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不锈钢的使用和发展方向

不锈钢的使用和发展方向

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(1) 铁素体不锈钢的应用不断扩大

  近年来,日本不锈钢产量和消费量约为300t/a350t/a,其中约一半是奥氏体不锈钢SUS304。但是SUS304对局部腐蚀的耐蚀性不足,因此在更苛刻的环境下,就使用SUS316钢(增加 Ni含量并添加Mo)。然而由于Ni价高涨,所以开发了价格更低且耐蚀性和加工性与奥氏体不锈钢相同的铁素体不锈钢,使无Ni或少Ni的铁素体不锈钢得到广泛利用。如日本将铁素体不锈钢用于大型建筑物的屋顶用材,建造了许多不锈钢半球状拱形屋顶球场。

  17Cr-0.2Ti钢和21Cr-0.4Cu-0.3Ti钢是大幅降低CN含量的铁素体不锈钢,其力学性能比传统SUS430钢显著提高。为避免Mo价不稳定的影响,还开发出节Mo钢种,如19Cr-0.40.6Cu-Nb系列钢种和上述21Cr-0.4Cu-0.3Ti。这些钢种都是通过增加Cr含量,降低CN含量,并添加CuNb来提高钢的耐蚀性。

  虽然增加Cr含量并添加Mo有利于提高钢的耐蚀性和加工性,但MoNi一样也有资源紧缺的问题。解决的途径是最大限度地减少钢中不纯物并降低CN含量。减少作为腐蚀源的非金属夹杂物、析出碳化物和不纯物的偏析,同时可提高钢的耐蚀性和加工性。

  (2不锈钢的未来发展方向

  对于大量使用的奥氏体不锈钢来说,使用Ni是不可避免的。但目前人们已认识到Ni价昂贵、价格波动大以及供给国少等问题,并开始着手Ni的储备和替代材料的开发。用其他元素替代Ni的研究已进行了多年,但尚未取得令人满意的成果。因此,不如发展铁素体不锈钢,并对铁素体不锈钢的使用环境进行细致规定,向铁素体不锈钢替代奥氏体不锈钢的方向推进。Ni在奥氏体的稳定化和提高耐蚀性方面起着决定性作用,很难找出可以完全替代 Ni的元素。前面介绍过N也是奥氏体稳定化元素,通过计算可知,在片田等人使用的23Cr-2Mo-Fe系钢中添加1.3%以上的N,而不添加 Ni,也能获得单相不锈钢。