现代铁素体不锈钢

现代铁素体不锈钢是指采用现代不锈钢生产工艺，特别是采用AOD、VOD以及真空炉等精炼技术生产的低碳、氮和超低碳、氮的各类铁素体不锈钢。

目前主要有高纯铁素体不锈钢；超级铁素体不锈钢；低碳、氮，超低碳、氮中铬铁素体不锈钢和低铬铁素体不锈钢等。

在我国不锈钢市场消费结构中，奥氏体所占比例为90%，铁素体仅为10%。在国际上，铁素体所占比例为 23%～25%，其中，美国和日本的铁素体所占比例为40%。

现代铁素体不锈钢已广泛应用于厨房设备、家用电器、建筑装饰、汽车、环保、市政建设等等几乎遍及与人们生活密切相关的各个领域，在汽车、厨房设备等用途中，其产量与消费量还有超过铬镍奥氏体不锈钢的趋势。同时，随着现代铁素体不锈钢的发展，其焊接性及抗蚀性都较普通铁素体类产品有了很大的提高，因而也扩大了其使用领域，特别是在洗衣机内桶、热水器内胆、汽车排气管等产品的生产上还只能使用现代铁素体不锈钢。

400系铁素体不锈钢系指铬含量在11%～30%之间、在高温和室温下钢的基本组织为体心立方晶体结构，在使用状态下以铁素体为主的不锈钢。铁素体不锈钢具有以下的特点和优势：不含贵重金属镍、成本低，称为经济不锈钢；应用前景广阔，可用于家电、汽车、餐厨具、装饰行业；耐应力腐蚀性能优异；加工硬化倾向小，易于冷镦、切削；导热系数高(是奥氏体钢的1.5倍)，非常适用于热交换用途；线膨胀系数小(是奥氏体钢的60%)，适用于热循环的使用条件；导磁性能优异。2100433B

一般可分为普通铁素体不锈钢和高纯铁素体不锈钢两大类。

铁素体不锈钢普通铁素体

此类钢包括低、中、高三种铬含量。低铬铁素体不锈钢，含铬大约为11%～14%，如中国的00Cr12，0Cr13Al。美国的AISI400、405、406MF-2（见表）。此类钢具有良好的韧性，塑性，冷变形性及可焊性。由于钢中含有一定量铬、铝，因此有较好的抗氧化性和不锈性。405可用作石油精炼塔、槽衬里、蒸汽涡轮机叶片、耐高温硫腐蚀装置等。400用作家庭及办公室用具等。409用于汽车排气消音系统装置及冷、温水管等。中铬铁素体不锈钢，铬含量为14%～19%，如中国的1Cr17、1Cr17Mo。美国的AISI429、430、433、434、435、436、439。此类钢有着较好的耐锈性和耐蚀性。其加工硬化系数较小（n≈2），有着良好的深拉性能，但延性较差。430用作建筑装饰、汽车装饰、厨房装备、气体燃烧器及硝酸工业装置的部件等。434用于汽车，建筑的外部装饰。439用作燃气热水器、煤、气管线的软管等。高铬铁素体不锈钢含铬量19%～30%，如 中 国 的 Cr18Si2、Cr25，美国 的AISI442、443、446。此类钢有良好的抗氧化性。442在大气中断续使用，上限温度为1035℃，连续使用最高温度为980℃。446有更好的抗氧化性。

铁素体不锈钢高纯铁素体

此类钢含有极低碳、氮;高铬、钼、钛、铌等元素。如中国的00Cr17Mo、00Cr18Mo2、00Cr26Mol、00Cr30Mo2国外18-2、Cr26Mol、25Cr-5Ni-4Mo-Nb、MoNiT、Al29-4、Al29-4-2。这类钢有良好的力学性能（特别是韧性），焊接性能，耐晶间腐蚀性，耐点蚀、缝隙腐蚀性，优异的耐应力腐蚀破裂性。如18-2在硝酸，醋酸，NaOH中有良好耐蚀性，在3%NaCl和FeCl₃中耐点蚀性相当或超过18-8奥氏体钢，耐SCC性远超过18-8钢。26CrMo钢在许多介质中耐腐蚀，特别是有机酸，氧化性酸，强碱中。在强氯化物介质中有良好的耐点蚀性。在氯化物、硫化氢、过多硫酸及强碱中不产生应力腐蚀开裂。30Cr-2Mo在保持耐应力腐蚀同时具有更高耐点蚀、缝隙腐蚀性。加少量镍的钢，提高在还原性酸中的性能。

铁素体不锈钢因无相变，不能靠热处理强化。一般在700～800℃退火后使用。由于铁铬原子尺寸相差不多固溶强化效果较小，铁素体不锈钢屈服强度、抗拉强度略高于低碳钢，延性则低于低碳钢。

普通铁素体不锈钢易产生脆性：（1）室温脆性。普通铁素体不锈钢对缺口敏感，脆性转变温度除了低铬（如405）外均在室温以上，铬量愈高冷脆性愈大。这种冷脆性与钢中碳、氮等间隙元素有关，而超纯铁素体钢由于碳、氮等间隙元素含碳非常低，可得到良好的韧性，脆性转变温度可降至室温以下。

（2）高温脆化。普通铁素体不锈钢加热到927℃以上后急冷至室温，塑性和韧性显著降低。这种高温脆化与碳（氮）化物在427～927℃温度迅速地在晶界或位错上析出有关。降低钢中碳氮含量（采用超纯技术）可以极大的改善此脆性。此外，铁素体钢加热到927℃以上晶粒容量粗化，粗大晶粒将使钢的塑性，韧性恶化。

（3）σ-相的形成。根据铁-铬相图（见图1），在500～800℃保温，含铬40%～50%合金将形成单一相σ，含铬小于20%或大于70%的合金，将形成α σ双相组织。σ-相形成会显著地降低钢的塑性和韧性。所以此类钢不宜在500～800℃长时间使用。

（4）475℃脆性。高铬（>15%）铁素体钢，在400～500℃保温将强烈脆化。这种脆化所需时间较σ相析出短，例如0.080C-0.4Si-16.9Cr钢在450℃保温4h，室温冲击韧性几乎下降到零。脆化程度随铬含量增加而增加，但在600℃以上处理可恢复韧性。475℃脆化是由于富铬α′相沉淀的结果。此类钢应避免在475℃附近加热。

中文名称

高纯铁素体不锈钢

英文名称

high-purity ferritic stainless steel

定　　义

钢中碳和氮总含量极低的高耐蚀性铁素体不锈钢。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），钢铁材料（三级学科），钢铁材料品种（四级学科）