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含錫不銹鋼的研發
在鋼鐵工業中,傳統認為錫是鋼中的有害雜質元素,它影響鋼材質量,尤其是連鑄坯質量,使鋼產生熱脆性、回火脆性,產生裂紋和斷裂,影響鋼的焊接性能,是鋼鐵“五害”之一。但實際應用中發現,錫在一些鋼種中有電工鋼、鑄鐵、易切削鋼、不銹鋼中不無裨益,近年來國內外,研發了一系列含錫不銹鋼,取得了非常好的效果,具體是:
1、耐硫酸露點腐蝕鋼
????? 日本開發了耐硫酸露點腐蝕鋼,這種鋼中主要含Mn、Cu、Cr、Sn等抗硫酸露點腐蝕的元素,Cu、Cr是主要的抗大氣腐蝕元素。銅在鋼的大氣腐蝕過程中起著活性陰極的作用,鉻與鋼中的Cu、Si等元素匹配,能顯著提高鋼的耐腐蝕性能。Sn,Sb的加入對阻止稀硫酸的腐蝕起了明顯作用。
????? 目前國內外正在使用的耐硫酸露點腐蝕用鋼,一般都是以Cr-Cu-Sb(Sn)系的成分為配方,如美國和日本在鍋爐預熱器中使用的主要牌號CORTEN、NAC-2B、NAC-2C等,國內江陰興澄特鋼的ND鋼,即09CrCuSn,也是Cr-Cu-Sb(Sn)研發思路。
2、水霧化粉末成型不銹鋼
???? 美國SCM公司開發了一種用水霧化粉末制成的高耐腐蝕性不銹鋼303。它的耐蝕性比316加保護層材料要好,成本要低。這種鋼的設計時既考慮了切削性,又考慮了耐蝕性,所以加入1%Sn和2%Cu。
???? Cu和Sn的協同作用,使不銹鋼在稀硫酸和有機含氯酸中有較好的耐腐蝕性,而Sn,Cu,Sb的相互作用形成連續的氧化層,阻止腐蝕的進行,另外錫可以抵消氮的有害作用,減緩σ相的生成。在1149℃的NaCl溶液浸漬168h,這種鋼不受腐蝕,而一般的粉末冶金制品則腐蝕程度達30-40%。
3、含錫鐵素體不銹鋼
???? 日本新日鐵住友公司開發了低間隙原子含錫鐵素體不銹鋼NSSCFW1,新日鐵成為全球首家研發出這種鋼材的公司。研發中加入了微量的錫元素,提高了鐵素體不銹鋼的耐蝕性,同時提高了其成形性,這種鋼以14%的構成達到了18%Cr的耐腐蝕性。
???? 繼NSSCFW1后,新日鐵又研發了NSSCFW2,在16%Cr的基礎上添加了0.3%的Sn,具有比SUS304更高的耐蝕性,同時比SUS304,節約了約40%的Cr、Ni。
???? 結合我國情況,我國錫礦資源十分豐富,錫礦的探明儲量為2600萬t,占世界探明儲量的1/4,是世界上錫礦儲量最多的國家。研發新一代的含錫不銹鋼,可以減少對外貴合金資源的依存度,同時獲得高附加值的新品種結構,具有廣闊的發展前景。