Onderzoek naar kenmerken en toepassing van ferritisch roestvrij staal
1 Atmosferische corrosieweerstand
sinds ferritisch roestvrij staal heeft een goede weerstand tegen atmosferische corrosie, het is recentelijk gebruikt als dak en vliesgevel van gebouwen. De atmosferische omgeving in gebieden dicht bij de zee is echter bijzonder hard, vooral de zwevende deeltjes uit zeewater en lucht zijn behoorlijk bijtende stoffen. Daarom is het ferritische roestvrij staal met hoog chroomgehalte ontwikkeld dat in deze omgevingen wordt gebruikt.
Roestvast staal dat bestand is tegen atmosferische corrosie bevat veel chroom en veel molybdeen, en er is een kleine hoeveelheid niobium en titanium toegevoegd. Dit staal bevat namelijk 22% chroom en 1.2% molybdeen. Voldoende chroom en molybdeen zijn essentieel om de weerstand tegen putcorrosie van roestvast staal te verbeteren. Type 304 en 316 austenitisch roestvast staal hebben een significante toename van het roestoppervlak met de toename van het aantal cyclische corrosietestcycli.
Integendeel, voor ferritische roestvaste staalsoorten zoals Type 444 en R&D-staal nam het verroeste gebied iets toe tijdens de eerste 600 testcycli en na een langere testcyclus was het verroeste gebied in een verzadigde staat. Het onderzoeks- en ontwikkelingsstaal (22Cr-1.2Mo-Nb, Ti) laat zien dat het verroeste gebied het minst is in elke testperiode.
2 Weerstand tegen interkristallijne corrosie
410L of 409 roestvrij staal wordt gebruikt als materiaal voor uitlaatgasemissiecontrolesystemen van auto's vanwege de goede corrosieweerstand, vormbaarheid en hittebestendigheid. In de afgelopen jaren is de ontwerptemperatuur van auto-uitlaatgassen toegenomen. Dit komt omdat de toename van de uitlaatgastemperatuur van auto's de conversie-efficiëntie van de katalysatoren kan verbeteren en de uitstoot van schadelijke gassen zoals NOx, SOx en koolwaterstof (HC) kan verminderen.
De temperatuurstijging kan echter leiden tot slechtere materiaalcorrosie. Chroomcarbide zal bijvoorbeeld afzettingen op de geluiddemper produceren bij de uitlaattemperatuur, dat wil zeggen bij een temperatuur van 400 tot 500 ° C, zal het leiden tot chroomdepletie aan de korrelgrens en interkristallijne corrosie. Aangezien het lasgebied bijzonder gevoelig is voor interkristallijne corrosie, is het noodzakelijk om de corrosieweerstand van ferritisch roestvrij staal met 12% Cr te verbeteren. Een andere manier om dit probleem op te lossen is het ontwikkelen van nieuw ferritisch roestvast staal.
Een voorbeeld is de toevoeging van niobium aan staal dat 12% Cr bevat. Deze staalsoorten worden veel gebruikt in uitlaatemissiesystemen van auto's als intergranulaire corrosiebestendige materialen, zoals voorkanalen, centrale leidingen en geluiddempers. Het is algemeen bekend dat het verminderen van het koolstof- en stikstofgehalte in staal behoorlijk effectief is bij het voorkomen van interkristallijne corrosie. Op deze manier kan het toevoegen van niobium en titanium aan staal de weerstand tegen interkristallijne corrosie verder verbeteren.
3 Vormbaarheid
Het gebruik van ferritisch roestvrij staal is zo breed en de eigenschappen van ferritisch roestvrij staal die voor elk gebruik vereist zijn, zijn verschillend. De vervormbaarheid van ferritisch roestvast staal is echter slechter dan die van austenitisch roestvast staal zoals 304 staal. Hoewel de γ-waarde van ferritisch roestvrij staal, dat wil zeggen de dieptrekvermogensindex, varieert in een breed bereik van 1.0 tot 2.0, is de n-waarde, dat wil zeggen de ductiliteitsindex beperkt, ongeveer 0.2, wat lager is dan 0.4 tot 0.65 van austenitisch roestvrij staal. Voor getrokken producten is het moeilijk om ferritisch roestvast staal te gebruiken ter vervanging van austenitisch roestvast staal. Als u het wilt vervangen, moet u het ontwerp van het product wijzigen en het in een getekende vorm ontwerpen.
4 Veerkracht
Er is veel onderzoek gedaan naar het effect van titanium en niobium op de drukvormbaarheid, en de focus ligt vooral op de gemiddelde γ-waarde. De conclusie is dat een geschikte hoeveelheid van deze elementen de drukvormbaarheid effectief kan verbeteren. Overmatige toevoeging van deze elementen kan echter ook schadelijke effecten hebben.
Naarmate bijvoorbeeld het gehalte aan titanium en niobium toeneemt, neemt ook de transformatietemperatuur van longitudinale scheuren toe. Hoewel ferritisch roestvast staal een goede gemiddelde γ-waarde heeft, kan de overgangstemperatuur van de taaie brosheid schade aan het dieptrekvermogen veroorzaken. Aangezien de transformatietemperatuur een van de beslissende factoren is voor de vervormbaarheid, kan het moeilijk zijn om vervorming te laten plaatsvinden bij een hogere transformatietemperatuur.
5 Sterkte bij hoge temperatuur:
409L (11Cr-Ti) roestvrij staal wordt gebruikt als materiaal voor uitlaatspruitstukken van auto's en de uitlaattemperatuur is ontworpen op ongeveer 800°C. Wanneer de uitlaattemperatuur ongeveer 900°C is, wordt roestvrij staal 430J1L (18Cr—0.4Nb—0.5Cu) gebruikt. De uitlaattemperatuur stijgt echter nog steeds, wat een verdere verbetering van de kwaliteit van roestvrij staal vereist.
Op deze manier kan de hittebestendigheid van traditioneel hoog-chroom ferritisch roestvrij staal niet voldoen aan de eisen van uitlaatspruitstukken. Daarom is er altijd een sterke vraag geweest naar kostenconcurrerende hoge-temperatuur ferritisch roestvast staal. Gezien deze vraag is het effect van toevoeging van niobium en molybdeen op prestaties bij hoge temperaturen onderzocht.