1前言
不锈钢是在钢中添加了多量的Cr、Ni等提高耐蚀性合金元素的具有良好耐蚀性的钢种。近年来,在减轻环境负荷的形势下,出现了不锈钢成分省资源化的趋势。为此,2005年JFE钢铁开发并推广应用了基本上不含高价元素Ni的JFE443CT不锈钢。此后,为了扩大无Ni不锈钢的应用领域,JFE将无Ni不锈钢扩充为无Ni不锈钢JFE443系列产品。以下对无Ni不锈钢JFE443系列产品的特点和应用事例做简要介绍。
2无Ni不锈钢JFE443系列产品的特点
2.1成分设计
JFE443系列产品共有3个钢种,其牌号是JFE443CT、JFE443MT、JFE445NT。表1是JFE443系列产品的典型化学成分。从表1可知,JFE443系列产品不含贵重的金属Ni,Cr含量在20%以上,并添加少量的Cu、Mo,使钢具有大气环境下的良好耐蚀性。
此外,JFE443系列产品的C、N含量下降到0.01mass%,并添加稳定化元素Ti、Nb,以抑制Cr的碳氮化物析出引起耐蚀性下降。因此,同种JFE443系列产品进行焊接时,不使用专用焊丝也不降低焊接部的耐蚀性。
2.2物理性能和力学性能
JFE443系列产品是铁素体不锈钢,所以在钢的性能方面与奥氏体不锈钢SUS304、SUS316L有若干不同。表2是JFE443系列产品典型的物理性能和力学性能。JFE443系列产品的密度和热膨胀系数小于SUS304、SUS316L,因此,适用于受热引起膨胀的部件(例如烟囱的内衬等)。此外,JFE443系列产品还具有导热系数大、电阻率小的特点,并具有磁性。
如表2所示,JFE443系列产品的抗拉强度小于SUS304、SUS316L,伸长率约为30%,是SUS304、SUS316L伸长率的1/2。但JFE443系列产品的深冲性指标r值高,具有良好的深冲成形性,在某些形状部件和深冲加工方面,比SUS304、SUS316L容易成形。
2.3耐大气腐蚀性
观察JFE443系列产品试样15次循环腐蚀试验后的外观发现,JFE443CT腐蚀状况与SUS304同等。SUS316L发生轻微的腐蚀,而JFE445NT基本上未发生腐蚀,显示出良好的耐大气腐蚀性。
不锈钢在大气中的腐蚀状况与大气中的盐分密切相关。未发生腐蚀的极限大气盐分量与点腐蚀指数Cr 3.3Mo成正比。图1是JFE443系列产品的适用环境。在距离海岸约1km的区域,SUS304可能发生腐蚀,但JFE443CT、JFE443MT不发生腐蚀。JFE445NT在距海岸约100m的区域,仍显示出良好的耐大气腐蚀性。因此,JFE443系列产品是可以根据使用环境进行选择的适用材料。
2.4其他特性
JFE443系列产品不易发生延迟裂纹,是其另一个特点。图2是多级冲压制作的JFE443CT和SUS304部件,放置一天后的外观照片。JFE443CT部件保持着冲压成形的形状,而SUS304部件沿深冲方向发生开裂。
此外,JFE443系列产品还具有不易发生应力腐蚀裂纹的特点。进行JIS G 0576规定的42%MgCl应力腐蚀试验结果表明,SUS304、SUS316L在试验时间为4h时,发生应力腐蚀裂纹;而JFE443系列产品在试验时间为100h后仍未发生应力腐蚀裂纹。
3 JFE443系列产品应用
自2005年JFE443CT发售以来,被用于建筑、管道、大门和电梯的外装材、电气机械和操作盘的外壳、汽油桶、厨房机械、食器等各方面。JFE443MT、JFE445NT被用于电热水器罐体和配管等要求耐蚀性的部位。(惠子)