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不銹鋼發展簡史(天津布德魯斯特鋼銷售有限公司)
1、不銹鋼發展簡史
不銹鋼是不銹鋼和耐酸鋼的總稱。在冶金學和材料科學領域中,依據鋼的主要性能特征,將含鉻量大于12%,且以耐蝕性和不銹性為主要使用性能的一系列鐵基合金稱為不銹鋼,不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于鋼表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成。狹義的不銹鋼是指在大氣中不容易生銹的鋼,廣義的不銹鋼指在特定條件下的酸、堿、鹽中耐蝕的鋼。不銹鋼的不銹性和耐蝕性是由于鋼的表面上富鉻氧化膜(鈍化膜)的形成,這種不銹性和耐蝕性是相對的。試驗表明,鋼在大氣、水等弱介質中和硝酸等氧化性介質中,其耐蝕性隨鋼中鉻含量的提高而增加,當鉻含量≥10%時,鋼的耐蝕性發生突變,即從易生銹到不易生銹,從不耐蝕到耐腐蝕。所以通常稱不銹鋼是鉻含量為12%以上的鐵基合金。由于不銹鋼材具有優異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內的強韌性等系列特點,所以在汽車、建筑、電梯、軌道運輸車輛、石油化工、原子能、輕工、紡織、食品、家用器械等方面得到廣泛的應用。通常對在大氣、水蒸汽和淡水等腐蝕性較弱的介質中具有不銹性和耐腐蝕性的鋼種稱不銹鋼;對在酸、堿、鹽等腐蝕性強烈的環境中具有耐蝕性的鋼種稱耐酸鋼。兩個鋼類因成分上的差異而導致了它們具有不同的耐蝕性,前者合金化程度低,一般不耐酸;后者合金化程度高,既具有耐酸性又具有不銹性。
20世紀初,冶金學家基于對鉻在鋼中作用的深入認識,發明了不銹鋼,從發現到工業應用大約經歷了十年。自20世紀60年代末期以來,各種精煉設備和連鑄設備陸續投產,將不銹鋼生產水平推向快速發展階段。
我國不銹鋼生產起步較晚,工業化生產開始于1952年。目前已形成了較完整的不銹鋼系列,產量規模也已躍居世界首位,但在鋼種結構、產品質量控制、產品深加工等方面與國外工業發達國家相比仍有一定差距。目前通過中外合資或改造擴建,生產裝備方面已接近世界先進水平。
不銹鋼作為重要的金屬材料,在中國其產量占鋼總產量的1%以上,而西方工業發達國家通常為2~10%之間。由于不銹鋼具有良好的耐蝕性、力學性能和工藝性能,因此廣泛應用于化工、石油化工、原子能、航天航空、能源、交通、輕工、紡織、民用五金等各個工業部門,成為這些領域建設和發展不可缺少的重要材料。例如,建一座大型核電站需要1000多t不銹鋼產品,建設十座年產30萬t合成氨和生產52萬t尿素的大型化肥廠需耗費各種不銹鋼材近千t。上述僅是幾個典型實例,說明了沒有不銹鋼材就沒有現代化學加工工業和現代國防工業。在當今高科技飛速發展的時代,不銹鋼是使之變成生產力的基礎,缺少這種基礎原材料,一些先進技術只能停留在概念設計階段,難于使各類工程設計變成現實。為此,各工業發達國家,十分重視不銹鋼的研究和發展,因而傾注了大量人力和物力開發了近200多個牌號并建成了一系列具有先進工藝水平的生產裝備,以保證日益發展的經濟建設對不銹鋼的需求。一個國家不銹鋼的研究和生產水平,包括材料生產和使用水平,是衡量一個國家特殊鋼水平高低的重要標志之一,也是一個國這綜合經濟和人民生活水平的重要標志。
3、發展趨勢和展望
由于Ni價格昂貴,并且波動劇烈,奧氏體不銹鋼產量占70~80%的比例將會將會逐漸下降,預計維持在50~60%,其中低碳、超低碳奧氏體不銹鋼為主導鋼種,如0Crl9Ni9、00Crl9Nill、0Crl7Ni12Mo2、00Crl7Ni14Mo2。值得重視的是高氮奧氏體不銹鋼中的研制。節約鎳資源仍然是奧氏體不銹鋼的主要研究方向之一。
鐵素體不銹鋼仍以Crl7型鋼為主,同時還要開發Crl2型。由于Ni價格問題,低成本的鐵素體不銹鋼將會得到越來越多的應用。解決脆性、提高其耐蝕性、通過沖壓和表面等性能是今后研究的重點課題。根據不同的使用要求,開發不同級別C+N含量和含鉬、鈦、鈮、銅等合金元素的鐵素體不銹鋼是另一重要研究方向。產品方向將以汽車排氣系統用鋼、廚衛家電制品、鐵路軌道用鋼等為主。
雙相不銹鋼發展起始于30年代,盡管目前其產量較少,但由于它具有高的強度、良好的耐磨蝕性能和優良的耐應力腐蝕性能、耐點蝕性能等,現代化學化工、紡織、造紙等工業已離不開它。Cr18型、Cr22型和Cr25型鋼種系列化以及含鎢、鉬、銅、氮等合金元素和各種雙相鋼的開發是雙相鋼的重要研究方向。
馬氏體不銹鋼發展的方向是解決耐磨性較差及疲勞強度比較低的問題。
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