铁素体不锈钢一般指含铬量在11%~30%,晶体结构为体心立方晶格的铁基合金。有的除铬元素外还添加其他形成和稳定铁素体组织的合金元素,如钼、铝、钛等。铁素体不锈钢含碳量都比较低,小于或等于0.12%,但铸造的铁素体不锈钢ZGCr28 的含碳量较高,达0.50%~1.00%。
一、铁素体不锈钢常见类型
铁素体不锈钢按含铬量的不同,习惯上分为三个类型。
1. 低铬铁素体不锈钢
含铬量11%~14%的钢称低铬铁素体不锈钢。其中有的加入铝元素,常见牌号有00Cr12、0Cr13Al。目前,我国标准中的低铬铁素体不锈钢品种较少,主要用于棒材和板材生产中。
2. 中铬铁素体不锈钢
含铬量大于14%~19%的钢称中铬铁素体不锈钢,有的还加入钼元素。中铬铁素体不锈钢品种、牌号比较多,用于棒材、锻件、板材等的生产,也用于铸件的生产。常见中铬铁素体不锈钢牌号有 1Cr17、Y1Cr17、1Cr17Mo、00Cr18Mo2、ZG1Cr17等。
3. 高铬铁素体不锈钢
含铬量大于19%~30%的钢称高铬铁素体不锈钢,有的还加入钼、氮等合金元素,有些板材中还加入钛、铌等元素。高铬铁素体不锈钢也广泛用于棒材、锻件、板材及铸件的生产。常见的高铬铁素体不锈钢牌号有00Cr27Mo、00Cr30Mo2、ZGCr28等。其中,00Cr27Mo、00Cr30Mo2因含碳量低于0.01%,所以要严格控制含氮量,而且硅、锰、硫、磷(P)等要低于中铬、低铬铁素体不锈钢,故又称其为高纯高铬铁素体不锈钢。
二、铁素体不锈钢的特点及应用
铬是铁素体不锈钢的主要元素,它决定了钢的组织和特性,对钢的力学性能和耐腐蚀性能产生较大影响。见图2-1。
铁素体不锈钢的组织是铁素体,这就决定了其力学性能的特点是强度较低,有一定的塑性和韧性。铬元素含量的多少主要对钢的韧性产生的影响较大。铁素体不锈钢不能用热处理方法调整力学性能,因此,在使用上受到一定的限制。
铬含量的增加能提高铁素体不锈钢的耐腐蚀能力。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。其在含有氯化物介质中的抗应力腐蚀开裂能力是突出特点之一,比铬-镍奥氏体不锈钢还优秀,但当出现点腐蚀和晶间腐蚀,则会引发应力腐蚀开裂。铁素体不锈钢对晶间腐蚀、点腐蚀、缝隙腐蚀都很敏感,但在降低碳的含量,添加钼元素后会得到改善。
铁素体不锈钢广泛应用于硝酸、硝铵、维尼纶生产中的吸收塔、换热器、贮罐以及阀门、泵等零件中。其强度不太高,韧性较差,应尽量不用于较高压力的容器制造。