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1、铁素体不锈钢使用的调查分析报告大家都知道铁素体不锈钢在洗衣机滚筒排气系统等领域应用广泛,且非常成功,通过调查分析,铁素体不锈钢将会具有在无数领域中更加广泛的应用潜力。目前我司生产的欧三系列消声器大多采用铁素体不锈钢,铁素体不锈钢市场的开发程度在日本为最好。不锈钢的不锈，是由于所含的铬使其具有了显著的耐蚀性，铁素体不锈钢也不例外，有的钢种含（如 MoTiNb） 。在消声器的生产过程中,与太钢和一些钢管厂家及部分使用铁素体不锈钢的用户进行过沟通,同时咨询了一些不锈钢行业的专家,获得了许多相关知识和心得,与大家分享。一、用户对铁素体不锈钢的认识通过与和太钢有联系的一些企业及不锈钢行业专家了解,德国慕
2、尼黑西门子的产品中,部分出于对功能性需求部分出于对美观要求,铁素体不锈钢的比例已将近 50%。意大利惠而浦有限公司作为家用电器商，在冰箱洗衣机上，并计划在炊具和洗碗机上应用推广。成本优势让用户感到扩大铁素体不锈钢的使用量。法国 SEB 集团每年约使用 15000 吨不锈钢，其中 40%为铁素体不锈钢。铁素体不锈钢的耐蚀性深冲性和抛光都比较理想。但在一些国家还存在排斥铁素体不锈钢的偏见.但是铁素体仍是一种正确的选择.实际上,铁素体不锈钢的磁性是制造电磁炉用不锈钢的基本条件。由于对镍的用量减少，使之具备了很优势的价格竞争能力。铁素体系列比较利于回收利用，有利于节省地球资源。本田贸易公司 2010
3、年去太钢公司考察,对铁素体不锈钢的使用性能非常满意,并与太钢达成了协议,并且在产品设计中明确提出使用太钢不锈的铁素体不锈钢材料。二铁素体不锈钢的发展史在寻找已有的铁素体不锈钢方面资料，虽然铁素体不锈钢的使用已有 100年历史，但专门对铁素体不锈钢的资料却很少。由于镍价的波动性，造成对不锈钢用户影响非常大。1999 年至 2007 年，铝铜锌和镍等价格一路攀升，高的镍价及其频繁波动使不锈钢企业和用户受很大影响。镍是常规奥氏体不锈钢300 系列的重要组成元素。铁素体不锈钢不含镍，主要元素为铬和铁。三铁素体不锈钢的应用领域合理搭配利用铁素体不锈钢，其价格成本优势和优良的性能是用户所首选。经了解其应用
4、领域非常广泛，将了解的情况统计如下：应用范围 零部件名称 应用范围 零部件名称汽车摩托车方面 排气系统包括金属载体建筑和结构 铁窗铰链扣件、排水系统烟囱、外部隔热构件屋顶钢结构、装潢装饰、过滤器、制动圆盘热动开关、浆轮民用建筑 天桥吸音板钢架结构桥梁、隧道内壁、防风雨栏站台屏蔽门电线杆发电站等应用范围 零部件名称 应用范围 零部件名称幕墙、电梯、城市设施大楼幕墙、电梯面板扶梯台阶、路灯邮政信箱等食品商用设备 面包烤箱、燃气厨具、燃气炉、咖啡机、餐厅推车吊柜等家庭办公 家用厨具燃气炉、微波炉烧烤炉、炒菜锅、高压锅、洗碗机等工业 大坝泄洪管、燃烧器、锅炉、热交换器、太阳能热水器运输 长途客车底架、
5、集装箱等用作框架面板通过以上统计，可知铁素体不锈钢应用行业非常广泛。四、铁素体不锈钢的分类第 1 类（409 或 410L 型 420） ，Cr 含量在 10-14%,这类钢在所有不锈钢中铬含量最低,因而最便宜.适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及云寻有局部轻微生锈的环境下使用。409 型起初专门为汽车排气系统所设计。410 型用于容器和一些外框。第 2 类 430 型 Cr 含量在 14-18%,是一种使用最广泛的铁素体不锈钢，含有较高的铬，具有较好的耐蚀性，其多数性能与 304 类似。在某些领域可代替304，一般在室内具有足够的耐蚀性。第 3 类包括 430Ti439441 等,与第 2 类相比,具
6、有良好的焊接性和成形性,多数情况下其性甚至能优于 304。用于汽车排气系统比 409 寿命长。第 4 类包括 434436444 等,这类钢通过添加钼增加了耐蚀性,其耐蚀性与316 相当。第 5 类包括 446445447 等,这类钢的耐蚀性和抗氧化性优于 316,典型用于沿海和其它高耐蚀环境,JIS447 与金属钛相当。五、铁素体不锈钢应用性能调查铁素体不锈钢的特殊性:1.磁性 2.热膨胀率低 3.高温抗氧化性好 4.热传导率高 5.具有良好的蠕变能力 6 比奥氏体钢易于切削和加工 7.形变回复倾向比奥氏体不锈钢小 8.无应力腐蚀断裂倾向铁素体不锈钢系列的使用区分情况如下：各种性能情况分析:
7、1. 磁性分析广泛存在的一个对铁素体不锈钢的误解是因为铁素体不锈钢有磁性,所以这类不锈钢不是真正的不锈钢,回想碳钢一样会生锈,这是没有道理的。一些不锈钢有磁性而一些不锈钢没有磁性真正原因是它们之间的原子结构低铬系中铬系410C0.15409LC0.03430C:0.06-0.15410S C0.08410LR410DBT409LC0.03436L439C0.03444C0.03一般用途一般用途用于汽车排气管部件用于排气管汽车装饰用于排气管热水器用于容器外壳用于耐热部件用于摩托车刹车盘不同。耐蚀性与原子结构无关而是与一种化学成分有关,即有特定的铬含量.而磁性与抗蚀性没有关系。2. 耐蚀性分析从某
8、种程度上来讲,所有钢都有发生腐蚀的倾向,然而不锈钢是由于其含铬比碳钢具有耐蚀性,但人们认为耐蚀的原因是镍,但镍是不锈钢获得耐蚀性的主要成份。不锈钢在使用过程中通常不需要维护,但某些时候为延长寿命去除沉淀物是必要的。根据铁素体和奥氏体不锈钢从经验和专业的角度进行了多方面的比较,并与 ISSF(不锈钢论坛专家沟通), 认为使用 304 材料可以满足耐蚀性,铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢可以看作不锈钢家族的两个可互换成员,虽然只有含钼的的铁素体不锈钢比 304 具有更优异的耐局部腐蚀点性能,其余铁素体耐蚀性能低于304,但仍具有很好的耐点蚀性.409 低于 430 性能,430 与 304PRE 指数相
9、当.一定条件下 304 性能优于 409 材料.因此国外欧美市场欧三产品中仍在使用 304 材料.。第 1 类铁素体不锈钢最适合用于一些温和的环境条件。第 2 类铁素体不锈钢在一些温和的环境条件下更耐蚀，甚至包括与水间歇接触的一些环境条件。第 3 类铁素体不锈钢更适用环境与第 2 类不锈钢类似，但更容易进行焊接加工。第 4 类铁素体不锈钢比 304 不锈钢比 304 不锈钢耐蚀性优异，其使用范围更为广泛。第 5 类铁素体不锈钢，含有非常高的铬，例如含有 29%左右，一级 4%钼，在海水中耐蚀性与钛金属相当。3.抗氧化性高温氧化是发生在 500氧化条件下的干腐蚀，不锈钢被加热时，其中的铬生成了保
10、护性的氧化铬膜，进而延迟了进一步氧化。膜的膨胀系数比金属基体的系数低，冷却时，膜可以剥落开裂。铁素体不锈钢的热膨胀系数小,比奥氏体不锈钢更适用于高温氧化环境,因而非常适用于加热系统燃烧系统或排气系统.4 力学及物理性能力学性能通常以强度、硬度、韧性、延展性（塑性）判断，430 有一定的局限性，但表现也可以，目前在消声器的护罩中 KWWW 和 K03G 中使用,效果良好,比普通碳钢电镀成本降低,外观效果还比较理想。通过实践表明铁素体不锈钢具有高的屈服强度，具有良好的延伸性和塑性。其物理性能材料导热导电及胀缩性均与碳钢相似，其热膨胀系数低于奥氏体不锈钢，铁素体不锈钢加热时不易变形。铁素体不锈钢在复
11、杂成型后不影响耐蚀性耐热性及装饰性,虽然奥氏体不锈钢的总体拉深性能好于铁素体不锈钢,但含钛的铁素体不锈钢也同样具有良好的拉伸性能。从总体来讲奥氏体不锈钢要好于铁素体不锈钢，但铁素体不锈钢的成本优势可增加效益。考虑到深冲和回弹问题，铁素体不锈钢要优于奥氏体不锈钢，这在消声器网孔管的加工中最为明显。5.铁素体不锈钢的连结性可以通过机械连接、粘结、软硬钎焊、焊接等方式。目前我司通常用焊接方式，可以采用电弧焊、电阻焊、电子束焊激光焊、摩擦焊等，焊接时需考虑高匹配的填充金属，使用时填充金属的 Cr、Mo、 Nb 合金金属含量要高于其母材金属的含量,也可使用奥氏体填充金属,其金属的合金含量要高于母材,这在
12、金属载体的焊接中表现明显。同时焊接时保护气体要要尽量使用 Ar 气或混合气体，目前我司采用 CO2 焊接产生氢脆的问题经常存在，对耐蚀性和金属的致密性有影响。同时焊接时还会出现高温下形成相和晶粒粗化，但通过实践表明可以通过退火减少热输入和在 600或 800加并快速冷却及在 600- 700长时加热消除马氏体等方法分别对应各种出现的敏化态晶粒粗大脆化马氏体相脆化等问题。通过学习和调查，进一步懂得了铁素体不锈钢的更多知识,明白了为什么在消声器中使用不同不锈钢的机理,同时收集全了铁素体不锈钢系列的化学成分及力学性能的相关标准;本着降低成本和实用方面及对环境保护方面的考虑 ,设计人员可以选择使用不同类型的不锈钢。摩托车配件公司史建虎
