Ферритная нержавеющая сталь - Ferritic stainless steel
Ферритная нержавеющая сталь [1][2] образует одно из четырех семейств нержавеющей стали, три других - аустенитный, мартенситный и дуплексные нержавеющие стали
История
Ферритный нержавеющая сталь были обнаружены рано, но только в 1980-х годах были созданы условия для их роста:
- Удалось получить очень низкий уровень углерода на сталеплавильное производство сцена.
- Сварной были разработаны сорта.
- Themomechanical обработка решены проблемы «канатной» и «гребневой», приводящие к неоднородной деформации при глубоком Рисование и на текстурированные поверхности.
- Рынки конечных пользователей (например, бытовая техника ) требовали менее дорогих сортов с более стабильной ценой в то время, когда цены на никель.[3] Марки ферритной нержавеющей стали стали привлекательными для некоторых приложений, таких как посуда.[4]
Металлургия
Чтобы считаться нержавеющей сталью, сплавы на основе Fe должны содержать не менее 10,5% Cr.
Фазовая диаграмма железо-хром показывает, что при содержании хрома примерно до 13% сталь претерпевает последовательные превращения при охлаждении из жидкой фазы из ферритной α-фазы в аустенитную γ-фазу и обратно в α. Когда присутствует некоторое количество углерода и если охлаждение происходит быстро, часть аустенита превращается в мартенсит. Закалка / отжиг преобразует мартенситную структуру в феррит и карбиды.
При содержании Cr выше примерно 17% сталь будет иметь ферритную структуру при всех температурах.
При содержании выше 25% Cr фаза сигма может проявляться в течение относительно длительного времени при температуре и вызывать охрупчивание при комнатной температуре.
Химический состав нескольких марок (основные легирующие элементы)
| AISI / ASTM | EN | Масса % | |
|---|---|---|---|
| Cr | Прочие элементы | ||
| 405 | 1.4000 | 12.0 - 14.0 | - |
| 409L | 1.4512 | 10.5 - 12.5 | 6 (C + N) |
| 410L | 1.4003 | 10.5 - 12.5 | 0,3 |
| 430 | 1.4016 | 16.0 - 18.0 | - |
| 439 | 1.4510 | 16.0 - 18.0 | 0,15 + 4 (C + N) |
| 430Ti | 1.4511 | 16.0 -18.0 | Ti: 0,6 |
| 441 | 1.4509 | 17.5 - 18.5 | 0,1 |
| 434 | 1.4113 | 16.0 - 18.0 | 0,9 <Мо <1,4 |
| 436 | 1.4513 | 16.0 - 18.0 | 0,9 <Мо <1,4 0,3 |
| 444 | 1.4521 | 17.0 - 20.0 | 1,8 <Мо <2,5 0,15 + 4 (C + N) |
| 447 | 1.4592 | 28 - 30.0 | 3,5 <Пн <4,5 0,15 + 4 (C + N) |
Устойчивость к коррозии
Стойкость к питтинговой коррозии нержавеющих сталей оценивается эквивалентным числом PREN.
PREN =% Cr + 3,3% Mo + 16% N, где термины соответствуют содержанию хрома, молибдена и азота в массе в% соответственно в стали.
Никель не играет роли в стойкости к питтинговой коррозии, поэтому ферритные нержавеющие стали могут быть такими же стойкими к этой форме коррозии, как и аустентитные марки.
Кроме того, ферритные сорта очень устойчивы к коррозионному растрескиванию под напряжением (SCC).
Физические свойства
Ферритные нержавеющие стали магнитные
| AISI / ASTM | Плотность г / см3 | Электрические Сопротивление мкОм.м | Термический Электропроводность при 20 ° C Вт / (м. ° K) | Удельная теплоемкость 0 - 100 ° С Дж / (кг. ° K) | Тематическое расширение 0 - 600 ° С 10−6/ ° К | Модуль для младших ГПа |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 409 / 410 | 7.7 | 0.58 | 25 | 460 | 12 | 220 |
| 430 | 7.7 | 0.60 | 25 | 460 | 11.5 | 220 |
| 430Ti / 439/441 | 7.7 | 0.60 | 25 | 460 | 11.5 | 220 |
| 434 / 436 / 444 | 7.7 | 0.60 | 23 | 460 | 11.5 | 220 |
| 447 | 7.7 | 0.62 | 17 | 460 | 11 | 220 |
По сравнению с аустенитной нержавеющей сталью они обладают лучшей теплопроводностью, что является плюсом для таких применений, как теплообменники.
Коэффициент теплового расширения, близкий к таковому у углеродистой стали, облегчает сварку углеродистых сталей.
Механические свойства
| ASTM A240 | EN 10088-2 | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| UTS МПа, мин | 0,2% доходности Стресс МПа, мин | Удлинение %, мин. | UTS МПа | 0,2% доходности Стресс МПа, мин | Удлинение %, мин | ||
| 409 | 390 | 170 | 20 | 1.4512 | 380 - 560 | 220 | 25 |
| 410 | 415 | 205 | 20 | 1.4003 | 450 - 650 | 320 | 20 |
| 430 | 450 | 205 | 22 | 1.4016 | 450 - 600 | 280 | 18 |
| 439 | 415 | 205 | 22 | 1.4510 | 420 - 600 | 240 | 23 |
| 441 | 415 | 205 | 22 | 1.4509 | 430 - 630 | 250 | 18 |
| 434 | 450 | 240 | 22 | 1.4113 | 450 - 630 | 280 | 18 |
| 436 | 450 | 240 | 22 | 1.4526 | 480 -560 | 300 | 25 |
| 444 | 415 | 275 | 20 | 1.4521 | 420 - 640 | 320 | 20 |
Приложения
- Недорогая посуда или посуда недавнего производства
- бытовая техника
- Солнечные обогреватели
- Крючки для шифера
- Монеты
Рекомендации
- ^ P Lacombe, B Baroux G. Beranger редакторы (1990). Les Aciers Inoxydables. Les éditions de Physique. С. Chaoters 14 и 15. ISBN 2-86883-142-7.
- ^ «Ферритный раствор». 2007. ISBN 2-930069-51-1.
- ^ Charles, J .; Mithieux, J.D .; Santacreu, P .; Пеге, Л. (2009). «Ферритное семейство: подходящий ответ на нестабильность никеля?». Revue de métallurgie. 106: 124–139.
- ^ Рончи, Гаэтано (2012). «Нержавеющая сталь для дома». Металлический бюллетень.