Ferritisch roestvrij staal verwijst naar roestvrij staal met op het lichaam gecentreerd kubisch ferriet als matrixstructuur bij hoge en normale temperaturen. Ferritisch roestvrij staal heeft ijzer en chroom als de belangrijkste elementen, bevat over het algemeen geen nikkel en sommige bevatten een kleine hoeveelheid molybdeen, titanium of niobium en andere elementen. Het heeft een goede oxidatieweerstand, corrosieweerstand en scheurweerstand tegen chloridecorrosie. Bovendien heeft ferritisch roestvrij staal ook de kenmerken van een grote thermische geleidbaarheid, een kleine uitzettingscoëfficiënt, een goede oxidatieweerstand en een uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie. Het wordt meestal gebruikt om onderdelen te vervaardigen die bestand zijn tegen atmosferische, waterdamp-, water- en oxidatieve zuurcorrosie. Representatieve kwaliteiten ferritisch roestvrij staal zijn: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) volgens ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, volgens EN-norm...enz.
Ferritisch roestvrij staal kan afhankelijk van het chroomgehalte worden onderverdeeld in laag chroom, medium chroom en hoog chroom. Afhankelijk van de zuiverheid van het staal, vooral het gehalte aan koolstof- en stikstofverontreinigingen, kan het worden onderverdeeld in gewoon ferritisch roestvrij staal en ultrazuiver ferritisch roestvrij staal. Gewoon ferritisch roestvrij staal heeft de nadelen van broosheid bij lage temperatuur en kamertemperatuur, kerfgevoeligheid, hoge neiging tot intergranulaire corrosie en slechte lasbaarheid. Hoewel dit type staal al eerder werd ontwikkeld, is de industriële toepassing ervan sterk beperkt. Deze tekortkomingen van gewoon ferritisch roestvrij staal houden verband met de zuiverheid van het staal, vooral het hoge gehalte aan interstitiële elementen zoals koolstof en stikstof in het staal. Zolang het koolstof- en stikstofgehalte in het staal laag genoeg zijn, kunnen bovengenoemde tekortkomingen in principe worden overwonnen.
Vergeleken metaustenitisch roestvrij staalFerritisch roestvrij staal heeft een betere corrosieweerstand, hittebestendigheid en verwerkbaarheid. Omdat de ferrietfase nauwelijks koolstof kan oplossen, heeft ferriet de kenmerken dat het zacht en gemakkelijk te vervormen is. Omdat de roosterstructuur, net als martensitisch roestvrij staal, een kubusvormige structuur in het lichaam is, is deze paramagnetisch, dus ferritisch roestvrij staal is magnetisch. Austenitisch roestvrij staal is niet-magnetisch vanwege de kubusvormige structuur in het midden van het oppervlak.
De prijs van ferritisch roestvast staal is niet alleen relatief laag en stabiel, maar kent ook veel unieke eigenschappen en voordelen. Het is bewezen dat ferritisch roestvrij staal een zeer uitstekend alternatief materiaal is.
Gewoon ferritisch roestvrij staal
Dergelijke staalsoorten omvatten lage, gemiddelde en hoge chroomgehalten. Ferritisch roestvrij staal met een laag chroomgehalte bevat ongeveer 11% tot 14% chroom, zoals 00Cr12 en 0Cr13Al in China. Amerikaanse AISI 400, 405, 406MF-2. Dit type staal heeft een goede taaiheid, plasticiteit, koude vervorming en lasbaarheid. Omdat staal een bepaalde hoeveelheid chroom en aluminium bevat, heeft het een goede oxidatieweerstand en roestbestendigheid. 405 kan worden gebruikt als aardolieraffinagetoren, tankbekleding, stoomturbineblad, zwavelcorrosiebestendig apparaat op hoge temperatuur, enz. 400 voor huishoudelijke en kantoorapparatuur, enz. 409 wordt gebruikt voor apparaten voor uitlaatdempersystemen voor auto's en koud- en warmwaterleidingen, enz. Medium chroom ferritisch roestvrij staal, het chroomgehalte is 14% tot 19%, zoals 1Cr17 en 1Cr17Mo in China. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 in de Verenigde Staten. Deze staalsoort heeft een betere roest- en corrosiebestendigheid. De verhardingscoëfficiënt is klein (n≈2) en heeft goede dieptrekprestaties, maar de ductiliteit is slecht. AISI 430 ferritisch roestvrij staal wordt gebruikt voor architectonische decoratie, auto-decoratie, keukenapparatuur, gasbranders en onderdelen van industriële apparatuur met salpeterzuur, enz. AISI 434 wordt gebruikt voor de buitendecoratie van auto's en gebouwen. 439 wordt gebruikt als slang voor gasboilers, kolen- en gaspijpleidingen, enz. Ferritisch roestvrij staal met een hoog chroomgehalte bevat 19% tot 30% chroom, zoals Cr18Si2 en Cr25 in China, AISI 442, AISI 443 en AISI 446 in de Verenigde Staten. Staten. Dergelijke staalsoorten hebben een goede oxidatieweerstand. AISI 442 wordt continu in de atmosfeer gebruikt, de bovengrenstemperatuur is 1035°C en de maximale temperatuur voor continu gebruik is 980°C. AISI 446 ferritisch roestvrij staal heeft een betere oxidatieweerstand.
Zeer zuiver ferritisch roestvrij staall
Dit type staal bevat extreem laag koolstofgehalte, stikstof; hoog chroom, molybdeen, titanium, niobium en andere elementen. Zoals de Chinese 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2. Dit type staal heeft goede mechanische eigenschappen (vooral taaiheid), lasbaarheid, weerstand tegen intergranulaire corrosie, weerstand tegen putcorrosie, weerstand tegen spleetcorrosie en uitstekende weerstand tegen spanningscorrosie. 18-2 ferritisch roestvrij staal heeft bijvoorbeeld een goede corrosieweerstand in salpeterzuur, azijnzuur, NaOH, putcorrosieweerstand in 3% NaCl en FeCl3 is gelijk aan of groter dan 18-8 austenitisch roestvrij staal, 26CrMo-staal in veel media. Corrosieweerstand , vooral in organische zuren, oxiderende zuren en sterke basen. Het heeft een goede weerstand tegen putcorrosie in sterk chloridemedium. Er treden geen spanningscorrosiescheuren op in chloride, waterstofsulfide, overmatig zwavelzuur en sterke alkaliën. 30Cr-2Mo heeft een hogere weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie, terwijl de weerstand tegen spanningscorrosie behouden blijft.
Corrosiebestendigheid van ferritisch roestvrij staal
(1) Uniforme corrosie.
Chroom is het gemakkelijkste element om te passiveren. In de atmosferische omgeving kan de ijzer-chroomlegering met een chroomgehalte van meer dan 12% zelfpassiverend zijn. In het oxiderende medium kan het chroomgehalte gepassiveerd worden als het meer dan 17% bedraagt. In sommige corrosieve media kunnen hoog chroom- en molybdeen, nikkel, koper en andere elementen worden toegevoegd om een goede corrosieweerstand te verkrijgen.
(2) Intergranulaire corrosie.
Ferritisch roestvast staal heeft, net als austenitisch roestvast staal, last van intergranulaire corrosie, maar de sensibiliseringsbehandeling en warmtebehandeling om deze corrosie te voorkomen zijn precies het tegenovergestelde. Ferritisch roestvrij staal is gevoelig voor intergranulaire corrosie door snelle afkoeling boven 925°C, en de toestand (gesensibiliseerde toestand) die gevoelig is voor intergranulaire corrosie kan worden geëlimineerd na een korte periode van temperen bij 650-815°C. De intergranulaire corrosie van ferritisch staal is ook het resultaat van chroomuitputting veroorzaakt door carbideprecipitatie. Daarom kan het verminderen van het koolstof- en stikstofgehalte in staal en het toevoegen van elementen zoals titanium en niobium de gevoeligheid voor intergranulaire corrosie verminderen.
(3) Put- en spleetcorrosie.
Chroom en molybdeen zijn de meest effectieve elementen om de weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie van roestvrij staal te verbeteren. Naarmate het chroomgehalte toeneemt, neemt ook het chroomgehalte in de oxidefilm toe en neemt de chemische stabiliteit van de film toe. Molybdeen wordt geadsorbeerd op het actieve metaaloppervlak in de vorm van MoO4, wat het oplossen van het metaal remt, repassivering bevordert en schade aan de film voorkomt. Daarom heeft ferritisch roestvrij staal met een hoog chroom- en molybdeengehalte een uitstekende weerstand tegen putcorrosie en spleetcorrosie.
(4) Weerstand tegen spanningscorrosie.
Vanwege de kenmerken van de organisatiestructuur is ferritisch roestvast staal corrosiebestendig in het medium waarin austenitisch roestvast staal spanningscorrosiescheuren veroorzaakt.
Mechanische eigenschappen van ferritisch roestvast staal
Ferritisch roestvast staal kan niet worden versterkt door warmtebehandeling omdat er geen faseverandering plaatsvindt. Over het algemeen wordt het gebruikt na uitgloeien bij 700-800°C. Vanwege de vergelijkbare atoomgrootte van ijzer en chroom is het versterkende effect van de vaste oplossing klein, zijn de vloeigrens en treksterkte van ferritisch roestvrij staal iets hoger dan die van koolstofarm staal en is de ductiliteit lager dan die van koolstofarm staal .
1) Brosheid bij kamertemperatuur van gewoon ferritisch roestvrij staal.
Gewoon ferritisch roestvrij staal is gevoelig voor inkepingen en de brosse overgangstemperatuur ligt boven kamertemperatuur, behalve voor ferritisch roestvrij staal met een laag chroomgehalte. Hoe hoger het chroomgehalte, hoe groter de koude brosheid. Deze koude brosheid houdt verband met de interstitiële elementen zoals koolstof en stikstof in het staal, en het ultrazuivere ferritische staal heeft een zeer laag koolstofgehalte in interstitiële elementen zoals koolstof en stikstof, zodat het een goede taaiheid kan verkrijgen, en de brosse overgang temperatuur kan worden verlaagd tot onder kamertemperatuur.
2) Verbrossing bij hoge temperatuur van gewoon ferritisch roestvrij staal.
Gewoon ferritisch roestvrij staal wordt verwarmd tot boven 927°C en vervolgens snel afgekoeld tot kamertemperatuur, waardoor de plasticiteit en taaiheid aanzienlijk worden verminderd. Deze verbrossing bij hoge temperaturen houdt verband met de snelle precipitatie van koolstof(nitride)verbindingen op korrelgrenzen of dislocaties bij een temperatuur van 427-927 °C. Het verminderen van het koolstof- en stikstofgehalte van het staal (met behulp van ultrazuivere technologie) kan deze brosheid aanzienlijk verbeteren. Bovendien zal, wanneer het ferritische staal boven 927°C wordt verwarmd, de korrelcapaciteit grover worden en zal de grove korrel de plasticiteit en taaiheid van het staal aantasten.
3) Vorming van de σ-fase.
Volgens het ijzer-chroomfasediagram zal de legering die 40%-50% chroom bevat, wanneer deze bij 500-800°C wordt gehouden, een enkele fase σ vormen, en zal de legering die minder dan 20% of meer dan 70% chroom bevat, een een α+σ tweefasige structuur. De vorming van de σ-fase zal de taaiheid en taaiheid van staal aanzienlijk verminderen. Daarom mag ferritisch roestvast staal niet langdurig bij 500-800 °C worden gebruikt.
4) Broosheid bij 475°C.
Ferritisch staal met een hoog chroomgehalte (>15%) zal sterk bros worden bij bewaring bij 400-500 °C. Dit soort verbrossing duurt korter dan het neerslaan van de σ-fase. Wanneer ferritisch roestvrij staal 0,080C-0,4Si-16,9Cr bijvoorbeeld gedurende 4 uur op 450°C wordt gehouden, daalt de slagvastheid bij kamertemperatuur bijna tot nul. De mate van verbrossing neemt toe met het toenemen van het chroomgehalte, maar de taaiheid kan worden hersteld na behandeling boven 600 °C. Verbrossing bij 475°C is het resultaat van precipitatie van de chroomrijke alfafase. Dergelijk staal moet verhitting nabij 475°C vermijden.
Posttijd: 02 mei 2023