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铁素体不锈钢如何更好的纯化
时间: 2017-08-17 13:55:43来源: 男生看的污网站免费

 铁素体不锈钢基体中仅含有非常少量镍,有的甚至不含镍,相比于奥氏体不锈钢,其成本比较低。铁素体不锈钢的冷加工硬化倾向很低,但其导热系数则比较高,达到了奥氏体不锈钢的130%-150%,并且线膨胀系数也比较低,只有铬镍不锈钢的60%-70%,它的耐氯化物应力腐蚀、耐点蚀、耐缝隙腐蚀能力优秀。但尽管有以上优势,铁素体不锈钢还是有些严重缺点而被限制应用范围。其中最大的缺点是韧性较低、晶间腐蚀比较敏感且焊接性能较弱。

 数据显示,这些问题产生的原因主要是因为间隙元素的碳和氮导致的。因为碳、氮在铁素体不锈钢材料中的溶解度非常低并且在体心立方晶格中的扩散速度很快,所以铁素体不锈钢中非常容易形成碳化物与氮化物,导致晶界贫铬与晶间腐蚀。另外通过减少铁素体不锈钢中碳与氮的含量,可以明显改善不锈钢材料的耐腐蚀、力学及焊接性能。用26Cr1Mo不锈钢举例,当碳与铬含量<(100-130)×10-6时,焊接后即不会形成晶间腐蚀;当碳与氮<(60~80)×10-6时,能够被应用在恶劣的点蚀环境中;而当碳与氮含量<65×10-6时可以不产生低温脆性。所以,超纯铁素体不锈钢为现代铁素体不锈钢未来开发趋势,通常要求碳与氮<150×10-6这样的低间隙元素含量,并且还要加入钛、铌、铜、铝、钒等微量元素,从而优化不锈钢材料的性能。而目前,经过减小铁素体不锈钢中碳、氮含量与改善钼、钛、铌等合金元素的质量分数,发展出一系列性能优秀的超纯铁素体不锈钢。

  铁素体不锈钢在冶炼时要使用真空冶金工艺,尽量减少不锈钢液中的碳和氮含量,这是超纯铁素体不锈钢冶炼时的最关键问题。目前的不锈钢精炼工艺,比如AOD、VOD、VCR等,把碳减小到50ppm之下在技术上是很容易的,不过要把氮减小50ppm以下却极难。所以生产超纯铁素体不锈钢关键就是脱氮。

实践表明,不锈钢精炼过程中的脱氮是和脱碳过程同步进行的,脱碳速度越高,脱碳量就越大,脱氮量也就越高。在碳含量小于0.1的低碳范围内做真空脱碳时,脱氮速度通常受底吹氩气的搅拌强度决定。常规VOD法吹氩强度低,由于漏入空气而存在增氮倾向;SS-VOD吹氩强度是常规VOD的2至4倍,真空吹氩搅拌时仍能脱氮;VOD-PB法的脱碳机制和常规VOD的顶吹氧有区别,它的脱氮条件要比SS-VOD更优。VCR法低碳区精炼阶段的底吹氩搅拌强度是SS-VOD的13-17倍,强势搅拌极大提高了钢液比表面积,降低了气钢界面上氮的传质阻力,气相中氮分压能够降低到0.38torr,十分有利于冶炼超低碳氮之类的不锈钢材料。