【转贴】铁素体不锈钢的发展优势及劣势

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铁素体不锈钢具有体心立方晶体结构。除个别牌号外，一般不含稀缺的贵重元素镍。低铬铁素体不锈钢又称为经济不锈钢；中、高铬铁素体不锈钢与所能代用的铬镍奥氏体不锈钢相比，成本和价格也较低。铁素体不锈钢屈服强度较铬镍奥氏体钢高，伸长率稍低，但加工硬化倾向小，易于冷镦，也易切削。

　　众所周知，铬镍奥氏体不锈钢对应力腐蚀非常敏感，在奥氏体不锈钢制设备、构件等的失效事例中，应力腐蚀破坏事故占有很大比例，而铁素体不锈钢耐应力腐蚀性能优异，虽然在试验室内一些条件下人们也曾发现铁素体不锈钢也产生应力腐蚀的某些现象，但在实际工程应用中，国内外都很少见到铁素体不锈钢产生应力腐蚀破坏的实例。

　　铁素体不锈钢具有铁磁性，导热系数高，约为铬镍奥氏体不锈钢的130％～150％，非常适用于有热交换的用途；线膨胀系数小，仅为铬镍奥氏体不锈钢的60％～70％，非常适用于热胀、冷缩，有热循环的使用条件。

　　铁素体不锈钢的发展劣势

　　铁素体不锈钢是一种节镍钢，强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130％～150％，线膨胀系数仅为Cr—Ni奥氏体不锈钢的60％～70％。虽然有上述优点，但与奥氏体不锈钢相比，其用途有限，这主要是因为铁素体不锈钢，特别是Cr>16％的铁素体不锈钢存在一些缺点和不足。

　　室温脆性和裂纹敏感性高

　　铁素体不锈钢的室温、低温塑性差，缺口敏感性高，对晶间腐蚀比较敏感，而且这些缺点随铁素体不锈钢截面尺寸的增加，冷却速度的变慢和焊接的热影响而更加强烈地显示出来。

　　铁素体不锈钢性能上的几乎所有缺点都与钢中的碳、氮有关[4]。随碳、氮含量的增加，铁素体不锈钢的冲击韧性下降，脆性转变温度明显上移，尤其是当钢中铬含量高于15％～18％时更为明显。钢的缺口敏感性，冷却速度效应和尺寸效应也随钢中碳、氮量的增加而显著增强。钢中氧含量也有类似影响，随氧含量的提高，铁素体不锈钢的脆性转变温度升高。随C+N量增加，铁素体不锈钢的晶间腐蚀敏感性增加，碳、氮对铁素体不锈钢的耐一般腐蚀，耐点蚀，耐缝隙腐蚀和耐应力腐蚀也都是有害的。在冶炼过程中虽然能够去除钢中部分或大部分的碳和氮，但若要完全去除却是非常困难的，钢中碳、氮越低，铁素体不锈钢的生产成本就越高。

　　起皱

　　起皱是铁素体不锈钢在成型过程中应变量较大时易产生的一种表面缺陷，发生在板带的轧制方向表现为狭窄凸起条纹，即表面皱折。可通过控制生产工艺减轻起皱，例如减少连铸坯的柱状晶，增加等轴晶；选择适宜的板坯加热温度，低的终轧温度和高的退火温度等。

　　最近，Hyung—Joon Shin等[5]采用电子背散射衍射(EBSD)技术研究了409L和430两种铁素体不锈钢的柱状区试样，验证了在理论模型中提出的晶粒簇的存在，得出了晶粒簇与起皱的关系。Jun—ichi HAMADA等人的研究也证实了430不锈钢的初始凝固组织对起皱的影响，认为具有初始柱状晶组织的试样退火后的起皱程度比具有初始等轴晶组织的试样更严重。