Ferritiese vlekvrye staal verwys na vlekvrye staal met liggaamsgesentreerde kubieke ferriet as die matriksstruktuur by hoë temperatuur en normale temperatuur. Ferritiese vlekvrye staal het yster en chroom as die hoofelemente, bevat gewoonlik nie nikkel nie, en sommige bevat 'n klein hoeveelheid molibdeen, titanium of niobium en ander elemente. Dit het goeie oksidasie weerstand, weerstand teen korrosie en chloried korrosie krake weerstand. Daarbenewens het ferritiese vlekvrye staal ook die eienskappe van groot termiese geleidingsvermoë, klein uitsettingskoëffisiënt, goeie oksidasieweerstand en uitstekende weerstand teen spanning. Dit word meestal gebruik om onderdele te vervaardig wat bestand is teen atmosferiese, waterdamp-, water- en oksidatiewe suurkorrosie. Verteenwoordigende grade van ferritiese vlekvrye staal is: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) volgens ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, volgens EN-standaard ... ens.
Ferritiese vlekvrye staal kan volgens die chroominhoud in lae chroom, medium chroom en hoë chroom verdeel word. Volgens die suiwerheid van die staal, veral die inhoud van koolstof- en stikstof onsuiwerhede, kan dit verdeel word in gewone ferritiese vlekvrye staal en ultra-suiwer ferritiese vlekvrye staal. Gewone ferritiese vlekvrye staal het die nadele van lae temperatuur en kamertemperatuur brosheid, kerf sensitiwiteit, hoë intergranulêre korrosie neiging, en swak sweisbaarheid. Alhoewel hierdie tipe staal vroeër ontwikkel is, is die industriële toepassing daarvan grootliks beperk. Hierdie tekortkominge van gewone ferritiese vlekvrye staal hou verband met die suiwerheid van die staal, veral die hoë inhoud van interstisiële elemente soos koolstof en stikstof in die staal. Solank die koolstof en stikstof in die staal laag genoeg is, kan bogenoemde tekortkominge basies oorkom word.
In vergelyking metaustenitiese vlekvrye staal, ferritiese vlekvrye staal het beter korrosiebestandheid, hittebestandheid en verwerkbaarheid. Aangesien die ferrietfase skaars koolstof kan oplos, het ferriet die kenmerke dat dit sag is en maklik vervorm kan word. Soos martensitiese vlekvrye staal, aangesien die traliestruktuur 'n liggaamsgesentreerde kubieke struktuur is, is dit paramagneties, dus is ferritiese vlekvrye staal magneties. Austenitiese vlekvrye staal is nie-magneties as gevolg van sy gesiggesentreerde kubieke struktuur.
Die prys van ferritiese vlekvrye staal is nie net relatief laag en stabiel nie, maar het ook baie unieke kenmerke en voordele. Dit is bewys dat ferritiese vlekvrye staal 'n baie uitstekende alternatiewe materiaal is.
Gewone ferritiese vlekvrye staal
Sulke staal sluit lae, medium en hoë chroominhoude in. Lae-chroom ferritiese vlekvrye staal bevat ongeveer 11% tot 14% chroom, soos 00Cr12 en 0Cr13Al in China. Amerikaanse AISI 400, 405, 406MF-2. Hierdie tipe staal het goeie taaiheid, plastisiteit, koue vervorming en sweisbaarheid. Omdat staal 'n sekere hoeveelheid chroom en aluminium bevat, het dit goeie oksidasieweerstand en roesweerstand. 405 kan gebruik word as petroleum raffinering toring, tenk voering, stoom turbine lem, hoë temperatuur swael korrosie weerstand toestel, ens. 400 vir huishoudelike en kantoor toestelle, ens. 409 word gebruik vir motor uitlaat demper stelsel toestelle en koue en warm water pype, ens. Medium chroom ferritiese vlekvrye staal, die chroominhoud is 14% tot 19%, soos 1Cr17 en 1Cr17Mo in China. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 in die Verenigde State. Hierdie tipe staal het beter roes- en korrosiebestandheid. Sy werkverhardingskoëffisiënt is klein (n≈2), en dit het goeie dieptrekprestasie, maar sy rekbaarheid is swak. AISI 430 ferritiese vlekvrye staal word gebruik vir argitektoniese versiering, motorversiering, kombuistoerusting, gasbranders en dele van salpetersuur industriële toerusting, ens. AISI 434 word gebruik vir buiteversiering van motors en geboue. 439 word gebruik as 'n slang vir gaswaterverwarmers, steenkool- en gaspypleidings, ens. Hoë chroom ferritiese vlekvrye staal bevat 19% tot 30% chroom, soos Cr18Si2 en Cr25 in China, AISI 442, AISI 443 en AISI 446 in die Verenigde State State. Sulke staalsoorte het goeie oksidasieweerstand. AISI 442 word deurlopend in die atmosfeer gebruik, die boonste limiettemperatuur is 1035°C, en die maksimum temperatuur vir deurlopende gebruik is 980°C. AISI 446 ferritiese vlekvrye staal het beter oksidasieweerstand.
Hoë-suiwer ferritiese vlekvrye steel
Hierdie tipe staal bevat uiters lae koolstof, stikstof; hoë chroom, molibdeen, titanium, niobium en ander elemente. Soos China se 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2. Hierdie tipe staal het goeie meganiese eienskappe (veral taaiheid), sweisbaarheid, interkorrel-korrosiebestandheid, putkorrosieweerstand, spleetkorrosieweerstand en uitstekende spanningskorrosie-kraakweerstand. Byvoorbeeld, 18-2 ferritiese vlekvrye staal het goeie korrosiebestandheid in salpetersuur, asynsuur, NaOH, putkorrosiebestandheid in 3% NaCl en FeCl3 is gelykstaande aan of oorskry 18-8 austenitiese vlekvrye staal, 26CrMo-staal in baie media Korrosiebestandheid , veral in organiese sure, oksiderende sure en sterk alkalië. Dit het goeie putkorrosiebestandheid in sterk chloriedmedium. Geen spanningskorrosie-krake vind plaas in chloried, waterstofsulfied, oormatige swaelsuur en sterk alkali nie. 30Cr-2Mo het hoër weerstand teen putkorrosie en spleetkorrosie, terwyl stres-korrosiebestandheid gehandhaaf word.
Korrosiebestandheid van ferritiese vlekvrye staal
(1) Eenvormige korrosie.
Chroom is die maklikste element om te passiveer. In die atmosferiese omgewing kan die yster-chroom-legering met 'n chroominhoud van meer as 12% self-gepassiveer word. In die oksideermedium kan die chroominhoud gepassiveer word as dit meer as 17% is. In sommige korrosiewe medium kan hoë chroom en molibdeen, nikkel, koper en ander elemente bygevoeg word om goeie korrosiebestandheid te verkry.
(2) Intergranulêre korrosie.
Ferritiese vlekvrye staal, soos austenitiese vlekvrye staal, ly aan interkorrelkorrosie, maar die sensitiseringsbehandeling en hittebehandeling om hierdie korrosie te vermy, is net die teenoorgestelde. Ferritiese vlekvrye staal is geneig tot interkorrel korrosie van vinnige afkoeling bo 925°C, en die toestand (sensitiewe toestand) wat vatbaar is vir interkorrel korrosie kan uitgeskakel word na 'n kort tydperk van tempering by 650-815°C. Die interkorrelkorrosie van ferritiese staal is ook die gevolg van chroomuitputting wat deur karbiedneerslag veroorsaak word. Daarom kan die vermindering van die inhoud van koolstof en stikstof in staal en die byvoeging van elemente soos titanium en niobium die vatbaarheid vir interkorrelkorrosie verminder.
(3) Pitting en spleetkorrosie.
Chroom en molibdeen is die doeltreffendste elemente om die put- en spleetkorrosiebestandheid van vlekvrye staal te verbeter. Soos die chroominhoud toeneem, neem die chroominhoud in die oksiedfilm ook toe, en die chemiese stabiliteit van die film neem toe. Molibdeen word op die aktiewe metaaloppervlak geadsorbeer in die vorm van MoO4, wat die oplossing van die metaal inhibeer, herpassivasie bevorder en die beskadiging van die film voorkom. Daarom het hoë chroom en molibdeen ferritiese vlekvrye staal uitstekende weerstand teen put- en spleetkorrosie.
(4) Weerstand teen spanningskorrosie-krake.
As gevolg van die kenmerke van die organisasiestruktuur, is ferritiese vlekvrye staal korrosiebestand in die medium waar austenitiese vlekvrye staal spanningskorrosie-krake veroorsaak.
Meganiese eienskappe van ferritiese vlekvrye staal
Ferritiese vlekvrye staal kan nie deur hittebehandeling versterk word nie, want daar is geen faseverandering nie. Oor die algemeen word dit gebruik na uitgloeiing by 700-800°C. As gevolg van die soortgelyke atoomgrootte van yster en chroom, is die soliede oplossing versterkende effek klein, die vloeisterkte en treksterkte van ferritiese vlekvrye staal is effens hoër as dié van lae koolstofstaal, en die rekbaarheid is laer as dié van lae koolstofstaal .
1) Kamertemperatuur brosheid van gewone ferritiese vlekvrye staal.
Gewone ferritiese vlekvrye staal is sensitief vir kepe, en die bros oorgangstemperatuur is bo kamertemperatuur behalwe vir lae-chroom ferritiese vlekvrye staal. Hoe hoër die chroominhoud, hoe groter is die koue brosheid. Hierdie koue brosheid hou verband met die interstisiële elemente soos koolstof en stikstof in die staal, en die ultra-suiwer ferritiese staal het 'n baie lae koolstofinhoud in interstisiële elemente soos koolstof en stikstof, sodat dit goeie taaiheid en die bros oorgang kan verkry. temperatuur kan tot onder kamertemperatuur verlaag word.
2) Hoë temperatuur brosheid van gewone ferritiese vlekvrye staal.
Gewone ferritiese vlekvrye staal word verhit tot bo 927°C en dan vinnig afgekoel tot kamertemperatuur, die plastisiteit en taaiheid word aansienlik verminder. Hierdie hoë-temperatuur brosheid hou verband met die vinnige neerslag van koolstof (nitried) verbindings op korrelgrense of ontwrigtings by 'n temperatuur van 427-927 °C. Die vermindering van die koolstof- en stikstofinhoud van die staal (met ultra-suiwer tegnologie) kan hierdie brosheid aansienlik verbeter. Boonop, wanneer die ferritiese staal bo 927°C verhit word, sal die korrelkapasiteit grof word, en sal die growwe korrel die plastisiteit en taaiheid van die staal verswak.
3) Vorming van σ-fase.
Volgens die yster-chroom fasediagram, wanneer dit by 500-800°C gehou word, sal die legering wat 40%-50% chroom bevat 'n enkelfase σ vorm, en die legering wat minder as 20% of meer as 70% chroom bevat sal vorm 'n α+σ-dubbelfasestruktuur. Die vorming van σ-fase sal die rekbaarheid en taaiheid van staal aansienlik verminder. Daarom moet ferritiese vlekvrye staal nie vir 'n lang tyd by 500-800 °C gebruik word nie.
4) Brosheid by 475°C.
Hoë chroom (>15%) ferritiese staal sal sterk bros word wanneer dit by 400-500 °C gehou word. Hierdie soort brosheid neem 'n korter tyd as die neerslag van σ-fase. Byvoorbeeld, wanneer 0.080C-0.4Si-16.9Cr ferritiese vlekvrye staal vir 4 uur by 450°C gehou word, daal die impaktaaiheid by kamertemperatuur amper tot nul. Die mate van brosheid neem toe met die toename in chroominhoud, maar die taaiheid kan na behandeling bo 600 °C herstel word. Brosheid by 475°C is die gevolg van presipitasie van die chroomryke alfafase. Sulke staal moet verhitting naby 475°C vermy.
Postyd: Mei-02-2023