不锈钢高温析出碳

酒钢打通宽幅超级奥氏体不锈钢工艺路线

此前，酒钢不锈开发的904L不锈钢一直保持良好的销量2021年，酒钢不锈接到的这笔百吨订单，用户除了需要40吨宽幅中厚板外，还需要60吨904L宽幅冷轧板带，规格为1500毫米 1500毫米宽幅接近该公司不锈钢冷轧轧机极限，再加上超级奥氏体不锈钢合金含量高、碳含量低，对钢水纯净度要求高，生产过程中裂纹敏感性强、高温变形抗力大，铸坯容易产生偏析，易于析出SIGMA、CHI相等脆性相，轧制难度很大，过去从来没有生产过。

钛及其合金焊接缺陷的产生及防止

当钛焊缝中的碳大于0.1%、氧大于0.133%时，由氧与碳反应生成的CO气体也可产生气孔施工实践中发现，随着焊接电流增大或焊速增大，气孔有增加倾向由于钛的化学活性强，在400℃以上高温下极易由表面吸收氧、氮、氢、碳等，由于溶解度的变化引起β相过饱和析出并由焊接过程中体积膨胀引起较大的内应力作用而导致冷裂纹另外，钛的纵向弹性模量比不锈钢的小，在同样的焊接应力作用下，钛及其合金的变形量比不锈钢的大，且校形困难。

不锈钢网带的使用寿命与使用环境有直接关系

f）碳析出的脆性； g）温度变化对不锈钢网带使用的影响（冷却和膨胀）； h）高温环境对润滑的影响，硅、石墨和二硫化钼润滑油均有良好的抗热性 二、当网带被暴露在含有腐蚀性物料中会造成不良后果。

钛和铌在不锈钢中的作用

要防止晶间腐蚀就要减少Cr23C6含量，使碳化物全部以TiC和NbC形态存在由于钛和铌的碳化物比铬的碳化物稳定，钢加热到700℃以上时，铬的碳化物就开始向钛和铌的碳化物转化稳定化处理是将钢加热到850～930℃之间，保温1h，此时铬的碳化物全部分解，形成稳定的TiC和NbC，钢的抗晶间腐蚀性能得到改善 不锈钢中加入钛和铌，在一定条件下弥散析出Fe2Ti和Fe3Nb2金属间化合物，钢的高温强度有所提高。

地铁用不锈钢介绍

奥氏体不锈钢的热传导率仅为钢的三分之一，因此焊接产生的热量不能很快地分散，大量的热量聚集在焊缝区域，而不锈钢中的奥氏体组织在高温下具有不稳定性，在500度到800度时，钢材中Cr的碳化物会沿晶界析出，使得晶界附近因含Cr量下降而出现晶界腐蚀，同时屈服强度和抗拉强度会急剧下降另外，不锈钢材料的热膨胀系数约为钢的1.5倍，使得同样的热量其变形比普通钢材变形要大很多因此，不锈钢车体制造工艺中一般避免采用电弧满焊，多采用电阻点焊工艺。

常用不锈钢牌号

牌号 类型 用途 1Cr18Ni9Ti 奥氏体型 使用最广泛，适用于食品、化工、医药、原子能工业 0Cr25Ni20 奥氏体型 炉用材料，汽车排气净化装置用材料 1Cr18Ni9 奥氏体型 经冷加工有高的强度，建筑用装饰部件 0Cr18Ni9 奥氏体型 作为不锈耐热钢使用最广泛、食品用设备，一般化工设备，原子能工业用 00Cr19Ni10 奥氏体型 用于抗晶间腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件 0Cr17Ni12Mo2 奥氏体型 适用于在海水和其它介质中，主要作耐点蚀材料，照相、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 00Cr17Ni14Mo2 奥氏体型 为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢，用于对抗晶间腐蚀性有特别要求的产品 1Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备，有良好的耐晶间腐蚀性 0Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 同上 0Cr18Ni10Ti 奥氏体型 添加Ti提高耐晶间腐蚀，不推荐作装饰部件 0Cr16Ni14 奥氏体型 无磁不锈钢，作电子原件 0-1Cr20Ni14Si2 奥氏体型 具有较高的高温强度及抗氧化性，对含硫气氛较敏感，在600-800℃有析出相的脆化倾向，适用于制作承受应力的各种炉用构件 1Cr17Ni7 奥氏体型 适用于高强度构件，火车客车车厢用材料 00Cr18Ni5Mo3Si2 奥氏体型+铁素体 耐应力腐蚀破裂性能良好，具有较高的强度，适用于含氯离子的环境，用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业，制造热交换器、冷凝器等 0Cr17(Ti) 铁素体型 用于洗衣机内桶冲压件，装饰用 00Cr12Ti 铁素体型 用于汽车消音器管，装饰用 0Cr13Al 铁素体型 从高温下冷却不产生显著硬化，汽轮材料，淬火用部件，复合钢材 1Cr17 铁素体型 耐蚀性良好的通用钢种，建筑内装饰用，重油燃烧部件，用于家庭用具，家用电器部件 0Cr13 铁素体型 作较高韧性及受冲击负荷的零件，如汽轮叶片，结构架，螺栓，螺帽等 1Cr13 马氏体型 具有良好的耐蚀性，机械加工性，用作一般用途、刀刃机械零件、石油精炼装置、螺栓、螺母、泵杆、餐具等 2Cr13 马氏体型 淬火状态下硬度高，耐蚀性良好，作汽轮机叶片，餐具（刀） 。

常用不锈钢牌号

牌号 类型 用途 1Cr18Ni9Ti 奥氏体型 使用最广泛，适用于食品、化工、医药、原子能工业 0Cr25Ni20 奥氏体型 炉用材料，汽车排气净化装置用材料 1Cr18Ni9 奥氏体型 经冷加工有高的强度，建筑用装饰部件 0Cr18Ni9 奥氏体型 作为不锈耐热钢使用最广泛、食品用设备，一般化工设备，原子能工业用 00Cr19Ni10 奥氏体型 用于抗晶间腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器、建材、耐热零件及热处理有困难的零件 0Cr17Ni12Mo2 奥氏体型 适用于在海水和其它介质中，主要作耐点蚀材料，照相、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母 00Cr17Ni14Mo2 奥氏体型 为0Cr17Ni12Mo2的超低碳钢，用于对抗晶间腐蚀性有特别要求的产品 1Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 用于抗硫酸、磷酸、甲酸、乙酸的设备，有良好的耐晶间腐蚀性 0Cr18Ni12Mo2Ti 奥氏体型 同上 0Cr18Ni10Ti 奥氏体型 添加Ti提高耐晶间腐蚀，不推荐作装饰部件 0Cr16Ni14 奥氏体型 无磁不锈钢，作电子原件 0-1Cr20Ni14Si2 奥氏体型 具有较高的高温强度及抗氧化性，对含硫气氛较敏感，在600-800℃有析出相的脆化倾向，适用于制作承受应力的各种炉用构件 1Cr17Ni7 奥氏体型 适用于高强度构件，火车客车车厢用材料 00Cr18Ni5Mo3Si2 奥氏体型+铁素体 耐应力腐蚀破裂性能良好，具有较高的强度，适用于含氯离子的环境，用于炼油、化肥、造纸、石油、化工等工业，制造热交换器、冷凝器等 0Cr17(Ti) 铁素体型 用于洗衣机内桶冲压件，装饰用 00Cr12Ti 铁素体型 用于汽车消音器管，装饰用 0Cr13Al 铁素体型 从高温下冷却不产生显著硬化，汽轮材料，淬火用部件，复合钢材 1Cr17 铁素体型 耐蚀性良好的通用钢种，建筑内装饰用，重油燃烧部件，用于家庭用具，家用电器部件 0Cr13 铁素体型 作较高韧性及受冲击负荷的零件，如汽轮叶片，结构架，螺栓，螺帽等 1Cr13 马氏体型 具有良好的耐蚀性，机械加工性，用作一般用途、刀刃机械零件、石油精炼装置、螺栓、螺母、泵杆、餐具等 2Cr13 马氏体型 淬火状态下硬度高，耐蚀性良好，作汽轮机叶片，餐具（刀） 。

不锈钢的金相组织(2)

2.铁素体型不锈钢 　　铁素型不锈钢在碳和氮的含量极少时，无论在高温下还是在室温下均为铁素体单相当碳和氮的含量增加时就会在高温下生成r相，可通过回火处理析出碳化物和氮化物而变为铁素体单相据有关资料介绍在600-900℃回火时大部分碳和氮将析出 　　高铬铁素体型不锈钢在经高温加热后会产生各种脆化现象这些现象与其金属组织有关，如σ相脆化、475℃脆性和高温脆性。

不锈钢的金相组织(2)

2.铁素体型不锈钢 　　铁素型不锈钢在碳和氮的含量极少时，无论在高温下还是在室温下均为铁素体单相当碳和氮的含量增加时就会在高温下生成r相，可通过回火处理析出碳化物和氮化物而变为铁素体单相据有关资料介绍在600-900℃回火时大部分碳和氮将析出 　　高铬铁素体型不锈钢在经高温加热后会产生各种脆化现象这些现象与其金属组织有关，如σ相脆化、475℃脆性和高温脆性。

不锈钢的耐蚀性能

较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀） 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度 305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合 308 不锈钢用于制作焊条 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。

不锈钢的耐蚀性能

较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀） 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度 305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合 308 不锈钢用于制作焊条 309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。

高强度不锈钢

另方面，经过最后的回火处理可以得到碳化物等析出物弥散细微分布的组织马氏体系不锈钢用固溶碳量和加火处理可以调整其强度 　　例如，SUS 420J2(13Cr-O．3C)从i000~C的高温奥氏体区急冷时，发生固溶0．3％C的马氏体相变，再经回火热处理就会使碳化物等析出物呈微细弥散分布其强度可达到约550HVSUS 420J2和SUS 420J1(13Cr—0．2C)与SUS 410(13Cr-O．1C)一齐用作发电设备和化工设备等结构材料。

高强度不锈钢

另方面，经过最后的回火处理可以得到碳化物等析出物弥散细微分布的组织马氏体系不锈钢用固溶碳量和加火处理可以调整其强度 　　例如，SUS 420J2(13Cr-O．3C)从i000~C的高温奥氏体区急冷时，发生固溶0．3％C的马氏体相变，再经回火热处理就会使碳化物等析出物呈微细弥散分布其强度可达到约550HVSUS 420J2和SUS 420J1(13Cr—0．2C)与SUS 410(13Cr-O．1C)一齐用作发电设备和化工设备等结构材料。

不锈钢的金相组织(1)

回火后在其基体中过饱和固溶的碳形成碳化物析出，且随时间的延长逐渐形成稳定相是采用低温回火还是采用高温回火，依成分和使用目的而异低碳马氏体型不锈钢在440-540℃进行回火时显著变脆，发生常说的二次硬化由于此问题的产生不是夹杂元素的偏析等原因造成的，因此为同时照顾到韧性、拉伸性能和耐应力腐蚀性能，应尽可能在高温下进行回火，也可通过添加钼、钨和钒等元素来改善性能

不锈钢的金相组织(1)

回火后在其基体中过饱和固溶的碳形成碳化物析出，且随时间的延长逐渐形成稳定相是采用低温回火还是采用高温回火，依成分和使用目的而异低碳马氏体型不锈钢在440-540℃进行回火时显著变脆，发生常说的二次硬化由于此问题的产生不是夹杂元素的偏析等原因造成的，因此为同时照顾到韧性、拉伸性能和耐应力腐蚀性能，应尽可能在高温下进行回火，也可通过添加钼、钨和钒等元素来改善性能

铌在铁素体不锈钢和马氏体不锈钢中的应用

换言之，由于NbC的析出提高了再结晶温度，因此按照铌和碳含量增加的次序波纹降级 铌对铁素体不锈钢高温强度的影响 409L（11Cr-Ti）用作汽车排气歧管材料，设计废气温度约800℃，而430J1L（18Cr-0.4Nb-0.5Cu）的使用温度约900℃然而，所设计的废气温度仍然较高，这使得材料向更高级的不锈钢转变—考虑到这种需要，为了改善排气歧管用铁素体不锈钢的耐热性，在430LX（18Cr-Nb）的基础上，研究了铌和钼对铁素体不锈钢高温性能的影响。

铌在铁素体不锈钢和马氏体不锈钢中的应用

换言之，由于NbC的析出提高了再结晶温度，因此按照铌和碳含量增加的次序波纹降级 铌对铁素体不锈钢高温强度的影响 409L（11Cr-Ti）用作汽车排气歧管材料，设计废气温度约800℃，而430J1L（18Cr-0.4Nb-0.5Cu）的使用温度约900℃然而，所设计的废气温度仍然较高，这使得材料向更高级的不锈钢转变—考虑到这种需要，为了改善排气歧管用铁素体不锈钢的耐热性，在430LX（18Cr-Nb）的基础上，研究了铌和钼对铁素体不锈钢高温性能的影响。

铌在铁素体不锈钢和马氏体不锈钢中的应用

换言之，由于NbC的析出提高了再结晶温度，因此按照铌和碳含量增加的次序波纹降级 铌对铁素体不锈钢高温强度的影响 409L（11Cr-Ti）用作汽车排气歧管材料，设计废气温度约800℃，而430J1L（18Cr-0.4Nb-0.5Cu）的使用温度约900℃然而，所设计的废气温度仍然较高，这使得材料向更高级的不锈钢转变—考虑到这种需要，为了改善排气歧管用铁素体不锈钢的耐热性，在430LX（18Cr-Nb）的基础上，研究了铌和钼对铁素体不锈钢高温性能的影响。

现代新型铁素体不锈钢技术进步及其应用与市场

自八十年代起国际上冶金材料专家，借鉴铌在汽车板带材用无间隙原子（IF）钢中固碳/氮的作用机制及铌在高强度低合金钢中晶粒细化和析出强化作用以及在耐热钢和高温合金中抗蠕变强度的机制，对铌在改善传统铁素体不锈钢的成型性（尤其是深冲性能），耐蚀性，高温强度等方面进行了许多研究。

汽车排气系统用铁素体不锈钢的开发

441钢号比较好的热特性主要是由于有比碳和氮的稳定化的化学计量更高水平铌的加入 由于钛的加入，更易间隙的稳定化，使得铌大部分可以被固溶，以Fe2Nb类型析出这种析出的存在增加了铁素体显微组织的高温抗力，延迟了铁素体晶粒滑移和接下来的蠕变断裂 这种改进在典型的SAG-试验低水平变形下仍然比较明显 除了在高温时的机械抗力，441不锈钢还具有高的抗氧化性和耐腐蚀性，具有这种特性的主要原因是它含铬18%，因为铬是形成保护的氧化膜的主要元素。