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技術(shù)資訊

不銹鋼鋼種的發(fā)展趨勢簡(jiǎn)介

1.節鎳型不銹鋼

Ni系不銹鋼目前占世界不銹鋼產(chǎn)量的2/3，我國占80%左右。Ni資源短缺及昂貴，Ni-Cr系不銹鋼價(jià)格隨Ni價(jià)變化而變化。因此，應大力發(fā)展無(wú)Ni和低Ni鐵素體不銹鋼、Cr-Mn奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼。

Ni在不銹鋼中的主要作用在于它改變了鋼的晶體結構。在不銹鋼中增加Ni的一個(gè)主要原因就是形成奧氏體晶體結構，從而改善可塑性、可焊接性和韌性等不銹鋼的屬性，所以Ni被稱(chēng)為奧氏體形成元素。然而，Ni并不是唯一具有此種性質(zhì)的元素。常見(jiàn)的奧氏體形成元素有：Ni、C、N、Mn、Cu。雖然添加Mn對于形成奧氏體并不非常有效，但是添加Mn可以使更多的N溶解到不銹鋼中，而N正是一種非常強的奧氏體形成元素。在200系列的不銹鋼中，正是用足夠的Mn和N來(lái)代替Ni形成100%的奧氏體結構，Ni的含量越低，所需要加入的Mn和N數量就越高。例如在201型不銹鋼中，只含有4.5%的Ni，同時(shí)含有6.00%Mn、0.25%的N，這也是200系列不銹鋼的形成原理。在有些不符合標準的200系列不銹鋼中，由于不能加入足夠數量的Mn和N，為了形成100%的奧氏體結構，人為地減少了Cr的加入量，這必然導致了不銹鋼抗腐蝕能力的下降。

2、超級不銹鋼根據不銹鋼材料的顯微組織特點(diǎn)，超級不銹鋼分為超級鐵素體不銹鋼、超級奧氏體不銹鋼、超級馬氏體不銹鋼和超級雙相不銹鋼等幾個(gè)類(lèi)型。

超級奧氏體不銹鋼。在普通奧氏體不銹鋼的基礎上，通過(guò)提高合金的純度，提高有益元素（Cr、Mo）的數量，降低C含量，防止析出Cr23C6造成晶間腐蝕，獲得良好的力學(xué)性能、工藝性能和耐局部腐蝕性能，并替代了Ti穩定化不銹鋼。

超級鐵素體不銹鋼。繼承了普通鐵素體不銹鋼強度高、抗氧化性好、抗應力腐蝕優(yōu)良等特點(diǎn)，同時(shí)改善了鐵素體不銹鋼的延性—脆性轉變、對晶間腐蝕較敏感和焊態(tài)的低韌性等局限性。采用精煉技術(shù)，降低C和N含量，添加穩定化和焊縫金屬韌化元素，可獲得高Cr、Mo且超低C、N的超級鐵素體不銹鋼，使鐵素體不銹鋼在耐腐蝕、耐氯化物的點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕等應用方面進(jìn)入了一個(gè)新的階段。

超級雙相不銹鋼。該類(lèi)鋼是20世紀80年代后期發(fā)展起來(lái)的，牌號主要有SAF2507、UR52N、Zeron100等，其特點(diǎn)是含C量低（0.01%～0.02%），含有高M(jìn)o和高N（Mo≤4%、N≤0.3%），鋼中鐵素體相含量占40%～45%，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。

超級馬氏體不銹鋼。屬于可硬化的不銹鋼，具有高的硬度、強度和耐磨性能，但韌性和焊接性較差。普通馬氏體不銹鋼缺乏足夠的延展性，在變形過(guò)程中對應力十分敏感，冷加工成形比較困難。通過(guò)降低含碳量，增加鎳含量，可獲得超級馬氏體不銹鋼。近年來(lái)，各國在開(kāi)發(fā)低碳、低氮超級馬氏體鋼方面投入很大，研究出一批不同用途的超級馬氏體鋼。超級馬氏體鋼已在石油和天然氣開(kāi)采、儲運設備、水力發(fā)電、化工及高溫紙漿生產(chǎn)設備上得到廣泛應用。

功能性不銹鋼。隨市場(chǎng)需求的變化，各種具有特殊用途和特殊功能的不銹鋼不斷出現。如新型醫用無(wú)Ni奧氏體不銹鋼材料主要為Cr-Ni奧氏體不銹鋼（如316L等），具有很好的生物相容性，含有13%～15%的Ni。Ni是一種致敏因子，且對生物體有致畸、致癌等危害。含Ni植入不銹鋼在體內長(cháng)期使用，會(huì )逐漸被破壞而釋放出Ni離子。當Ni離子在植入人體附近組織中富集時(shí)，可誘發(fā)毒性效應，發(fā)生細胞破壞和發(fā)炎等不良反應。中國科學(xué)院金屬研究所開(kāi)發(fā)的Cr-Mn-N型醫用無(wú)Ni奧氏體不銹鋼，經(jīng)過(guò)生物相容性試驗，性能優(yōu)于目前臨床使用的Cr-Ni奧氏體不銹鋼（316L）。再如抗菌不銹鋼，隨著(zhù)人們生活水平的提高，人們對所處的環(huán)境和自身的健康越來(lái)越重視，這促進(jìn)了抗菌材料的研究與開(kāi)發(fā)。1980年以來(lái)，以日本為代表的發(fā)達國家在家用電器、食品包裝、日用品、洗浴設備等方面開(kāi)始研究應用抗菌材料。日新制鋼株式會(huì )社和川崎鋼鐵公司分別研究出了含Cu和含Ag抗菌不銹鋼，含Cu抗菌不銹鋼是在不銹鋼中加入0.5%～1.0%的Cu，并采取特殊熱處理，使不銹鋼自表面到內部均勻彌散ε-Cu析出物，起到抗菌作用。這種含Cu抗菌不銹鋼適合應用于高級廚房用具等系列產(chǎn)品以及其他要求高加工性和抗菌性等的產(chǎn)品。加Ag抗菌不銹鋼對大腸桿菌和黃色葡萄球菌等均具有很高的抗菌效果，特別是在加工研磨或者表面受磨損時(shí)，這種材料能始終保持良好的抗菌效果。

氮合金化不銹鋼。N作為合金元素加入不銹鋼中，可提高奧氏體穩定性，平衡雙相鋼中相的比例，在不影響鋼的塑性和韌性的情況下提高鋼的強度和耐蝕性，并可部分代替不銹鋼中的Ni。在雙相鋼中，N延緩金屬間化合物彌散析出；在馬氏體鋼中，N與其他元素形成氮化物分布于晶界上，可以提高硬化能力，防止高溫回火時(shí)奧氏體、鐵素體晶粒的長(cháng)大。近年來(lái)研制的高N含量的奧氏體不銹鋼，即高強無(wú)磁奧氏體不銹鋼，具有高溫強度，它將廣泛作為低溫超導材料、高耐蝕性和無(wú)磁性材料應用。

3、高潔凈化不銹鋼

目前國內不銹鋼廠(chǎng)由于夾雜物導致的產(chǎn)品報廢率高達20%以上。因而，不銹鋼冶煉過(guò)程中以?shī)A雜物控制為中心的高潔凈化越來(lái)越引起人們的重視。在不銹鋼冶煉過(guò)程中，內生夾雜物是在脫氧、合金化和鋼液結晶時(shí)產(chǎn)生的。成品的外來(lái)夾雜物是在鋼液的冶煉、澆鑄和運輸中產(chǎn)生的。為獲得高潔凈度的不銹鋼，要注意入爐原料、脫氧劑、脫氧制度、精煉和連鑄工藝制度等。

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