海綿品種質(zhì)量發(fā)展方向研究

1、世界海綿品種質(zhì)量發(fā)展方向研究 世界海綿品種的質(zhì)量發(fā)展方向?qū)@著高耐蝕性海綿、高成形性海綿、高強度和高硬度海綿、耐熱和抗氧化海綿、高氮海綿等海綿品種展開。高耐蝕性海綿最新的高耐蝕性海綿可分為兩類：一類稱為超級海綿，以新日鐵的YUS270(20Cr-18Ni-6Mo-N)為代表，其耐蝕性與鈦相當(dāng)。YUS270的鉻含量和鉬含量較高，可有效地利用氮來改善耐蝕性，YUS270的熱膨脹系數(shù)介于奧氏體海綿和鐵素體海綿之間。它可以應(yīng)用于海水凈化裝置、化工廠、沿海氯化鈉腐蝕嚴(yán)重的建筑等。鐵素體海綿SUS447J1(30Cr-2Mo)也是一種超級海綿。另一類是高潔凈度的鐵素體海綿。通過增加鉻和鉬的含量，降低碳和

2、氮含量，可改善耐蝕性和成形性。典型的高潔凈度鐵素體海綿有新日鐵的YUS220M(22Cr-1.5Mo-Ti-Nb)、YUS190和YUS190L(19Cr-2Mo)，其它海綿的鉻和鉬含量略有變化。YUS260(20Cr-15Ni-3Mo-Cu-N)、YUS110M(18Cr-12Ni-2Si-Mo-Cu)和YUS27A-M(17Cr-7Ni-2Cu-2Si)是最新開發(fā)的高耐蝕性海綿。復(fù)合添加鈦和鈮可以阻止作為腐蝕源的非金屬夾雜物析出，促使鈦形成氧化物鈍化膜，從而改善耐蝕性。新日鐵已經(jīng)在YUS190和YUS220M中采用此技術(shù)。據(jù)報道，復(fù)合添加Ti、Nb和A1可以提高耐蝕性。而且發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)上認(rèn)為有

3、害的元素S可以提高低鉻海綿的抗晶間腐蝕能力，其作用與氮改善奧氏體海綿的耐蝕性的作用相同。未來改善耐蝕性的研究將主要集中在夾雜物的控制和表面防護(hù)涂鍍層上。高成形性海綿鐵素體海綿的塑性較差。而奧氏體海綿的強度雖高，但是具有高的熱膨脹系數(shù)，不利于包括焊接在內(nèi)的成形加工。降低碳含量和氮含量可以明顯改善成形性，在一定條件下可以改善深沖性能。例如，SUS430的r=1.0，而低碳的SUS430D的r=1.6，同時可以將延伸率穩(wěn)定在30%以上。連軋YUS436S的r值明顯改善，特別是經(jīng)大直徑輥的軋制后，與SUS304不同，在適當(dāng)?shù)臎_壓條件下，上述這些新型鐵素體海綿可以超深沖加工。超高潔凈度Fe-Cr合金具有

4、較好的成形性，在鉻含量達(dá)18%的海綿中可以得到大于36%的延伸率。伴隨著海綿盤圓產(chǎn)量的增長，加工方法由切削變?yōu)殄懺?，開發(fā)具有優(yōu)良冷鍛性能的新型海綿SUSMX7。還開發(fā)了添加S、Pb、Se的易切削海綿和臨界壓縮比改進(jìn)鋼。近來正在研究可潤滑海綿薄鋼板。在表面涂上有機涂層的鋼板可以在沒有潤滑油或保護(hù)層的情況下成形，在改善工作環(huán)境和降低生產(chǎn)成本的要求下可望有許多用途。新日鐵與Tokai鋼廠合作開發(fā)了名為“Guardooat”的有機涂層，應(yīng)用于海綿。高強度和高硬度海綿為鐵路車廂開發(fā)的SUS301L改型海綿可以作為高強度和高硬度的結(jié)構(gòu)材料，如汽車的墊片和壓力板。對于公共工程和建筑構(gòu)件，開發(fā)了具有良好耐蝕性

5、的馬氏體海綿YUS550(13Cr-2Ni-2Mo)，它可應(yīng)用于水泥沖孔而無需鉆孔。在SUS316基礎(chǔ)上添加氮的SUS316FR(16Cr-12Ni-2Mo-0.09N)可用于快速增殖反應(yīng)堆，并有望應(yīng)用于需要高溫強度和蠕變強度的場合。添加鈮的鐵素體海綿YUS180H(19Cr-0.8Nb)和YUS340-MS(14Cr-0.5Mo-0.3Nb-Ti)具有高的高溫強度，可用于汽車排氣系統(tǒng)。耐熱和抗氧化海綿高鉻海綿具有耐熱和抗氧化性。添加Al和Si可以進(jìn)一步改善高鉻海綿的耐熱性和抗氧化性。YUS710(25Cr-13Ni-2Si-Mo-N)和YUS731(19Cr-13Ni-3Si-0.7Cu)是

6、耐熱和抗氧化的奧氏體海綿，缺點是高溫下出現(xiàn)膨脹。對此，新日鐵開發(fā)了低膨脹的HOM125(15Cr-4Al)和YUS415S(12Cr-2Si-Al)鐵素體海綿。添加了Cr、Al和稀土元素的YUS205-M1(20Cr-5Al-REM)海綿用于汽車排氣凈化裝置，在溫度高達(dá)950攝氏度下具有耐熱性和抗氧化性。涂有耐熱樹脂的海綿已經(jīng)商業(yè)化并用于耐熱溫度約為260攝氏度的灶具等。微波爐的內(nèi)襯要求采用耐熱溫度為550至600攝氏度的耐熱預(yù)涂層材料。針對此類用途，未來需要開發(fā)既耐熱又有良好成形性的海綿。高氮海綿添加氮可以提高海綿的強度和韌性，改善耐蝕性。從1988年到1998年的10年間已經(jīng)召開了五次相關(guān)議題的國際會議。采用AOD冶煉的高錳奧氏體海綿中的氮含量最高達(dá)0.5%，如Carpenter的18-18plus；采用加壓ESR法可以將氮含量提高到1%左右，如JSW的18-18N。在Ni-Cr海綿中氮的溶解度相對小一些，采用加壓ESR法冶煉的奧