不锈耐蚀钢的发展与应用

    不锈耐蚀钢的发展集中在有效地利用铬和降低生产成本。未来不锈耐蚀钢的生产和应用将持续发展，生产技术将类似于碳素钢的连续化生产。对汽车废气排放的严格法规、家用电器的回收利用、无需维修的溢流堰坝、消除涂镀层、美化环境需求等对不锈耐蚀钢提出了更高的数量、品种和质量要求。西方国家的不锈耐蚀钢产量年增长率达14％，日本的不锈耐蚀钢产量年增长率为11％。预计未来全球不锈耐蚀钢产量的年增长率为5％-6％。在规格方面，仍将是板带为主，并将持续增长。从市场方面看，汽车、家用电器、建筑等行业为不锈耐蚀钢的主要用户。在不锈耐蚀钢的组织基体类型方面，尽管铁素体不锈耐蚀钢在汽车和家用电器中应用很广，但是奥氏体不锈耐蚀钢的需求量仍将增长。
    为了采用低成本的原料，获得高的生产效率并防止低碳范围内铬的氧化，不锈耐蚀钢的生产技术在不断的发展。目前，铬含量为20％-30％的钢中碳和氮的总含量可低于100ppm。除了降低生产成本之外，提高生产效率是不锈耐蚀钢生产的主要潮流。获得高耐蚀性、良好成形性、高强度和易切削加工性能是20多年来不锈耐蚀钢的重要发展方向。
    高耐蚀性不锈钢。众所周知，第一个商品化的不锈钢是含铬量为13％的马氏体不锈钢， 随后顺序开发了奥氏体、铁素体和双相不锈钢。随着应用对不锈钢耐蚀性要求的提高，需要开发新型高耐蚀性不锈钢。不锈钢冶炼和热轧技术的发展为人们开发新型高耐蚀性不锈钢提供了基础。最新的高耐蚀性不锈钢可以分为两类，一类称为超级不锈钢，以新日铁的YUS270（20％Cr-18％Ni-6％Mo-N）为代表，其耐蚀性与钛相当。YUS270的铬含量和钼含量较高，可有效地利用氮改善耐蚀性，同样它还是一种高强度不锈钢。作为奥氏不锈钢，YUS270的热膨胀系数介于奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢之间。它可以应用于海水净化装置、化工厂、沿海氯化钠腐蚀严重的建筑等。铁素体不锈钢SUS447J1（30％Cr－2％Mo）也是一种超级 不锈钢。另一类高耐蚀性不锈钢是高洁净度的铁素体不锈钢。通过增加 铬和钼的含量，采用精炼技术，降低间隙元素碳和氮的含量，可改善耐 蚀性和成形性。控制热轧使得工业化和商业化生产高洁净度不锈钢成为 可能。典型的高洁净度铁索体不锈钢有新日铁的YUS220M（22％Cr-1. 5％Mo-Ti-Nb）、YUS190和YUS190L（19％Cr-2％Mo）。日本其它不锈钢生产厂的高洁净度铁素体不锈钢的铬和钼含量略有变化。YUS260（ 20％Cr-15％Ni-3％Mo-Cu-N）、YUS110M（18％Cr-12％Ni-2％Si-Mo-Cu）和YUS27A-M（17％Cr-7％Ni-2％Cu-2％Si）是最新开发的高耐蚀性不锈钢。
    复合添加钛和铌有助于改善耐蚀性，其作用与增加铬和钼含量、降低碳含量相同。复合添加钛和铌可以阻止作为腐蚀源的非金属夹杂物析出，促使钛形成氧化物钝化膜，从而改善耐蚀性。新日铁已经在YUS190 和YUS220M中采用此技术。据Utsunomjya等报道，复合添加Ti、Nb和Al可以提高耐蚀性。Fujjisawa等发现传统上认为有害的硫元素可以提高低铬不锈钢的抗晶间腐蚀能力，其作用与氮改善奥氏体不锈钢的耐蚀性的作用相同。未来改善耐蚀性的研究将主要集中在夹杂物的控制和表面防护涂镀层。