鐵素體不銹鋼工藝簡介
    鐵素體不銹鋼在日本各大鋼鐵公司自上世紀70年代中期以來經采用大型AOD和VOD精煉設備，在工業規模上以很低的成本大批量生產一系列低〔C+N〕含量超純鐵素體不銹鋼。經過十多年的歷史，工藝流程日趨完善，精煉技術日益成熟，所生產的各種牌號超純鐵素體不銹鋼在許多方面的應用領域里已逐步取代了奧氏體不銹鋼。

鐵素體不銹鋼不含Ni或僅含少量Ni，與奧氏體不銹鋼相比較，生產成本較低。鐵素體不銹鋼冷加工硬化傾向較低；導熱系數高，為奧氏體不銹鋼的130%~150%；線膨脹系數低，僅為CrNi不銹鋼的60%~70%；其耐氯化物應力腐蝕、耐點蝕、耐縫隙腐蝕性能優良。雖然有上述優點，但鐵素體不銹鋼存在的一些嚴重缺點限制了它的使用。其大缺點是韌性不足、晶間腐蝕敏感、焊接性能差。

研究表明，鐵素體不銹鋼工藝這個問題主要是由間隙元素碳、氮所致。由于碳、氮在鐵素體中的溶解度很低且在體心立方晶格中的擴散速度快，故在鐵素體鋼中極易生成碳化物和氮化物，造成晶界貧鉻和晶間腐蝕。實驗表明，通過降低鐵素體不銹鋼中C+N含量，就能夠顯著改善其腐蝕性能，力學性能和焊接性能。以26Cr1Mo鋼為例，當C+N<(100~130)×10-6時，焊接后就不會產生晶間腐蝕；當C+N<(60~80)×10-6時，可在惡劣的點蝕環境中使用；當C+N<65×10-6時就能夠不產生低溫脆性。因此，超純鐵素體不銹鋼是現代鐵素體不銹鋼的發展方向，一般要求C+N<150×10-6這樣的低間隙元素含量，而且需要添加鈦、鈮、銅、鋁、釩等微量元素，以改善其性能。近年來，通過降低鐵素體不銹鋼中碳、氮含量和優化鉬、鈦、鈮的質量分數，發展了一系列性能優越的超純鐵素體不銹鋼。

鐵素體不銹鋼在冶煉過程中需要采用真空冶金手段，盡可能降低鋼液中的碳和氮，這是超純鐵素體不銹鋼冶煉時的核心問題。現有的不銹鋼精煉方法，如AOD，VOD，VCR，等等，將碳降到50ppm以下在技術上已不存在困難，但要將氮降到50ppm以下，卻很困難。因此，超高純鐵素體不銹鋼生產的關鍵是要解決脫氮問題。

鐵素體不銹鋼工藝研究工作表明：不銹鋼精煉過程中的脫氮是與脫碳過程同時進行的，脫碳速度越高，脫碳量越大，脫氮量也就越大。在[C]<0.1的低碳范圍內進行真空脫碳時，脫氮速度主要決定于底吹氬氣的攪拌強度。常規VOD法吹氬強度小，因漏入空氣而有增氮傾向；SS-VOD吹氬強度是常規VOD的2~4倍，真空吹氬攪拌時仍能脫氮；VOD-PB法的脫碳機制不同于常規VOD的頂吹氧，其脫氮條件優于SS-VOD。VCR法低碳區精煉階段的底吹氬攪拌強度是SS-VOD的13~17倍，強烈的攪拌大大增加了鋼液比表面積，減少了氣鋼界面上[N]的傳質阻力，氣相中氮分壓可降0.38torr，對冶煉超低碳、氮不銹鋼十分有利。

我國在超純鐵素體不銹鋼工藝的生產和應用方面與日本尚有很大的差距，我們國內各大鋼廠應該加快努力，克服技術難題，盡快縮短這種差距。

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