴重的建築等。鐵素體不鏽鋼SUS447J1(30Cr-2Mo)也是一種超級不鏽鋼。

另一類是高潔淨度的鐵素體不鏽鋼。通過增加鉻和鉬的含量，降低碳和氮含量，可改善耐蝕性和成形性。典型的高潔淨度鐵素體不鏽鋼有新日鐵的YUS220Ｍ(22Cr-1.５Mo-Ti-Nb)、YUS190和YUS190L(19Cr-2Mo)，其它不鏽鋼的鉻和鉬含量略有變化。YUS260(20Cr-15Ni-3Mo-Cu-N)、YUS110M(18Cr-12Ni-2Si-Mo-Cu)和YUS27A-M(17Cr-7Ni-2Cu-2Si)是*新開發的高耐蝕性不鏽鋼。

複合添加鈦和铌可以阻止作為腐蝕源的非金屬夾雜物析出，促使鈦形成氧化物鈍化膜，從而改善耐蝕性。新日鐵已經在YUS190和YUS220Ｍ中采用此技術。

據報道，複合添加Ti、Nb和A1可以提高耐蝕性。而且發現傳統上認為有害的元素S可以提高低鉻不鏽鋼的抗晶間腐蝕能力，其作用與氮改善奧氏體不鏽鋼的耐蝕性的作用相同。未來改善耐蝕性的研究將主要集中在夾雜物的控製和表麵防護塗鍍層上。

高成形性不鏽鋼

鐵素體不鏽鋼的塑性較差。而奧氏體不鏽鋼的強度雖高，但是具有高的熱膨脹係數，不利於包括焊接在內的成形加工。

降低碳含量和氮含量可以明顯改善成形性，在一定條件下可以改善深衝性能。例如，SUS430的r=1.0，而低碳的SUS430D的r=1.6，同時可以將延伸率穩定在30％以上。連軋YUS436S的r值明顯改善，特彆是經大直徑輥的軋製後，與SUS304不同，在適當的衝壓條件下，上述這些新型鐵素體不鏽鋼可以超深衝加工。超高潔淨度Fe-Cr合金具有較好的成形性，在鉻含量達18％的不鏽鋼中可以得到大於36％的延伸率。

伴隨著不鏽鋼盤圓產量的增長，加工方法由切削變為鍛造，開發具有優良冷鍛性能的新型不鏽鋼SUSMX7。還開發了添加S、Pb、Se的易切削不鏽鋼和臨界壓縮比改進鋼。

近來正在研究可潤滑不鏽鋼薄鋼板。在表麵塗上有機塗層的鋼板可以在冇有潤滑油或保護層的情況下成形，在改善工作環境和降低生產成本的要求下可望有許多用途。新日鐵與Tokai鋼廠合作開發了名為“Guardooat”的有機塗層，應用於不鏽鋼。

高強度和高硬度不鏽鋼

為鐵路車廂開發的SUS301L改型不鏽鋼可以作為高強度和高硬度的結構材料，如汽車的墊片和壓力板。對於公共工程和建築構件，開發了具有良好耐蝕性的馬氏體不鏽鋼YUS550(13Cr-2Ni-2Mo)，它可應用於水泥衝孔而無需鑽孔。在SUS316基礎上添加氮的SUS316FR(16Cr-12Ni-2Mo-0.09N)可用於快速增殖反應堆，並有望應用於需要高溫強度和蠕變強度的場合。添加铌的鐵素體不鏽鋼YUS180H(19Cr-0.8Nb)和YUS340-MS(14Cr-0.5Mo-0.3Nb-Ti)具有高的高溫強度，可用於汽車排氣係統。

耐熱和抗氧化不鏽鋼

高鉻不鏽鋼具有耐熱和抗氧化性。添加Al和Si可以進一步改善高鉻不鏽鋼的耐熱性和抗氧化性。YUS710(25Cr-13Ni-2Si-Mo-N)和YUS731(19Cr-13Ni-3Si-0.7Cu)是耐熱和抗氧化的奧氏體不鏽鋼，缺點是高溫下出現膨脹。對此，新日鐵開發了低膨脹的HOM125(15Cr-4Al)和YUS415S(12Cr-2Si-Al)鐵素體不鏽鋼。添加了Cr、Al和稀土元素的YUS205-M1(20Cr-5Al-REM)不鏽鋼用於汽車排氣淨化裝置，在溫度高達950℃下具有耐熱性和抗氧化性。

塗有耐熱樹脂的不鏽鋼已經商業化並用於耐熱溫度約為260℃的灶具等。微波爐的內襯要求采用耐熱溫度為550～600℃的耐熱預塗層材料。針對此類用途，未來需要開發既耐熱又有良好成形性的不鏽鋼。

高氮不鏽鋼

添加氮可以提高不鏽鋼的強度和韌性，改善耐蝕性。從1988年到1998年的10年間已經召開了五次相關議題的國際會議。采用AOD冶煉的高錳奧氏體不鏽鋼中的氮含量*高達0.5％，如Carpenter的18-18plus；采用加壓ESR法可以將氮含量提高到1％左右，如JSW的18-18N。在Ni-Cr不鏽鋼中氮的溶解度相對小一些，采用加壓ESR法冶煉的奧氏體不鏽鋼的氮含量在0.5％左右，如RS561。氮在馬氏體不鏽鋼中的溶解度*小。目前，不僅需要研究不鏽鋼中氮的溶解度對性能的影響，更需要研究向不鏽鋼中添加氮的既經濟又有效的方法。