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日本住金不锈钢简介
不锈钢正式的普及是从餐具、器具、刀具、手表、供暖设备、办公用品等日常生活不可缺少的设备与工具开始的。其中水槽是代表,原本是贴瓷板的漏水池上开始使用SUS304(18Cr-8Ni)薄板冲压成形品,从20世纪70年代中期以后厨房结构逐步进行了全不锈钢化。这些变化都是由于不锈钢优良的耐蚀性、加工性和洁净感获得广泛认可所致。
为了确保清洗大型盘碟和锅的速度,现在的家用水槽已不局限于简单的矩形开口,而是被制作成异形水池。为了适应这种水槽的市场需求,住金不锈早先开发了冲压成形性和抗季节裂纹性比SUS304更优良的NSSC27A(17Cr-7Ni-2Cu)并已实用化;最近又开发了软质、且在加工领域的成形性特别优良的NSSC27AS(17Cr-7Ni-2Cu-LC,N),并得到广泛应用。
另一方面,在餐饮等服务业用厨房设备中,为了日常的彻底清洗,从开始一直采用铁素体(下简称F)系SUS430(17Cr)作为更大型且深的水槽用钢,后来采用了大幅度改善了深冲性的高纯度F系钢NSSC430D(17Cr-Ti-LC,N)。而且,住金不锈在该领域的代表性产品是在太阳能热水器上采用的NSSC190(19Cr-Mo-Nb,Ti-LC,N),此钢在>80℃的高温水环境中具有良好的耐晶界腐蚀性和耐SCC(应力腐蚀裂纹)性。另外,还开发和使用了以下材料:采暖等暖气燃烧设备部件用F系耐热不锈钢NSSCHOM(14.5Cr-4.5Al-Ti-LC,N)、NSSC405Si(13Cr-2Si)、NSSCFHl1(18Cr-2.5Si-Nb-LC)及小螺钉和笼等用线材NSSC160R(17Cr-0.4Cu-Nb-LC)。关于浴室和厨房围墙用薄板,则采用了以SUS430为基底的涂层钢板。
不锈钢在产业机械领域的正式使用是从化学工业开始的,以前是硝酸等化工设备和造纸机械,最近则是食品机械,还有作为环保产品的排烟脱硫设备等。另外,火电、核电设备和海水淡化成套设备等,都须使用大量不锈钢且要求其须有高耐蚀性、耐热性和优良力学性能、焊接性能等。该领域一直广泛使用钢板(含厚板与薄板)、钢管、棒线材等各种形状和尺寸、特性平衡良好、通用性高的SUS304(L)及SUS316(L)等规格钢种。住金不锈除向用户提供各种板材(含复合板)、棒线材之外,也努力供应焊管用板材和焊接材料线材,即使在对质量要求极严的核电设备构件中,也有该公司提供的制品。
到目前为止,住金不锈开发了以下已获得广泛应用的产品:奥氏体(简称A)系的NSSC170(25Cr-13Ni-0.9Mo-0.3N)、NSSC270(20Cr-18Ni-6Mo-0.7Cu-0.2N-LC)、NSSC260(20Cr-15Ni-3Mo-1.5Cu-0.2N-LC)、NSSC270R(20Cr-23Ni-6Mo-LC环口NSSC260A(22Cr-16Ni-3.5Mo-2Cu-0.2N-LC);双相钢的NSSCDXl(22Cr-5Ni-3Mo-0.13N-LC)、F系的NSSC190L(19Cr-2Mo-Nb-V-ULC,N)等。在脱硫·脱硝装置及焙烧等装置上早就使用NSSC170钢,但在高温高湿气体环境和硫酸(H2SO4)露点环境中,则一直使用NSSC260钢;并且,在高浓度氯离子环境的海水淡化成套设备和制盐装置、酱油贮罐等食品设备上,正在使用超级不锈钢NSSC270。
此领域的不锈钢使用是从将SUS316(17Cr-10Ni-2Mo)和SUS304用作窗框、门、栏杆等开始的。在海岸线长、大城市多处于海盐粒子飞来环境中的日本,大型建筑物的屋顶·墙壁用材须为高耐蚀性、且在屋顶大型化中须采用低热膨胀的不锈钢。为此,住金不锈快速开发了F系的NSSC220(20Cr-0.8Mo-Nb-LC,N),并于1999年用于商品展销馆。这在世界上是首次在大型屋顶上使用F系不锈钢,此后在大型建筑物上的应用就日益广泛了。
由住金不锈开发并进一步改善了耐蚀性的NSSC220M(22Cr-1.6Mo-Nb,Ti-LC,N),已被用于日本国内外众多建筑物上;而在如冲绳那样盐害严重的地域,则使用了A系的NSSC270。而且,作为屋顶·墙壁用材,住金不锈还保持有镀Al的和涂漆钢板,以满足用户的多样化需求。在土木领域的水闸门等高强度耐久性用途中,住金不锈推进了NSSC304N(18Cr-8Ni-Nb-0.2N)和NSSC410W(12Cr-LC)的使用;在高速公路隔音壁和高架桥的隔栅上推进了NSSC310L(17Cr-7Ni-LC)和NSSC436S(18Cr-1.2Mo-Ti-LC,N)的使用;在隧道的内装板中推进了NSSC180(19Cr-0.3Ni-0.4Cu-Nb-LC,N)和NSSC220M的特殊涂漆钢板的使用。
除耐蚀性之外,此领域有效利用了不锈钢的高级感、清洁感等不锈钢具有的高附加值,稳健地进行了不锈钢化,现已采用了多钢种的表面精加工和透明涂漆。20世纪90年代实现了洗衣机树脂滚筒的不锈钢化。洗衣机的全自动化使脱水时滚筒转速>750rpm,故要求其同时具有高强度和轻量化(薄壁化),加之对洗涤剂、漂白剂的耐蚀性、加工性、焊接性、高级感和清洁性及成本等多方面要求,故决定采用NSSC430D(17Cr-0.3Ti-LC,N),现已实用化。
而且,在该领域还开发了透明涂漆商品,兼具耐污染性、耐指纹性、创新性及抗菌性,已扩大使用到电子产品、餐具清洗机、电饭煲、热水炉等制品的外装材范围。其中被用作电冰箱门时,不锈钢板须有良好成形性和外观均匀性,实际采用的是有超高加工性的NSSCFDX(17Cr-0.2Ti-LC,N)钢板,并以单板印刷方式进行透明涂漆。
住金不锈在该领域的代表商品NSSC190是耐SCC性优良的材料,特别是作为电热水器罐体用的标准材料,从初期起就一直广泛使用。最近,日本的电热水器虽是以减排COj为目标的热泵加热方式为主流,但其热水罐体的主要材料仍是NSSC190。-电气机械用A系的住金不锈的独创商品NSSC110M(18Cr-10Ni-2Si-0.8Mo-2Cu),提高了方形深冲成形性和在>80℃的高温水和洗涤剂环境下的耐蚀性及耐SCC性,其一直用于交换器。
该领域主要使用不锈钢的是化学贮罐船和LNG(液化天然气)船。前者根据装载物种类和重量、选定要求水平不同的不锈钢厚板:1万吨级以下的船舶使用SUS304L、316L,2万吨级的需要高强度的SUS316LN,4万吨级的需要NSSCDXl和NSSC260A。该领域不锈钢的需求量最初针对于汽车排气系统,从20世纪80年代末开始显著增加,曾经短暂停滞后于90年代后半期又持续增加。时至今日,这类需求已占到运输机械用不锈钢总量的80%。
初期的汽车用不锈钢主要为NSSC180(19Cr-0.3Ni-0.4Cu-Nb-LC,N/旧YUS180)。当时的障碍是需要提高超低C(ULC)精炼技术,以及此钢种特有的热轧鳞皮疤缺陷防止技术和酸洗工序的鳞皮疤除去·无害化技术等,于是全公司进行技术攻关,开发出的高纯F系不锈钢商品,在一般环境下的耐蚀性可与SUS304媲美,故已被大部分汽车生产厂家所采用。当时的旧日本不锈钢公司也进行了同样钢种的开发,推出了NARl60(16Cr-0.4Cu-Nb-LC)商品。作为汽车生产厂家用不锈钢材,YUS180和NAR160占了大宗。
住金不锈提供的NSSC180不仅耐蚀性优良,且加工性、高温强度、焊接性等多种重要特性在高水平下很好地达成了平衡,这些都在使用中得到了证明。除用作排气集管和触媒等排气系统用材之外,还一直被有效用于家电外装、建筑五金及器物等。特别是在Ni价高涨时采用此多种特性平衡的材料代替SUS304,可降低成本。
从20世纪80年代就开始了排气集管和消音器的不锈钢化,到20世纪末排气系统大部分实现了不锈钢化。作为住金不锈的对应商品,排气集管采用的是NSSCFHZ(13Cr-1Si-Nb-LC)、NSSC50MS(14Ci-0.5Mo-0.3Nb-0.1Ti-LC)、NSSC190EM(18Cr-1.6Mo-Nb,Ti-LC,N)等;消音器采用的是NSSC409L(11Cr-Ti-LC)及其镀Al制品、NSSC432(17Cr-0.5Mo-0.2Ti-LC,N)、NSSC436S;挠性管采用NSSC305B(19Cr-13Ni-3.5Si);二轮车的消音器(和触媒载体)采用的是NSSC21M(18Cr-2A1-Ti-LC)等,还针对各种用途所要求的性能继续开发了增加新功能的商品,已获得广泛而有效的应用。
最近,要求汽车燃油供给管须有优良耐SCC性和耐盐害腐蚀性,已采用了住金不锈开发的NSSC436S。而且,在此领域,由于引擎的高功率化和石棉催化剂的问题,在引擎密封垫圈芯材中,有效利用了以自主技术改善了弹簧特性的SUS310L高强度商品和二轮圆盘制动专用NSSC410DA(12Cr0.07C)等自主商品。维修容易、再循环性也优良的不锈钢车辆现已为人们所熟悉。所用材料如对骨架等强度构件而言,从焊接部位的耐蚀性和强度考虑,采用的是SUS310L硬性材;而面板则主要采用SUS304。这些虽为JIS规格钢种,但作为车辆专用规格,强度构件用的SUS310L硬性材,需对每个强度和延伸率等进行细分,加之板厚公差要求严格,且生产批量小,故其生产难度较大。并且,对面板用SUS304表面外观要求极严,也是难生产钢材之一。原来,SUS310L硬材是新日铁生产,面板用SUS304为住友金属公司生产;现在,作为上述二者继承者的住金不锈则是本领域主要的材料供应者。最近,以车辆的轻量化为目标,正在对不使用骨架材,而以蜂窝面板构成车辆的技术进行深入研讨。
NSSC550(13Cr-2Ni-2Mo)是住金不锈独自开发的兼具高硬度和高耐蚀性的马氏体(M)系不锈钢商品。将此钢进行适当淬火和回火处理,可以获得0.2%屈服强度1150N/mm2、抗拉强度1750N/mm2、HV(维氏强度)550的极高强度和硬度,且具有与SUS304钢同等以上的耐蚀性,加之作为线材制品也具备重要的锻压性,故被用作建材中的自动攻丝螺栓、各种高强度销钉和高强度链条等。