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技術(shù)資料

430/430F鐵素體不銹鋼的研發(fā)及應(yīng)用

 鐵素體不銹鋼研發(fā)事例

13

 

 

1)汽車尾氣排放系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼

 

 


2) 經(jīng)濟(jì)型鐵素體不銹鋼

代表鋼種:430、405

缺陷:“金粉”、“迭皮”

影響因素:鑄坯修磨;熱軋;退火;酸洗

導(dǎo)致“金粉”缺陷的最主要原因,還是高C低Cr情況下因工藝控制不當(dāng)在晶界發(fā)生了腐蝕。

 

3) 連續(xù)退火的430

傳統(tǒng)430存在問題:

罩式爐退火:800℃~850℃保溫8~9h,爐內(nèi)停留40h,耗能大,周期長。

冷軋退火帶的冷成形性能不足,平均應(yīng)變塑性比<0.8。

冷軋退火帶抗皺折性能差。

“金粉”、“迭皮”缺陷。

 

目標(biāo):

適用于熱軋帶卷連續(xù)退火

室溫力學(xué)性能相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)430

平均應(yīng)變塑性比值≥1.0,力爭達(dá)到1.2

抗皺折性能為B級(jí)即皺折高度為16μ~25μ

 

Al對(duì)430組織的影響:

 

退火溫度與熱帶性能

柱狀晶

 

等軸晶

 

900℃基本完成再結(jié)晶;800-1000℃,HB131-145,低值

 

退火溫度與γ相

 

1000℃~1200℃退火,出現(xiàn)沿晶界的γ相,冷卻過程形成α′相,提高鋼的硬度。γ相在1060℃最多,1200℃明顯減少;980℃時(shí)未見γ相。

 

熱軋帶退火前后織構(gòu)變化:

加大道次變形量,采用較低的終軋溫度,使得熱軋帶具有較高的應(yīng)變能,有利于熱軋帶退火時(shí)再結(jié)晶。獲得更多的{332}//ND織構(gòu),益于成形。

 

 

連續(xù)退火430冷帶性能

 

4) 汽車消音器材料

消音器用不銹鋼材料:409、436和304
國內(nèi)高S燃油導(dǎo)致409消音器在3萬公里時(shí)失效破壞,未能達(dá)到6萬公里的預(yù)期壽命

開發(fā)適合我國現(xiàn)有燃油品質(zhì)的消音器用經(jīng)濟(jì)型鐵素體不銹鋼新材料:耐蝕性能優(yōu)于409,壽命提高到409的2倍;價(jià)格與409相比不能增加太多,低于436和304;較好的成型性能和焊接性能

 

409消音器的腐蝕形貌

 

點(diǎn)蝕坑內(nèi)擴(kuò)展電流與Cr、Mo關(guān)系

 

模擬冷凝液腐蝕試驗(yàn)(JFE)

 

模擬冷凝液腐蝕實(shí)驗(yàn)過程

 

冷凝液腐蝕與Cr、Mo關(guān)系

 

 

晶間腐蝕

 

主要合金元素的作用

提高Cr、Mo,降低C、N并加入Ti、Nb等穩(wěn)定化元素,可以提高鐵素體不銹鋼的點(diǎn)蝕電位;提高Cr、Mo,抑制點(diǎn)蝕坑的擴(kuò)展;Ti、Nb基本無影響。

 

將Cr從11%提高到16%,對(duì)耐冷凝液腐蝕有極大的有益作用,進(jìn)一步提高Cr含量對(duì)耐冷凝液腐蝕的有益作用不再顯著,此時(shí)添加0.8%以上的Mo可以明顯提高鐵素體不銹鋼耐冷凝液腐蝕。

 

 

 

 

添加Ti和/或Nb,降低鐵素體不銹鋼晶間腐蝕傾向,當(dāng)Ti+0.5Nb≥10(C+N)時(shí),可以避免焊后晶間腐蝕。

 

退火溫度對(duì)熱軋帶的影響

 

高鉻鋼的DBTT現(xiàn)象

 

熱軋退火板析出相

 

Cr含量對(duì)σ相的影響

熱處理制度:950℃保溫30min

Cr含量越高,σ相溶解越困難

 

韌脆轉(zhuǎn)變-尺寸效應(yīng)

 

 

 鐵素體不銹鋼的展望

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材料研發(fā):

結(jié)構(gòu)材料功能化:高強(qiáng)度;高耐蝕性;美觀;導(dǎo)磁不銹鋼等

高端:高性能、高表面質(zhì)量,如:446、443、444、445

低端:經(jīng)濟(jì)型,430、405

工業(yè)生產(chǎn):

提高純凈度;

提高生產(chǎn)效率

 

應(yīng)用的約束條件

Cr含量大于15%的鐵素體不銹鋼不宜在250-520℃長期使用,以避免475℃脆性;

不宜在750-960 ℃長期服役,以避免σ相析出脆化;

不宜在低于DBTT溫度下使用;

不宜使用厚截面材料,建議使用薄截面材料,通常厚度不大于6mm。如確因設(shè)計(jì)需要厚截面材料,可采用復(fù)合板。

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