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含锡不锈钢的研发
在钢铁工业中,传统认为锡是钢中的有害杂质元素,它影响钢材质量,尤其是连铸坯质量,使钢产生热脆性、回火脆性,产生裂纹和断裂,影响钢的焊接性能,是钢铁“五害”之一。但实际应用中发现,锡在一些钢种中有电工钢、铸铁、易切削钢、不锈钢中不无裨益,近年来国内外,研发了一系列含锡不锈钢,取得了非常好的效果,具体是:
1、耐硫酸露点腐蚀钢
日本开发了耐硫酸露点腐蚀钢,这种钢中主要含Mn、Cu、Cr、Sn等抗硫酸露点腐蚀的元素,Cu、Cr是主要的抗大气腐蚀元素。铜在钢的大气腐蚀过程中起着活性阴极的作用,铬与钢中的Cu、Si等元素匹配,能显著提高钢的耐腐蚀性能。Sn,Sb的加入对阻止稀硫酸的腐蚀起了明显作用。
目前国内外正在使用的耐硫酸露点腐蚀用钢,一般都是以Cr-Cu-Sb(Sn)系的成分为配方,如美国和日本在锅炉预热器中使用的主要牌号CORTEN、NAC-2B、NAC-2C等,国内江阴兴澄特钢的ND钢,即09CrCuSn,也是Cr-Cu-Sb(Sn)研发思路。
2、水雾化粉末成型不锈钢
美国SCM公司开发了一种用水雾化粉末制成的高耐腐蚀性不锈钢303。它的耐蚀性比316加保护层材料要好,成本要低。这种钢的设计时既考虑了切削性,又考虑了耐蚀性,所以加入1%Sn和2%Cu。
Cu和Sn的协同作用,使不锈钢在稀硫酸和有机含氯酸中有较好的耐腐蚀性,而Sn,Cu,Sb的相互作用形成连续的氧化层,阻止腐蚀的进行,另外锡可以抵消氮的有害作用,减缓σ相的生成。在1149℃的NaCl溶液浸渍168h,这种钢不受腐蚀,而一般的粉末冶金制品则腐蚀程度达30-40%。
3、含锡铁素体不锈钢
日本新日铁住友公司开发了低间隙原子含锡铁素体不锈钢NSSCFW1,新日铁成为全球首家研发出这种钢材的公司。研发中加入了微量的锡元素,提高了铁素体不锈钢的耐蚀性,同时提高了其成形性,这种钢以14%的构成达到了18%Cr的耐腐蚀性。
继NSSCFW1后,新日铁又研发了NSSCFW2,在16%Cr的基础上添加了0.3%的Sn,具有比SUS304更高的耐蚀性,同时比SUS304,节约了约40%的Cr、Ni。
结合我国情况,我国锡矿资源十分丰富,锡矿的探明储量为2600万t,占世界探明储量的1/4,是世界上锡矿储量最多的国家。研发新一代的含锡不锈钢,可以减少对外贵合金资源的依存度,同时获得高附加值的新品种结构,具有广阔的发展前景。