超纯铁素体不锈钢精炼技术的进步与发展

超纯铁素体不锈钢因碳、氮含量极低,较普通铁素体不锈钢拥有更优越的耐腐蚀性、韧性及焊接性,近半个世纪得到了大力发展和广泛应用。对于超纯铁素体不锈钢冶炼的核心环节——不锈钢精炼,首先阐述了超纯净化、高洁净化、高效稳定化控制等一系列精炼技术难点,其次从精炼主体设备与工艺技术以及辅助技术等方面系统介绍了超纯铁素体不锈钢精炼技术...     

Development and prospect of secondary refining technology for ultra pure ferritic stainless steel

Ultra pure ferritic stainless steel has more advantages in the performance than the ordinary ferritic stainless steel because of ultra low carbon and nitrogen content,such as corrosion resistance,toughness and weldability,etc.Such steel has therefore been applied in many fields,leading to the very rapid development over the past 40 years.This study focuses on the secondary refining process which is the most important step of the whole steelmaking process for the ultra pure ferritic stainless.Firstly,some difficulties of the secondary refining process are described,including the high purification in terms of both carbon and nitrogen contents, high efficient and stable control.Secondly,the development and progress of the secondary refining technology for ultra pure ferritic stainless is introduced in terms of the refining equipments,metallurgical process and assistant technologies.Finally,the prospect was made for the development of secondary refining process for ultra pure ferritic stainless in the future.     

Ti和Nb对超低碳氮Cr18不锈钢回复再结晶的影响

超低碳氮Cr18铁素体不锈钢,由于碳、氮元素含量较低,其耐腐蚀性、塑性均有所改善,可进行深加工、焊接等,其冷轧板可作为汽车排气系统、电梯面板等的原材料。研究了添加不同含量Ti、Nb对超低碳氮Cr18铁素体不锈钢热轧板和冷轧板的回复再结晶及再结晶晶粒尺寸的影响。结果表明,含0.29%Nb的热轧板和冷轧板的回复再结晶被显著延迟,而且再结晶晶粒明显细化。     

COREX—learnings and innovations at JSW Steel Limited

Ultra pure ferritic stainless steel is a kind of new stainless steel grade with high quality developed in the mid-twentieth century,it is characterized by ultra low Carbon and Nitrogen content and micro-alloying with Ti, Nb,V,Cu etc.,so it overcomes a lot of use shortcomings of the ordinary ferritic stainless steel,such as intergranular corrosion sensitivity,low ductility and toughness under atmosphere temperature,crack inclining at the weld zone etc.,namely,it has better performance than the ordinary fe...     

超纯铁素体不锈钢VOD脱碳模型研究

摘要：为了实现对超纯铁素体不锈钢VOD精炼脱碳过程的动态即时预测及控制,以酒钢宏兴不锈钢分公司100 t VOD炉冶炼超纯铁素体不锈钢的过程为研究对象,从顶吹氧气的分配行为和C Cr的竞争氧化出发,建立基于炉气分析技术的VOD动态脱碳模型,并在Matlab环境下开发相应的应用软件,得到全过程钢液成分、氧气分配比、温度等参数随时间的变化规律,对不同阶段的临界碳浓度给出估计范围。利用VOD出站成分以及精炼过程中CO/CO2的实际变化规律加以检验,与实际值吻合较好,较好地预测了实际变化趋势。     

超纯铁素体不锈钢夹杂物控制的研究进展

论述了超纯铁素体不锈钢夹杂物控制的热力学,着重于脱氧、TiN析出、尖晶石夹杂物形成及钙处理的热力学研究。介绍了VOD炉内夹杂物行为的数学模拟研究,分析了超纯铁素体不锈钢中夹杂物引起的产品缺陷、夹杂物形成规律及特征,指出TiN或Ti(CN)容易在MgO、Al2O3-MgO、Ti2O3基体上析出,形成包裹型复合夹杂物。最后提出了今后开展超纯铁素体不锈钢夹杂物研究的几点建议。     

超纯铁素体不锈钢品种和精炼技术的进展

超纯铁素体不锈钢中(C+N)含量≤150×10- °,其耐蚀性、焊接性能、韧性等显著高于普通铁素  体不锈钢。介绍了新开发的409改进型、429及改进型、444及改进型超纯铁素体不锈钢的钢种、成分和性能; 采用三步法工艺冶炼18Cr超纯铁素体不锈钢,用SS-VOD 精炼时,钢中[C+N]≤70×10-⁶ ;VOD-PB 精炼时, [C+N] 为80×10-⁶ ;VCR 精炼时,[C+N] 为(80~100)×10-⁶。     

Nb对0Cr11铁素体不锈钢组织和性能的影响

 铁素体不锈钢与奥氏体不锈钢相比具有成本低、热膨胀系数低和耐应力腐蚀等优点,所以被广泛应用到汽车排气系统、家用电器和建筑等领域。研究了不同的Nb含量对铁素体不锈钢显微组织和力学性能的影响。研究结果表明：Nb有细化晶粒的作用,随着Nb含量的增加,晶粒的平均尺寸减小;由于合金元素Nb和Ti的加入,形成了TiN、NbC 和 Fe2Nb析出相,其透射电镜观察结果与Thermal calc计算结果一致;材料的抗拉强度和显微硬度随着Nb含量的增加而增加,这是由于Nb的固溶强化和析出强化共同作用的结果。     

汽车尾气排放系统低温端用铁素体不锈钢开发

随着汽车工业的快速发展,以降低汽车自身重量和提高材料性能为目的的材料开发,得到了汽车部件制造厂商的重视.铁素体不锈钢因不含有贵重金属镍,明显降低材料成本,同时,铁素体不锈钢又具有比奥氏体不锈钢更好的抗点蚀、晶间腐蚀等性能,广泛用于汽车尾气排放系统中.介绍了宝钢超低碳、氮Cr17Mo汽车尾气系统低温端用铁素体不锈钢的开发过程.该钢种具备良好的力学性能、成型性能及耐腐蚀性能,可以满足汽车排气系统冷端部位的中管、消声器和尾管的使用性能要求.     

439超纯铁素体不锈钢耐蚀性评价

通过盐雾试验、电化学试验和FeCl3点腐蚀试验,并结合扫描电镜,对比研究了439超纯铁素体不锈钢和430普通铁素体不锈钢的耐腐蚀性能。结果表明,碳、氮间隙元素极低的439超纯铁素体不锈钢耐点蚀性能明显优于430普通铁素体不锈钢,虽然430钝化膜修复能力较强,但点腐蚀速率也较快;430不锈钢具有严重的晶间腐蚀敏感性,同样,430普通不锈钢在干湿加速盐雾试验中发生了严重腐蚀,439超纯铁素体不锈钢在上述腐蚀试验中均表现出轻微的腐蚀。可见在430普通不锈钢基础上降低碳、氮间隙元素含量,同时加入钛稳定化元素,使其耐腐蚀性能大幅提高。     

太钢VOD冶炼超纯铁素体不锈钢的工艺技术进步

阐述了超纯铁素体不锈钢的超低碳氮的特点及其熔体降碳去氮困难的原因,利用真空降碳去氮的理论结合这方面的研究成果分析和讨论了影响VOD脱碳脱氮的影响因素,并利用VOD现场冶炼的具体数据进行了这些因素的统计分析,在此基础上提出了提高真空度、加强底吹氩搅拌强度、提高入炉钢液温度、提高人炉碳含量和降低人炉氮含量、增加VOD吹氧脱碳时的供氧量、高真空吹氩纯沸腾工艺、选用无碳、或低碳还原料等工艺技术措施,最后介绍了太钢这几年在VOD冶炼超纯铁素体不锈钢采取上述措施后所取得的效果。     

建筑维护系统用高耐蚀性铁素体不锈钢的研发与应用

研究了Mo、Nb、Ti对22.5%Cr铁素体不锈钢力学性能、耐腐蚀性能的影响,研究结果表明,Mo主要以固溶状态存在于铁素体不锈钢中,通过固溶强化提高了铁素体不锈钢的强度;在Ti/Nb双稳定铁素体不锈钢中,由于粗大TiN颗粒的形成和金属间化合物在晶界的析出,钢的韧性明显降低;在Nb单稳定铁素体不锈钢中,Nb以固溶状态和Nb(C,N)析出相存在于铁素体基体中,Nb(C,N)弥散分布于铁素体晶内,并作为σ相的形核质点,避免了σ相在晶界的析出,从而改善了钢的低温韧性。在此基础上研制出建筑维护系统用的高耐蚀性铁素体不锈钢B445R。测试结果表明,B445R在氯离子溶液中具有比316L更优越的耐点腐蚀性能,而且具有良好的成形性能和焊接性能,这些优点使其成为沿海地区建筑维护系统理想的装饰材料。     

不锈钢二次精炼的转炉化

对两种不同炉型的不锈钢精炼设备的特点进行了比较,与钢包型精炼设备相比,转炉型精炼设备炉容比大,吹氧和脱碳速度大,生产率高,而且可以使用高碳铬铁,具有真空业炼功能的精炼设备优越的深脱碳,氮热力学条件,真空转炉（ＶＯＤＣ和ＶＣＲ）法在同一单元四兼有转炉型和真空精炼功能,是精炼超低碳,氮不锈钢的理想设备,特别是ＡＯＤ－ＶＣＲ法更适合于我国现有ＡＯＤ精炼炉的改造,用于生产超纯铁素体不锈钢。     

凝固组织对超低碳铁素体不锈钢皱褶和深冲性的影响

为了研究凝固组织对超低碳铁素体不锈钢成形性的影响,采用XRD和SEM等分析手段详细研究了材料的皱褶和深冲性能。研究发现:相对于等轴晶的试样,柱状晶试样展示了更高的皱褶高度,这主要同柱状晶试样中存在明显的晶粒簇有关;经最终的再结晶退火后,等轴晶试样也展示了更好的深冲性能,这同等轴晶试样形成了强烈的γ纤维织构紧密相关。     

新型汽车排气系统用铁素体不锈钢的冷凝液腐蚀研究

 铁素体不锈钢中Cr元素对其耐腐蚀性能起着非常重要的作用。本文采用实验室冷凝液腐蚀实验方法,对一系列汽车排气系统用铁素体不锈钢在实验室模拟冷凝液中的腐蚀性能进行了研究。所有钢种经过10周期的实验室冷凝液腐蚀实验后,研究结果表明：Cr当量高于17%的铁素体不锈钢与含17%Cr的铁素体不锈钢耐实验室冷凝液腐蚀性能相当,且平均腐蚀失重量均小于6g/m2,平均最大腐蚀深度均小于0.03mm。在此实验结果的基础上,对新开发的439M型铁素体不锈钢和409L型铁素体不锈钢进一步开展5周期、10周期、20周期的实验室冷凝液腐蚀实验,并使用极值分析方法对三种周期冷凝液腐蚀实验后样品的最大点蚀深度进行统计分析,研究结果表明,新开发的439M型铁素体不锈钢的预测寿命是409L的1.6倍。     

汽车排气系统用不锈钢及焊管制造技术

铁素体不锈钢具有良好的耐氧化性、低的热膨胀系数、高的抗腐蚀性能以及更为经济的成本,使得铁素体不锈钢更多地用于汽车排气系统零部件。欧美及日本汽车全部使用不锈钢材料特别是铁素体不锈钢用于排气系统零部件制造以满足汽车轻量化及严格的尾气排放要求。其中,汽车排气系统中60%以上零件为管件。介绍了汽车排气系统的构成、常用不锈钢品种及各部件的性能要求,并阐述了汽车用不锈钢焊管的主要焊接加工方式。     

电梯用含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701的组织和性能

借助Thermo-Calc热力学相图计算软件,开发了用于电梯的含氮节镍奥氏体不锈钢QN1701(12Cr17Mn7Ni2Cu2N),以代替443(019Cr21CuTi)超纯铁素体不锈钢。通过OM、SEM和电化学工作站等方法研究了QN1701和443不锈钢的组织及性能。N原子起着间隙固溶和细晶强化的作用,使QN1701不锈钢的屈服强度提高至400 MPa以上,达到443不锈钢的1.32倍。QN1701不锈钢的点蚀电位为241 mV,低于443不锈钢的289 mV,但其点蚀速率为9.10 g/(m2·h),低于443不锈钢的14.58 g/(m2·h)。在电梯用研磨拉丝表面状态下,QN1701不锈钢在质量分数为10%NaCl中性盐雾和干湿循环盐雾等加速腐蚀试验中的耐蚀性能均优于443不锈钢。分析发现,443不锈钢添加一定量的Nb、Ti稳定化元素所生成的(Nb,Ti)(C,N)析出相经研磨拉丝处理后,暴露于表面或被拖拽后留下微坑,导致其耐蚀能力急剧下降。综上所述,相较443不锈钢,QN1701不锈钢具有强度更高、伸长率更大和在研磨拉丝表面状态下耐蚀性更好等特点,这对于电梯轻量化设计和长寿命具有重要价值。     

汽车排气系统高温端用B441铁素体不锈钢研制

为了开发满足排气系统高温端零件使用要求的不锈钢产品,在实验室研究了化学成分、热处理制度对B441不锈钢性能的影响.结果表明,稳定化元素Nb、Ti的添加对改善B441不锈钢的综合性能有利.生产试制结果表明,生产的B441铁素体不锈钢产品具有优良的常温力学性能和耐高温性能,能够满足汽车排气系统高温端使用要求.     

TCS不锈钢焊接HAZ特征及其力学性能研究

 TCS不锈钢是一种低铬的经济型铁素体不锈钢,因为热循环的影响焊接HAZ性能成为制约其广泛应用的关键。对其焊接HAZ的组织演化以及各区域热循环特征参数进行了详细研究,并根据测定的参数利用热模拟技术对焊接HAZ的力学性能进行了研究。结果表明：焊接HAZ的组织由单一铁素体基体变成铁素体加马氏体组织,其强度比母材有所提高,屈强比增大。与母材相比,细晶区韧性变化较小,可以保持在较高的水平;虽然混合晶区的韧性保持在较高水平,但不稳定;而粗晶区韧性却急剧下降。