Ferritic stainless steel ay tumutukoy sa hindi kinakalawang na asero na may body-centered cubic ferrite bilang ang istraktura ng matrix sa mataas na temperatura at normal na temperatura. Ang ferritic stainless steel ay may iron at chromium bilang mga pangunahing elemento, sa pangkalahatan ay hindi naglalaman ng nickel, at ang ilan ay naglalaman ng isang maliit na halaga ng molibdenum, titanium o niobium at iba pang mga elemento. Ito ay may magandang oxidation resistance, corrosion resistance at chloride corrosion cracking resistance. Bilang karagdagan, ang ferritic na hindi kinakalawang na asero ay mayroon ding mga katangian ng malaking thermal conductivity, maliit na koepisyent ng pagpapalawak, mahusay na pagtutol sa oksihenasyon, at mahusay na paglaban sa kaagnasan ng stress. Ito ay kadalasang ginagamit sa paggawa ng mga bahagi na lumalaban sa atmospheric, singaw ng tubig, tubig, at oxidative acid corrosion. Ang mga kinatawan na grado ng ferritic stainless steel ay: AISI 410 (UNS S41000), AISI 420 (UNS S42000), AISI 430 (UNS S43000) ayon sa ASTM; 1.4006, 1.4021, 1.4016, ayon sa EN standard...atbp.
Ang Ferritic hindi kinakalawang na asero ay maaaring nahahati sa mababang kromo, katamtamang kromo at mataas na kromo ayon sa nilalaman ng kromo. Ayon sa kadalisayan ng bakal, lalo na ang nilalaman ng carbon at nitrogen impurities, maaari itong nahahati sa ordinaryong ferritic hindi kinakalawang na asero at ultra-purong ferritic hindi kinakalawang na asero. Ang ordinaryong ferritic na hindi kinakalawang na asero ay may mga disadvantages ng mababang temperatura at brittleness ng temperatura ng silid, sensitivity ng notch, mataas na intergranular corrosion tendency, at mahinang weldability. Kahit na ang ganitong uri ng bakal ay binuo nang mas maaga, ang pang-industriyang aplikasyon nito ay lubos na pinaghihigpitan. Ang mga kakulangan na ito ng ordinaryong ferritic na hindi kinakalawang na asero ay nauugnay sa kadalisayan ng bakal, lalo na ang mataas na nilalaman ng mga interstitial na elemento tulad ng carbon at nitrogen sa bakal. Hangga't ang carbon at nitrogen sa bakal ay sapat na mababa, ang mga pagkukulang sa itaas ay maaaring pagtagumpayan.
Kung ikukumpara saaustenitic hindi kinakalawang na asero, ang ferritic na hindi kinakalawang na asero ay may mas mahusay na paglaban sa kaagnasan, paglaban sa init at kakayahang maproseso. Dahil ang ferrite phase ay halos hindi matunaw ang carbon, ang ferrite ay may mga katangian na malambot at madaling ma-deform. Tulad ng martensitic stainless steel, dahil ang lattice structure ay isang body-centered cubic structure, ito ay paramagnetic, kaya ang ferritic stainless steel ay magnetic. Ang Austenitic stainless steel ay non-magnetic dahil sa face-centered na cubic structure nito.
Ang presyo ng ferritic hindi kinakalawang na asero ay hindi lamang medyo mababa at matatag, ngunit mayroon ding maraming mga natatanging tampok at pakinabang. Napatunayan na ang ferritic stainless steel ay isang napakahusay na alternatibong materyal.
Ordinaryong ferritic hindi kinakalawang na asero
Kabilang sa mga naturang bakal ang mababa, katamtaman at mataas na nilalaman ng chromium. Ang low-chromium ferritic stainless steel ay naglalaman ng humigit-kumulang 11% hanggang 14% chromium, tulad ng 00Cr12 at 0Cr13Al sa China. American AISI 400, 405, 406MF-2. Ang ganitong uri ng bakal ay may magandang tibay, plasticity, malamig na pagpapapangit at weldability. Dahil ang bakal ay naglalaman ng isang tiyak na halaga ng chromium at aluminyo, mayroon itong mahusay na paglaban sa oksihenasyon at paglaban sa kalawang. Maaaring gamitin ang 405 bilang petroleum refining tower, tangke lining, steam turbine blade, mataas na temperatura na sulfur corrosion resistant device, atbp. 400 para sa mga gamit sa bahay at opisina, atbp. Ang 409 ay ginagamit para sa mga kagamitan sa sistema ng tambutso ng sasakyan at malamig at mainit na tubig na mga tubo, atbp. Medium chromium ferritic stainless steel, ang chromium content ay 14% hanggang 19%, tulad ng 1Cr17 at 1Cr17Mo sa China. AISI 429, AISI 430, AISI 433, AISI 434, AISI 435, AISI 436, AISI 439 sa Estados Unidos. Ang ganitong uri ng bakal ay may mas mahusay na kalawang at corrosion resistance. Ang work hardening coefficient nito ay maliit (n≈2), at ito ay may mahusay na deep drawing performance, ngunit ang ductility nito ay mahina. Ang AISI 430 ferritic stainless steel ay ginagamit para sa dekorasyong arkitektura, dekorasyon ng sasakyan, kagamitan sa kusina, mga gas burner at mga bahagi ng kagamitang pang-industriya ng nitric acid, atbp. Ang AISI 434 ay ginagamit para sa panlabas na dekorasyon ng mga sasakyan at gusali. Ang 439 ay ginagamit bilang hose para sa mga gas water heater, coal at gas pipelines, atbp. High chromium ferritic stainless steel ay naglalaman ng 19% hanggang 30% chromium, tulad ng Cr18Si2 at Cr25 sa China, AISI 442, AISI 443 at AISI 446 sa United Estado. Ang ganitong mga bakal ay may mahusay na paglaban sa oksihenasyon. Ang AISI 442 ay patuloy na ginagamit sa atmospera, ang pinakamataas na limitasyon ng temperatura ay 1035°C, at ang pinakamataas na temperatura para sa patuloy na paggamit ay 980°C. Ang AISI 446 ferritic stainless steel ay may mas mahusay na oxidation resistance.
High-purity ferritic stainless steel
Ang ganitong uri ng bakal ay naglalaman ng napakababang carbon, nitrogen; mataas na chromium, molibdenum, titanium, niobium at iba pang mga elemento. Gaya ng 00Cr17Mo, 00Cr18Mo2, 00Cr26Mol, 00Cr30Mo2 ng China. Ang ganitong uri ng bakal ay may magandang mekanikal na katangian (lalo na ang katigasan), weldability, intergranular corrosion resistance, pitting corrosion resistance, crevice corrosion resistance, at mahusay na stress corrosion cracking resistance. Halimbawa, ang 18-2 ferritic stainless steel ay may magandang corrosion resistance sa nitric acid, acetic acid, NaOH, pitting corrosion resistance sa 3% NaCl at FeCl3 ay katumbas o lumampas sa 18-8 austenitic stainless steel, 26CrMo steel sa maraming media Corrosion resistance , lalo na sa mga organikong acid, oxidizing acid, at malakas na alkalis. Ito ay may magandang pitting corrosion resistance sa malakas na chloride medium. Walang stress corrosion cracking na nangyayari sa chloride, hydrogen sulfide, sobrang sulfuric acid at malakas na alkali. Ang 30Cr-2Mo ay may mas mataas na resistensya sa pitting corrosion at crevice corrosion habang pinapanatili ang stress corrosion resistance.
Corrosion resistance ng ferritic hindi kinakalawang na asero
(1) Pare-parehong kaagnasan.
Ang Chromium ay ang pinakamadaling elementong i-passivate. Sa kapaligiran ng atmospera, ang iron-chromium alloy na may chromium content na higit sa 12% ay maaaring self-passivated. Sa oxidizing medium, ang chromium content ay maaaring ma-passivate kung ito ay higit sa 17%. Sa ilang corrosive medium, ang mataas na chromium at molibdenum, nickel, copper at iba pang elemento ay maaaring idagdag upang makakuha ng mahusay na corrosion resistance.
(2) Intergranular corrosion.
Ang mga ferritic stainless steel, tulad ng austenitic stainless steel, ay dumaranas ng intergranular corrosion, ngunit ang sensitization treatment at heat treatment upang maiwasan ang corrosion na ito ay kabaligtaran lamang. Ang ferritic stainless steel ay madaling kapitan ng intergranular corrosion mula sa mabilis na paglamig sa itaas ng 925°C, at ang estado (sensitized state) na madaling kapitan sa intergranular corrosion ay maaaring alisin pagkatapos ng maikling panahon ng tempering sa 650-815°C. Ang intergranular corrosion ng ferritic steel ay resulta rin ng chromium depletion na dulot ng carbide precipitation. Samakatuwid, ang pagbabawas ng nilalaman ng carbon at nitrogen sa bakal at pagdaragdag ng mga elemento tulad ng titanium at niobium ay maaaring mabawasan ang pagkamaramdamin sa intergranular corrosion.
(3) Kaagnasan ng pitting at siwang.
Ang Chromium at molybdenum ay ang pinaka-epektibong elemento upang mapabuti ang pitting at crevice corrosion resistance ng hindi kinakalawang na asero. Habang tumataas ang chromium content, tumataas din ang chromium content sa oxide film, at tumataas ang chemical stability ng film. Ang Molybdenum ay na-adsorbed sa aktibong ibabaw ng metal sa anyo ng MoO4, na pumipigil sa pagkatunaw ng metal, nagtataguyod ng repassivation, at pinipigilan ang pinsala ng pelikula. Samakatuwid, ang mataas na chromium at molybdenum ferritic hindi kinakalawang na asero ay may mahusay na pagtutol sa pitting at crevice corrosion.
(4) Paglaban sa stress corrosion cracking.
Dahil sa mga katangian ng istraktura ng organisasyon, ang ferritic stainless steel ay corrosion-resistant sa medium kung saan ang austenitic stainless steel ay gumagawa ng stress corrosion cracking.
Mga mekanikal na katangian ng ferritic hindi kinakalawang na asero
Ang ferritic stainless steel ay hindi maaaring palakasin ng heat treatment dahil walang pagbabago sa phase. Sa pangkalahatan, ginagamit ito pagkatapos ng pagsusubo sa 700-800°C. Dahil sa magkatulad na laki ng atomic ng iron at chromium, ang solid solution strengthening effect ay maliit, ang yield strength at tensile strength ng ferritic stainless steel ay bahagyang mas mataas kaysa sa low carbon steel, at ang ductility ay mas mababa kaysa sa low carbon steel .
1) Room temperatura brittleness ng ordinaryong ferritic hindi kinakalawang na asero.
Ang ordinaryong ferritic na hindi kinakalawang na asero ay sensitibo sa mga bingot, at ang malutong na temperatura ng paglipat ay higit sa temperatura ng silid maliban sa mababang-chromium ferritic na hindi kinakalawang na asero. Kung mas mataas ang nilalaman ng chromium, mas malaki ang malamig na brittleness. Ang malamig na brittleness na ito ay nauugnay sa mga interstitial na elemento tulad ng carbon at nitrogen sa bakal, at ang ultra-pure ferritic steel ay may napakababang carbon content sa mga interstitial na elemento tulad ng carbon at nitrogen, kaya nakakakuha ito ng magandang tibay, at ang malutong na paglipat. ang temperatura ay maaaring ibaba sa temperatura ng silid.
2) Mataas na temperatura embrittlement ng ordinaryong ferritic hindi kinakalawang na asero.
Ang ordinaryong ferritic na hindi kinakalawang na asero ay pinainit sa itaas ng 927°C at pagkatapos ay mabilis na pinalamig sa temperatura ng silid, ang plasticity at katigasan ay makabuluhang nabawasan. Ang mataas na temperatura na pagkasira na ito ay nauugnay sa mabilis na pag-ulan ng mga carbon (nitride) compound sa mga hangganan ng butil o dislokasyon sa temperatura na 427-927 °C. Ang pagbabawas ng carbon at nitrogen na nilalaman ng bakal (gamit ang ultra-pure na teknolohiya) ay maaaring lubos na mapabuti ang brittleness na ito. Bilang karagdagan, kapag ang ferritic steel ay pinainit sa itaas ng 927°C, ang kapasidad ng butil ay magiging magaspang, at ang magaspang na butil ay magpapalala sa plasticity at tigas ng bakal.
3) Pagbubuo ng σ-phase.
Ayon sa diagram ng iron-chromium phase, kapag pinananatili sa 500-800°C, ang haluang metal na naglalaman ng 40%-50% chromium ay bubuo ng isang yugto σ, at ang haluang metal na naglalaman ng mas mababa sa 20% o higit sa 70% chromium ay bubuo isang α+σ dual-phase na istraktura. Ang pagbuo ng σ-phase ay makabuluhang bawasan ang ductility at tigas ng bakal. Samakatuwid, ang ferritic na hindi kinakalawang na asero ay hindi dapat gamitin nang mahabang panahon sa 500-800 °C.
4) Brittleness sa 475°C.
Ang mataas na chromium (>15%) na bakal na ferritic ay madidinig kapag pinananatili sa 400-500 °C. Ang ganitong uri ng embrittlement ay tumatagal ng mas maikling oras kaysa sa pag-ulan ng σ phase. Halimbawa, kapag ang 0.080C-0.4Si-16.9Cr ferritic na hindi kinakalawang na asero ay pinananatili sa 450°C sa loob ng 4 na oras, ang tibay ng epekto sa temperatura ng silid ay halos bumaba sa zero. Ang antas ng embrittlement ay tumataas sa pagtaas ng nilalaman ng chromium, ngunit ang tibay ay maaaring mabawi pagkatapos ng paggamot sa itaas 600 °C. Ang embrittlement sa 475°C ay resulta ng pag-ulan ng alpha phase na mayaman sa chromium. Dapat iwasan ng naturang bakal ang pag-init malapit sa 475°C.
Oras ng post: May-02-2023