不锈钢相关种类中化学成分及简要用途事例知识

3-1不锈钢相关种类中化学成分及简要用途事例知识高成形性不锈钢一般认为不锈钢难以成形。与软钢相比，铁素体不锈钢的塑性较差。而奥氏体不锈钢的强度虽高，但是具有高的热膨胀系数，这不利于包括焊接在内的成形加工。人们已知，降低碳含量和氮含量可以明显改善成形性，在一定条件下可以改善深冲性能。例如，SUS430的r＝1.0，而低碳的SUS430D的r＝1.6，同时可以将延伸率稳定在30％以上。连轧YUS436S的r值明显改善，特别是经大直径辊的轧制变形。与SUS304不同，在适当的冲压条件下，上述这些新型铁素体不锈钢可以超深冲加工。超高洁净度Fe－Cr合金具有较好的成形性，在铬含量达18％的不锈钢中可以得到大于36％的延伸率。随着不锈钢盘圆产量的增长，要求高生产效率和低成本。因此，加工方法由切削变为锻造，开发应用了具有优良冷锻性能的新型不锈钢SUSXM7，还开发了添加S、Pb、Se的易切削不锈钢和临界压缩比改进钢。近来正在研究可润滑不锈钢薄钢板，用以克服不锈钢成形性差的缺点。在表面涂上有机涂层的钢板可以在没有润滑油或保护层的情况下成形，在改善工作环境和降低生产成本的要求下可望有许多用途。新日铁与TokaiSteelWorks合作开发和商业化名为“Guardcoat”的有机涂层，已应用于不锈钢。高强度和高硬度不锈钢为铁路车厢开发的SUS301L改型不锈钢可以作为高强度和高硬度的结构材料，如汽车的垫片和压力板。对于公共工程和建筑构件，开发了具有良好耐蚀性的马氏体不锈钢YUS550（13％Cr－2％Ni－2％Mo），它可应用于水泥冲孔而无需钻孔。在SUS316基础上添加氮的SUS316FR（16％Cr－12％Ni－2％Mo－0.09％N）可用于快速增殖反应堆，并有望应用于需要高温强度和蠕变强度的场合。添加铌的铁素体不锈钢YUS180H（19％Cr－0.8％Nb）和YUS340MS（14％Cr－0.5％Mo－0.3％Nb－Ti）具有高的高温强度，可用于汽车排气系统。耐热和抗氧化不锈钢高铬不锈钢具有耐热和抗氧化性，常常用于燃烧设备和其它要求耐热和抗氧化的设备。添加Al和Si可以进一步改善高铬不锈钢的耐热性和抗氧化性。YUS701（25％Cr－13％Ni－2％Si－Mo－N）和YUS731（19％Cr－13％Ni－3％Si－0.7％Cu）是耐热和抗氧化的奥氏体不锈钢，但是它们的缺点是高温下出现膨胀。对此，新日铁开发了低膨胀的HOM125（15％Cr－4％Al）和YUS405S（12％Cr－2％Si－Al）铁素体不锈钢。添加了Cr、Al和稀土元素的YUS205－M1（20％Cr－5％Al－REM）不锈钢用于汽车排气净化装置，具有在温度高达1223K下的耐热性和抗氧化性。涂有耐热树脂的不锈钢已经商业化并用于耐热温度约为533K的灶具等。微波炉的内衬要求采用耐热温度为823－873K的耐热预涂层材料。针对此类用途，未来需要开发既耐热又成形性好的不锈钢。3-2高成形性不锈钢一般认为不锈钢难以成形。与软钢相比，铁素体不锈钢的塑性较差。而奥氏体不锈钢的强度虽高，但是具有高的热膨胀系数，这不利于包括焊接在内的成形加工。人们已知，降低碳含量和氮含量可以明显改善成形性，在一定条件下可以改善深冲性能。例如，SUS430的r＝1.0，而低碳的SUS430D的r＝1.6，同时可以将延伸率稳定在30％以上。连轧YUS436S的r值明显改善，特别是经大直径辊的轧制变形。与SUS304不同，在适当的冲压条件下，上述这些新型铁素体不锈钢可以超深冲加工。超高洁净度Fe－Cr合金具有较好的成形性，在铬含量达18％的不锈钢中可以得到大于36％的延伸率。随着不锈钢盘圆产量的增长，要求高生产效率和低成本。因此，加工方法由切削变为锻造，开发应用了具有优良冷锻性能的新型不锈钢SUSXM7，还开发了添加S、Pb、Se的易切削不锈钢和临界压缩比改进钢。近来正在研究可润滑不锈钢薄钢板，用以克服不锈钢成形性差的缺点。在表面涂上有机涂层的钢板可以在没有润滑油或保护层的情况下成形，在改善工作环境和降低生产成本的要求下可望有许多用途。新日铁与TokaiSteelWorks合作开发和商业化名为“Guardcoat”的有机涂层，已应用于不锈钢。高强度和高硬度不锈钢为铁路车厢开发的SUS301L改型不锈钢可以作为高强度和高硬度的结构材料，如汽车的垫片和压力板。对于公共工程和建筑构件，开发了具有良好耐蚀性的马氏体不锈钢YUS550（13％Cr－2％Ni－2％Mo），它可应用于水泥冲孔而无需钻孔。在SUS316基础上添加氮的SUS316FR（16％Cr－12％Ni－2％Mo－0.09％N）可用于快速增殖反应堆，并有望应用于需要高温强度和蠕变强度的场合。添加铌的铁素体不锈钢YUS180H（19％Cr－0.8％Nb）和YUS340MS（14％Cr－0.5％Mo－0.3％Nb－Ti）具有高的高温强度，可用于汽车排气系统。耐热和抗氧化不锈钢高铬不锈钢具有耐热和抗氧化性，常常用于燃烧设备和其它要求耐热和抗氧化的设备。添加Al和Si可以进一步改善高铬不锈钢的耐热性和抗氧化性。YUS701（25％Cr－13％Ni－2％Si－Mo－N）和YUS731（19％Cr－13％Ni－3％Si－0.7％Cu）是耐热和抗氧化的奥氏体不锈钢，但是它们的缺点是高温下出现膨胀。对此，新日铁开发了低膨胀的HOM125（15％Cr－4％Al）和YUS405S（12％Cr－2％Si－Al）铁素体不锈钢。添加了Cr、Al和稀土元素的YUS205－M1（20％Cr－5％Al－REM）不锈钢用于汽车排气净化装置，具有在温度高达1223K下的耐热性和抗氧化性。涂有耐热树脂的不锈钢已经商业化并用于耐热温度约为533K的灶具等。微波炉的内衬要求采用耐热温度为823－873K的耐热预涂层材料。针对此类用途，未来需要开发既耐热又成形性好的不锈钢。高氮不锈钢3-3添加氮可以提高不锈钢的强度和韧性，改善耐蚀性。目前加氮不锈钢是全球性的不锈钢研究热点，从1988年到1998年的10年间已经召开了5次相关议题的国际会议。采用AOD冶炼的高锰奥氏体不锈钢中的氮含量最高达到0.5％，如Carpenter的18－18plus；采用加压ESR法可以将钢中氮含量提高到1％左右，如JSW的18－18N。在Ni－Cr不锈钢中氮的溶解度相对小一些，采用加压ESR法冶炼的奥氏体不锈钢的氮含量在0.5％左右，如BS561。氮在马氏体不锈钢中的溶解度最小。目前不仅需要研究不锈钢中氮的溶解度对性能的影响，更需要研究向不锈钢中添加氮的既经济又有效的方法。