铁素体不锈钢在加热冷却时都没有αγ转变,始终保持铁素体组织。这类钢含铬量较高,为17%~28%,主要是作为热稳定钢,也可作为耐蚀钢。铁素体不锈钢由于不含镍,生产制造成本要比奥氏体不锈钢低,但其热稳定性和耐蚀性在有些情况下,比奥氏体不锈钢还要好,特别是耐氯离子腐蚀。因此,大力推广铁素体不锈钢的应用,不但可以降低成本,而且还能节约宝贵的镍资源。这样看来,使用铁素体不锈钢不仅可以节约镍,而且还是在许多特殊使用环境中的最佳选材。


一、传统的铁素体不锈钢


  铁素体不锈钢是含铬11%~30%的Fe-Cr合金(传统铁素体)或Fe-Cr-Mo合金(超铁素体),加入钼的目的是为了提高不锈钢的耐点蚀能力。传统铁素体不锈钢是400系列,可磁化。典型的传统铁素体不锈钢牌号见表1-6。高铬铁素体不锈钢具有很好的耐蚀性能,包括耐氯离子应力腐蚀;铁素体不锈钢抗氧化能力也很好,如446不锈钢。当铁素体不锈钢中加人铝或稀土元素时,其抗氧化能力会大大提高。热处理不能提高铁素体不锈钢硬度。尽管具有相同耐腐蚀能力,铁素体不锈钢成本要比奥氏体不锈钢低,但铁素体不锈钢的应用还是不如奥氏体不锈钢应用得普遍。其原因是:铁素体不锈钢的成型性能差,韧性差,可焊性差。为了改善铁素体不锈钢焊缝的延伸性能,焊接430(1Cr17)、446不锈钢时,有时选用奥氏体不锈钢焊条或奥氏体不锈钢填充材料,这样虽解决了延伸性问题,但却降低了焊缝的抗腐蚀能力。铁素体不锈钢有较高的导热性能;较低的热膨胀系数及较低的成本,因此,430(1Cr17)、443和446普遍应用于制造低压容器、高温热交换器。444是一个新的铁素体不锈钢品种,含碳量比超低碳级还低,加入钛或钴可抗敏化,这个品种焊缝延伸性比传统铁素体不锈钢好。


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  1Cr15(429) 该钢具有良好的耐腐蚀性,其焊接性能比1Cr17(430)好,用于建筑内装修或制造重油燃烧器部件、家用电器部件等。


  1Cr17(430)当钢中碳含量较高、铬含量较低时有一定数量的珠光体。其室温脆性较大。该钢种在氧化性酸类溶液中有良好的耐腐蚀性,尤其在稀硝酸中,可用于制造生产硝酸用化工设备,如吸收塔、硝酸热交换器、酸槽、输送管道和储罐,也可制造食品和酿造工业用容器、管道等。


二、新(旧)铁素体不锈钢


 现在市场上的铁素体不锈钢分为两大类,一类是新铁素体不锈钢,也叫超铁素体不锈钢;另一类是旧铁素体不锈钢,即传统铁素体不锈钢,其组成与性能符合AISI标准,如表1-6所示。


三、 新(超)铁素体不锈钢


 新(超)铁素体不锈钢开发背景 316不锈钢被认为是最耐腐蚀的普通奥氏体不锈钢,但是,它还是不耐海水腐蚀。尽管铜镍合金、镍基合金或钛合金可以耐海水腐蚀,但是它们的价钱太高。因此,开发一种能耐海水腐蚀的低价格钢材就很有必要,新(超)铁素体不锈钢就是在这种背景下开发出来的。在这类不锈钢中,用钼稳定钢材表面的氧化膜。从1980年开始,高性能新(超)铁素体不锈钢开始在海水冷却的蒸汽冷凝器中使用。


 新(超)铁素体不锈钢是在铁-铬不锈钢的化学组成中加入钼,以改善其耐点蚀能力,加入钛或铌以改善其耐晶间腐蚀能力。新(超)铁素体不锈钢的最大优点是其耐氯离子应力腐蚀,耐其他腐蚀的性能也较好。在先进的冶炼技术应用以前,铁素体不锈钢有较高水平的填隙原子-碳和氮,所以其可加工性、韧性和抗蚀性能都受到限制。采用先进的冶炼技术(如AOD、VIM、VOD等)后,新的铁素体不锈钢含有高的铬元素,低的填隙原子;在精炼阶段,尽力降低填隙原子含量或加入钛和铌去束缚碳和氮原子。


四、合金化学组成


   新(超)铁素体不锈钢含铬高达29%,含钼4%,有些品种含镍3.5%,具有完整的铁素体显微结构,常用的新(超)准素体不锈钢有18-SR(ARMCO)、18Cr-2Mo、26-1S、E-Brite26-129Cr-4Mo(Dupont)、UNS S44735、29Cr-4Mo-2Ni(Dupont)、UNS S44660等。


五、新(超)铁素体不锈钢的应用


  新(超)铁素体不锈钢大量应用于电厂冷凝器、海水处理与含氯离子溶液的热交换器中,18Cr-2Mo、Sea-Cure、E-Brite26-1和A129-4超铁素体不锈钢在石化工业、化学工业也得应用。因为E-Brite26-1含铬量大,所以其在高温状态下抗氧化、耐硫化性能好,可用于空气预热、烟气余热回收等场合。