JFE443CT铁素体系不锈钢的特性和用途.doc

JFE443CT铁素体系不锈钢的特性和用途JFE开发了高耐蚀性铁素体系不锈钢JFE443CT用以代替SUS304。开发钢与SUS304有同等的耐蚀性，且因不加Ni、Mo元素而不受其价格波动的影响。作为SUS304的替代品，开发钢已被广泛应用于厨房用品、建材建具、电气设备、汽车等领域。 　　前言 　　一般用途的不锈钢，是指以SUS304（18Cr-8Ni）为代表的奥氏体系不锈钢，也称镍系不锈钢、或SUS430（16Cr）为代表的铁素体系不锈钢，也称铬系不锈钢。在家庭用品和家电领域，从经济性的角度考虑多采用SUS430；在汽车领域，开发了多种用途的新钢种，使用的大多为铁素体系不锈钢。而在建材及产业机械等领域，要求钢具有良好的耐蚀性、加工性和焊接性，且通用性高，从长年使用的结果来看，主要使用SUS304。 　　SUS304钢虽然性能优良，但其主要原料镍是稀缺金属，其售价波动剧烈，因此JFE开发了代替SUS304的铁素体系不锈钢JFE443CT（21Cr-0.4Cu-0.3Ti）。该开发钢有以下特点： 　　（1） 具有与SUS304同等优良的耐蚀性； 　　（2） 因不加Ni、Mo而不受其价格波动的影响； 　　（3） 具有与原来铁素体系不锈钢同等以上的成形性。 　　由于开发钢的特性与SUS304有很大不同，故准确把握其特征来确定用途和利用技术是很重要的。本文概要介绍了开发钢的特性及代表性用途。 　　1. JFE443CT的特性 　　1.1基本特性 　　JFE443CT钢的化学成分如表1所示。 表1：JFE443CT的代表性化学成分，％ 钢种 C Cr Ni Cu Ti Nb N JFE443CT 0.01 21 – 0.4 0.3 – 0.01 SUS430 0.04 16 - - - - 0.04 SUS304 0.05 18 8 - - - 0.03 　　由表中数据可知，开发钢在将Cr含量提高到21％的同时，还加入了0.4%的Cu，从而确保与SUS304有同等的耐蚀性；而且，因作为稳定化元素而加入了0.3%的Ti，将钢中残余的C，N转变成了无害化的Ti（C，N），即碳氮化钛，从而提高了焊接部位的耐蚀性和加工性。 JFE443CT的力学特性如表2所示。表中的r值（即兰克福特值）是在使钢板产生应变时，板宽方向的对数应变与板厚方向对数应变之比（简称钢板的塑性应变比）。此值越大，钢板的深冲性能就越优良。较之SUS304，开发钢是软质的，故r值高，加工性优良。另外，较之SUS304，虽然开发钢的延伸率较低（前者为60％而后者为31％），凸肚加工性较差，但因其r值高，故深冲性能优良。因此，采用开发钢成形时，宜进行深冲而不宜采用凸肚工艺。 表2 ：JFE443CT的力学特性（代表值） 钢种 0.2%屈服强度，MPa 拉伸强度，MPa 延伸率，％ 平均r值 JFE443CT 305 483 31 1.3 SUS430 320 490 29 1.0 SUS304 260 645 60 1.0 开发钢与SUS430一样有磁性，且比SUS304的热胀系数小，导热性优良，其物理特性如表3所示。 表3：JFE443CT的物理特性（代表值） 钢种 磁性 在25℃的比热，J/（kg·℃） 在100℃的导热系数，W/（m·℃） 热膨胀系数,10-6/℃ 20～100℃ 20～600℃ JFE443CT 有磁性 440 22.5 10.5 11.6 SUS430 有磁性 460 26.1 10.4 12.0 SUS304 无磁性 500 16.2 17.3 18.7 　　1.2焊接性 　　开发钢在降低钢中杂质元素C和N的同时，因添加了稳定化元素Ti，故焊接部具有优良的耐蚀性和力学特性。 　　根据JASO（日本汽车标准协会）M609-91的规定，对JFE443CT、SUS304和SUS430的TIG（W极惰气保护电弧焊）焊接部分别进行了盐干湿复合交替腐蚀试验。1个周期的试验过程为：盐水喷雾（5％NaCl水溶液、35℃、2h）→干燥（60℃、相对湿度20％～30％、4h）→湿润（50℃、相对湿度95％以上、2h）。 　　观察经上述腐蚀试验后试样的图片可知，在SUS430钢上，因焊接时的加热、冷却，钢中的C、N变成（C，N）化物析出于晶界上，致使晶界因缺Cr而敏化，故焊接部位生锈；反之，在JFE443CT和SUS304上，焊接部都显示了良好的耐蚀性。其中的开发钢正如前所述，是在降低钢中C、N含量的同时，还用加0.3％的Ti对残余的C、N进行了稳定化的无害化处理，从而防止了焊接部的敏化，提高了该部位的耐蚀性。 　　为了确保良好的力学特性和耐蚀性，对于开发钢的焊接须注意以下几点。 　　（1） 不同种类不锈钢之间的焊接：若将开发钢与SUS304