铁素体不锈钢是指铬含量11%~30%,具有体心立方体晶体结构,在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢铁素体不锈钢耐蚀性方面的主要特点是耐氯化物应力腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀性能优良。铁素体不锈钢的强度高,而冷加工硬化倾向低,导热系数为奥氏体不锈钢的30%~50%,线膨胀系数仅为铬镍奥氏体不锈钢的60%~70%。但铁素体不锈钢(特别是含量大于16%的铁素体不锈钢)存在一些缺点和不足,突出地表现在它们的室温、低温韧性差,缺口敏感性高,对晶间腐蚀比较敏感,而且这些缺点随铁素体不锈钢截面尺寸的增加和焊接热循环的作用更加强烈地显示出来。


 铁素体不锈钢一般不含镍,或者有的仅含少量的钛、铌或锰等元素,所以价格较铬-镍奥氏体不锈钢低廉。虽然铁素体不锈钢能够节省大量的镍,并且还有优良的局部抗腐蚀性能等诸多优点,但是自问世近70多年来,与奥氏体不锈钢相比,其用途是非常有限,产量也比较低。


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 这是由于为了货到铁素体组织,必须尽量减少奥氏体形成元素,增加铁素体形成元素。故一般铁素体不锈钢碳含量较低,铬含量较高。这就决定了其力学性能的特点是强度较低,韧性较差,应尽量不用于高压力的容器制造。铁素体不锈钢主要适用于氧化性介质,在还原性介质中耐腐蚀性差,当出现腐蚀和晶间腐蚀,则会引发应力腐蚀开裂。铁素体不锈钢广泛应用与硝酸、硝铵、维尼纶生产中的吸收塔、换热器、储罐以及阀门、泵等零件中。


 进几十年的研究发现,铁素体不锈钢的室温、低温韧性差,缺口敏感性高,主要原因是碳、氮等间隙元素的存在。20世纪70年代以来,随着不锈钢精炼技术的发展,AOD、VOD、(包括SS-VOD,即强烈搅拌的VOD工艺)、真空冶炼和连续电子束炉冶炼等工艺的出现,已能使钢中碳、氮含量控制得很低,高纯铁素体不锈钢和超高纯铁素体不锈钢的生产也变为了可能,使该类不锈钢的上述缺点和不足得到了一定程度的克服。而且通过近些年的努力,科研人员进一步发展了许多新的可焊性能好,加工性能优良的铁素体不锈钢,这一切都为铁素体不锈钢在耐苛刻介质腐蚀、耐氯化物腐蚀的点腐蚀和缝隙腐蚀等应用、方面的大量推广奠定了良好的基础。


 至今对高纯铁素体不锈钢和超高纯铁素体不锈钢的界限和分类方法还有统一的说法。最有代表性的是:把碳加氮的总含量大于0.05%的铁素体不锈钢称为普通铁素体不锈钢; 把碳加氮的总含量小于0.05%的铁素体不锈钢称为高纯铁素体不锈钢;把碳加氮的总含量小于0.015%的铁素体不锈钢称为超高纯铁素体不锈钢。也有人把碳加氮的总含量小于0.015%的铁素体不锈钢称为高纯铁素体不锈钢;把碳加氮的总含量小于0.015%,且高铬、锰含量的铁素体不锈钢称为超高纯铁素体不锈钢,前一种说法为多数人接受。


 高纯铁素体不锈钢韧性大大提高,脆性转变温度可达-40℃~-60℃,耐腐蚀性能也有大的提高;超过纯铁素体不锈钢耐腐蚀性能更是得到了很大提高。碳加氮的总含量即使很低,仍有不足,为了防止铁素体不锈钢的晶间腐蚀,钢中碳加氮的总含量应小于0.005%~0.007%,显然,在工业生产条件下是相当困难的,即使能达到,成分也非常高。