日本:不锈钢的使用及开发状况和发展方向
2015-02-28 09:06:16 作者:钢联资讯来源:

  提到日本的钢铁工业,新日铁、JFE、住友金属、神户制钢等世界顶级企业的名字马上就会涌入脑海。作为钢铁强国,日本钢铁工业较高的产业集中度、良好的战略布局、重大的前沿工艺技术、高质量高档次的产品等得以使其在国际竞争中遥遥领先于其他国家。而日本钢铁工业对先进技术矢志不渝的追求、科学的技术研发体系以及强大的消化吸收再创新能力更令人称道。下面介绍下日本不锈钢的使用、开发状况和发展方向,这对于中国不锈钢的使用和开发具有重要的借鉴意义。

 

  (1)铁素体不锈钢的应用不断扩大

 

  近年来,日本不锈钢产量和消费量约为300万t/a~350万t/a,其中约一半是奥氏体不锈钢SUS304。但是SUS304对局部腐蚀的耐蚀性不足,因此在更苛刻的环境下,就使用SUS316钢(增加 Ni含量并添加Mo)。然而由于Ni价高涨,所以开发了价格更低且耐蚀性和加工性与奥氏体不锈钢相同的铁素体不锈钢,使无Ni或少Ni的铁素体不锈钢得到广泛利用。如日本将铁素体不锈钢用于大型建筑物的屋顶用材,建造了许多不锈钢半球状拱形屋顶球场。
 

 

  17Cr-0.2Ti钢和21Cr-0.4Cu-0.3Ti钢是大幅降低C、N含量的铁素体不锈钢,其力学性能比传统SUS430钢显著提高。为避免Mo价不稳定的影响,还开发出节Mo钢种,如19Cr-0.4~0.6Cu-Nb系列钢种和上述21Cr-0.4Cu-0.3Ti。这些钢种都是通过增加Cr含量,降低C、N含量,并添加Cu和Nb来提高钢的耐蚀性。

 

  虽然增加Cr含量并添加Mo有利于提高钢的耐蚀性和加工性,但Mo与Ni一样也有资源紧缺的问题。解决的途径是最大限度地减少钢中不纯物并降低C、N含量。减少作为腐蚀源的非金属夹杂物、析出碳化物和不纯物的偏析,同时可提高钢的耐蚀性和加工性。

 

  (2) 特殊用途的不锈钢

 

  不锈钢的高纯度化和腐蚀特性

 

  控制非金属夹杂物和不纯物偏析对提高不锈钢耐蚀性非常重要。超低碳IF钢的生产技术已经为不锈钢的高纯度化指明了方向,对高纯度铁素体不锈钢的开发有很大促进作用。

 

  Mayuzumi等人以99.9%和99.99%的高纯度Fe、Cr、Ni等为原料用冷坩埚法脱氧,熔炼出几十公斤的不纯物浓度小于10ppm,氧含量为60ppm~80ppm的高纯度不锈钢(18Cr-16Ni-2Mo)。通过在钢中单独添加或复合添加C、N、P、S、Si、Mn合金,研究在13kmol/m3 HNO3溶液中不纯物对钢的耐晶间腐蚀性的影响。结果表明,单独添加C、N、P、S到100ppm并不会使钢的耐晶间腐蚀性下降,复合添加Si和P则会导致耐腐蚀性恶化。对18Cr-14Ni-1Mn-0.5Si钢而言,如将C、P、S的添加量分别控制到100ppm以下,钢的耐蚀性显著提高。

 

  在最近的超纯材料技术应用中,了解到理想状态下不纯物允许的浓度范围,在此基础上确定出实际材料生产中不纯物的浓度目标,以进行钢材开发。这方面的实验研究结果已引起关注。