Keluli tahan karat ferit merujuk kepada keluli tahan karat dengan ferit padu berpusat badan sebagai struktur matriks pada suhu tinggi dan suhu biasa. Keluli tahan karat feritik mempunyai besi dan kromium sebagai unsur utama, secara amnya tidak mengandungi nikel, dan ada yang mengandungi sejumlah kecil molibdenum, titanium atau niobium dan unsur-unsur lain. Ia mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik, rintangan kakisan dan rintangan keretakan kakisan klorida. Di samping itu, keluli tahan karat ferit juga mempunyai ciri-ciri kekonduksian haba yang besar, pekali pengembangan kecil, rintangan pengoksidaan yang baik, dan rintangan kakisan tegasan yang sangat baik. Ia kebanyakannya digunakan untuk mengeluarkan bahagian yang tahan terhadap atmosfera, wap air, air, dan kakisan asid oksidatif. Gred wakil keluli tahan karat ferit ialah: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) mengikut ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, mengikut standard EN...dsb.
Keluli tahan karat feritik boleh dibahagikan kepada kromium rendah, kromium sederhana dan kromium tinggi mengikut kandungan kromium. Mengikut ketulenan keluli, terutamanya kandungan kekotoran karbon dan nitrogen, ia boleh dibahagikan kepada keluli tahan karat ferit biasa dan keluli tahan karat ferit ultra-tulen. Keluli tahan karat ferit biasa mempunyai kelemahan suhu rendah dan kerapuhan suhu bilik, kepekaan takuk, kecenderungan kakisan antara butiran yang tinggi, dan kebolehkimpalan yang lemah. Walaupun keluli jenis ini telah dibangunkan lebih awal, aplikasi industrinya telah sangat terhad. Kekurangan keluli tahan karat ferit biasa ini berkaitan dengan ketulenan keluli, terutamanya kandungan unsur interstisial yang tinggi seperti karbon dan nitrogen dalam keluli. Selagi karbon dan nitrogen dalam keluli cukup rendah, kelemahan di atas pada dasarnya boleh diatasi.
Berbanding dengankeluli tahan karat austenit, keluli tahan karat ferit mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik, rintangan haba dan kebolehprosesan. Oleh kerana fasa ferit sukar melarutkan karbon, ferit mempunyai ciri-ciri lembut dan mudah berubah bentuk. Seperti keluli tahan karat martensit, kerana struktur kekisi adalah struktur padu berpusat badan, ia adalah paramagnet, jadi keluli tahan karat ferit adalah magnet. Keluli tahan karat austenit adalah bukan magnet kerana struktur padu berpusat muka.
Harga keluli tahan karat ferit bukan sahaja agak rendah dan stabil, tetapi juga mempunyai banyak ciri dan kelebihan unik. Telah terbukti bahawa keluli tahan karat ferit adalah bahan alternatif yang sangat Cemerlang.
Keluli tahan karat ferit biasa
Keluli tersebut termasuk kandungan kromium rendah, sederhana dan tinggi. Keluli tahan karat ferit kromium rendah mengandungi kira-kira 11% hingga 14% kromium, seperti 00Cr12 dan 0Cr13Al di China. Amerika AISI 400, 405, 406MF-2. Keluli jenis ini mempunyai keliatan yang baik, keplastikan, ubah bentuk sejuk dan kebolehkimpalan. Kerana keluli mengandungi sejumlah kromium dan aluminium, ia mempunyai rintangan pengoksidaan dan rintangan karat yang baik. 405 boleh digunakan sebagai menara penapisan petroleum, lapisan tangki, bilah turbin stim, peranti tahan kakisan sulfur suhu tinggi, dsb. 400 untuk perkakas rumah dan pejabat, dsb. 409 digunakan untuk peranti sistem peredam ekzos kereta dan paip air sejuk dan suam, dll. Keluli tahan karat ferit kromium sederhana, kandungan kromium adalah 14% hingga 19%, seperti 1Cr17 dan 1Cr17Mo di China. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 di Amerika Syarikat. Keluli jenis ini mempunyai ketahanan karat dan kakisan yang lebih baik. Pekali pengerasan kerjanya kecil (n≈2), dan ia mempunyai prestasi lukisan dalam yang baik, tetapi kemulurannya lemah. Keluli tahan karat ferit AISI 430 digunakan untuk hiasan seni bina, hiasan kereta, peralatan dapur, penunu gas dan bahagian peralatan industri asid nitrik, dll. AISI 434 digunakan untuk hiasan luaran kereta dan bangunan. 439 digunakan sebagai hos untuk pemanas air gas, saluran paip arang batu dan gas, dsb. Keluli tahan karat ferit kromium tinggi mengandungi 19% hingga 30% kromium, seperti Cr18Si2 dan Cr25 di China, AISI 442, AISI 443 dan AISI 446 di United negeri. Keluli sedemikian mempunyai rintangan pengoksidaan yang baik. AISI 442 digunakan secara berterusan di atmosfera, suhu had atas ialah 1035°C, dan suhu maksimum untuk penggunaan berterusan ialah 980°C. Keluli tahan karat ferit AISI 446 mempunyai rintangan pengoksidaan yang lebih baik.
Stee tahan karat ferit ketulenan tinggil
Keluli jenis ini mengandungi karbon yang sangat rendah, nitrogen; kromium tinggi, molibdenum, titanium, niobium dan unsur-unsur lain. Seperti 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2 China. Keluli jenis ini mempunyai sifat mekanikal yang baik (terutama keliatan), kebolehkimpalan, rintangan kakisan antara butiran, rintangan kakisan pitting, rintangan kakisan celah, dan rintangan keretakan kakisan tegasan yang sangat baik. Sebagai contoh, keluli tahan karat ferit 18-2 mempunyai rintangan kakisan yang baik dalam asid nitrik, asid asetik, NaOH, rintangan kakisan pitting dalam 3% NaCl dan FeCl3 adalah bersamaan atau melebihi keluli tahan karat austenit 18-8, keluli 26CrMo dalam banyak media Rintangan kakisan , terutamanya dalam asid organik, asid pengoksidaan, dan alkali kuat. Ia mempunyai rintangan kakisan pitting yang baik dalam medium klorida yang kuat. Tiada keretakan kakisan tegasan berlaku dalam klorida, hidrogen sulfida, asid sulfurik yang berlebihan dan alkali kuat. 30Cr-2Mo mempunyai rintangan yang lebih tinggi terhadap kakisan pitting dan kakisan celah sambil mengekalkan rintangan kakisan tegasan.
Rintangan kakisan keluli tahan karat ferit
(1) Kakisan seragam.
Chromium ialah unsur paling mudah untuk dipasifkan. Dalam persekitaran atmosfera, aloi besi-kromium dengan kandungan kromium lebih daripada 12% boleh dipasifkan sendiri. Dalam medium pengoksidaan, kandungan kromium boleh dipasifkan jika lebih daripada 17%. Dalam beberapa medium menghakis, kromium tinggi dan molibdenum, nikel, tembaga dan unsur-unsur lain boleh ditambah untuk mendapatkan rintangan kakisan yang baik.
(2) Kakisan antara butiran.
Keluli tahan karat ferit, seperti keluli tahan karat austenit, mengalami kakisan antara butiran, tetapi rawatan pemekaan dan rawatan haba untuk mengelakkan kakisan ini adalah sebaliknya. Keluli tahan karat feritik terdedah kepada kakisan antara butiran daripada penyejukan pantas melebihi 925°C, dan keadaan (keadaan tersensitisasi) yang terdedah kepada kakisan antara butiran boleh dihapuskan selepas tempoh yang singkat pembajaan pada 650-815°C. Hakisan antara butiran keluli ferit juga adalah hasil daripada penipisan kromium yang disebabkan oleh pemendakan karbida. Oleh itu, mengurangkan kandungan karbon dan nitrogen dalam keluli dan menambah unsur-unsur seperti titanium dan niobium boleh mengurangkan kerentanan kepada kakisan antara butiran.
(3) Kakisan lubang dan celah.
Kromium dan molibdenum adalah unsur yang paling berkesan untuk meningkatkan rintangan kakisan pitting dan celah keluli tahan karat. Apabila kandungan kromium meningkat, kandungan kromium dalam filem oksida juga meningkat, dan kestabilan kimia filem meningkat. Molibdenum diserap pada permukaan logam aktif dalam bentuk MoO4, yang menghalang pembubaran logam, menggalakkan pemapasian semula, dan menghalang kerosakan filem. Oleh itu, keluli tahan karat ferit kromium dan molibdenum tinggi mempunyai ketahanan yang sangat baik terhadap kakisan pitting dan celah.
(4) Rintangan kepada retak kakisan tegasan.
Disebabkan oleh ciri-ciri struktur organisasi, keluli tahan karat ferit adalah tahan kakisan dalam medium di mana keluli tahan karat austenit menghasilkan keretakan kakisan tegasan.
Sifat mekanikal keluli tahan karat ferit
Keluli tahan karat ferit tidak boleh dikuatkan dengan rawatan haba kerana tiada perubahan fasa. Secara amnya, ia digunakan selepas penyepuhlindapan pada 700-800°C. Oleh kerana saiz atom besi dan kromium yang serupa, kesan pengukuhan larutan pepejal adalah kecil, kekuatan hasil dan kekuatan tegangan keluli tahan karat ferit lebih tinggi sedikit daripada keluli karbon rendah, dan kemuluran lebih rendah daripada keluli karbon rendah. .
1) Kerapuhan suhu bilik keluli tahan karat ferit biasa.
Keluli tahan karat ferit biasa adalah sensitif kepada takuk, dan suhu peralihan rapuh adalah melebihi suhu bilik kecuali keluli tahan karat ferit kromium rendah. Semakin tinggi kandungan kromium, semakin besar kerapuhan sejuk. Kerapuhan sejuk ini berkaitan dengan unsur interstisial seperti karbon dan nitrogen dalam keluli, dan keluli ferit ultra tulen mempunyai kandungan karbon yang sangat rendah dalam unsur interstisial seperti karbon dan nitrogen, jadi ia boleh memperoleh keliatan yang baik, dan peralihan rapuh. suhu boleh diturunkan di bawah suhu bilik.
2) Kerosakan suhu tinggi keluli tahan karat ferit biasa.
Keluli tahan karat ferit biasa dipanaskan hingga melebihi 927°C dan kemudian disejukkan dengan cepat ke suhu bilik, keplastikan dan keliatan berkurangan dengan ketara. Kerosakan suhu tinggi ini berkaitan dengan pemendakan pesat sebatian karbon (nitrida) pada sempadan bijian atau kehelan pada suhu 427-927 °C. Mengurangkan kandungan karbon dan nitrogen keluli (menggunakan teknologi ultra-tulen) boleh meningkatkan kerapuhan ini. Di samping itu, apabila keluli ferit dipanaskan melebihi 927°C, kapasiti butiran akan menjadi kasar, dan butiran kasar akan merosot keplastikan dan keliatan keluli.
3) Pembentukan fasa-σ.
Menurut rajah fasa besi-kromium, apabila disimpan pada 500-800°C, aloi yang mengandungi 40%-50% kromium akan membentuk satu fasa σ, dan aloi yang mengandungi kurang daripada 20% atau lebih daripada 70% kromium akan terbentuk. struktur dwifasa α+σ. Pembentukan fasa-σ akan mengurangkan kemuluran dan keliatan keluli dengan ketara. Oleh itu, keluli tahan karat ferit tidak boleh digunakan untuk masa yang lama pada 500-800 °C.
4) Kerapuhan pada 475°C.
Keluli ferit kromium tinggi (>15%) akan rapuh dengan kuat apabila disimpan pada suhu 400-500 °C. Kerosakan jenis ini mengambil masa yang lebih singkat daripada kerpasan fasa σ. Sebagai contoh, apabila keluli tahan karat ferit 0.080C-0.4Si-16.9Cr disimpan pada 450°C selama 4 jam, keliatan impak suhu bilik hampir menurun kepada sifar. Tahap kerosakkan meningkat dengan peningkatan kandungan kromium, tetapi keliatan boleh dipulihkan selepas rawatan melebihi 600 °C. Kerosakan pada 475°C adalah hasil daripada pemendakan fasa alfa yang kaya dengan kromium. Keluli sedemikian harus mengelakkan pemanasan berhampiran 475°C.
Masa siaran: Mei-02-2023