铁素体不锈钢的分类以及性能

铁素体不锈钢

铁素体不锈钢(400系)含铬量在15%~30%，具有体心立方晶体结构。这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等元素，这类钢具有导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。铁素体不锈钢价格不仅相对低且稳定，并且具有许多特的特点和优势，业已证明，在许多原先认为只能采用奥氏体不锈钢(300系)的应用领域，铁素体不锈钢是一种极为的替代材料，铁素体不锈钢不含镍，主要元素为铬(>10%)和铁，铬是不锈钢特别耐腐蚀的元素，其价格相对稳定。

分类

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。

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。