早在20世纪50年代人们就已经知道,铁素体不锈钢通过充分减少C、N含量来获得优良的耐蚀性、焊接性、加工性及韧性。工业上出现的低C、N高耐蚀性铁素体不锈钢,是1969年美国利用电子溶解法制造的26Cr-1Mo-0.01(C+N)钢(E-Brite 26-1),该钢也曾被介绍到日本来。那之后,作为比26Cr-1Mo钢的耐点腐蚀性、耐缝隙腐蚀性更好的铁素体不锈钢,德国开发了28Cr-2Mo钢,美国开发了29Cr-4Mo钢;在日本国内也采用真空诱导炉溶解制造出了30Cr-2Mo钢(SHOMAC 30-2).
此后,日本国内的各个不锈钢制造厂家都开始采用VOD法或AOD法生产高纯度铁素体不锈钢,即低C、N含量的17Cr、17Cr-1Mo、18Cr-2Mo钢等。但是,与奥氏体不锈钢相比,铁素体不锈钢中的C、N元素的固溶度极低,所以晶界中容易有碳化物、氮化物析出,晶界的耐腐蚀性容易降低,因此为了确保充足的耐蚀能力,如图8.12所示不仅要降低C、N元素的含量,还有必要添加Nb、Ti等稳定化元素。
在高纯度铁素体不锈钢中,18Cr-2Mo钢的耐应力腐蚀断裂性优良,且耐锈性、耐缝隙腐蚀性也优于SUS304钢,所以它作为可被广泛应用的SUS304钢的替代钢种备受关注。该钢在20世纪70年代后半期多用于盛行的太阳能热水器制造方面,后来进一步扩展到各种水处理器的制造上。1981年,高纯度铁素体系的17Cr(SUS430LX)、17Cr-1Mo(SUS436L)、18Cr-2Mo(SUS444)、26Cr-1Mo(SUS447J1)、30Cr-2Mo(SUSXM27),与低碳的13Cr 钢(SUS410L)一同被JIS采用。
另一方面,在欧洲开发出了29Cr-4Mo-2Ni钢、26Cr-3Mo-2Ni钢等高耐蚀铁素体不锈钢,这些不锈钢中的Mo、Cr含量增多,而且为了增强韧性,添加了镍元素。在美国,这些钢种也适用于处理海水的热交换器等装置,但在日本却不太受人关注。说到日本国内的高耐蚀铁素体不锈钢,最近在海边地区的人们逐渐转为关注具有耐大气腐蚀能力的高Cr-Mo钢种,正如第5章的表5.2和表5.3中所列,以Fe-20~22Cr-0.5~2Mo为主要成分的不锈钢被各厂家开发出来,并在1999年被JIS钢种所采用。除此之外,Cr和Mo含量更高的24Cr-2Mo-Nb钢(R24-2)、28Cr-3.5Mo-0.2Nb钢(NTKU-20)等钢种也被研制出来,用于海滨地区的房顶、外部装饰等方面。