现代含铌铁素体不锈钢的开发与应用

由中国特钢企业协会不锈钢分会、太原钢铁（集团）有限公司、CBMM－CITIC中信微合金化技术中心，共同主办的“现代含铌不锈钢国际学术讲座”于3月29日～31日在太原举行。不锈钢分会常务会长李成、太钢总经理李晓波、总工程师胡玉亭、中信金属公司总经理Pascoal Bordignon先生以及太钢、宝钢、一汽、上汽等单位60多名技术人员和专家学者参加了讲座。 　　主办方邀请了美国匹兹堡大学工Anthony DeArdo教授、日本新日铁专家Dr.Nobuhiko Hiraide 博士、日本Nisshin专家Manabu Oku博士就国外现代含铌不锈钢，特别是是铁素体不锈钢的物理冶金、合金设计、工艺技术、新产品开发和市场应用等方面做了精彩的学术报告。太钢技术中心介绍了该公司最近研究试制的含铌铁素体不锈钢（用于汽车排汽系统牌号）初步研究结果。CBMM－CITIC中信微合金化技术中心专家孟繁茂教授做了含铌不锈钢新产品开发的报告。 　　随着我国经济的快速发展和人民生活水平的提高，不锈钢的消费数量迅速增长，权威统计数据，中国的不锈钢消费：2000年170万t，2001年225万t，2002年320万t，2003年420万t，这个数字超过美国加日本的和，也已经逼近欧盟的消费量。世界2002年的生产总量是2000万t左右，消费量是1600多万t，我国的消费超过400万t，占世界1/4。所以，我们不仅是世界消费量最大的国家，也是增长速度最快的国家。由于消费的快速发展，到目前为止，我国仍然是一个不锈钢的进口大国，而且在逐年提高，从1999年开始，就成为世界第一进口大国。中国不锈钢的消费比例：奥氏体钢占90%，铁素体钢占10%左右。面整个世界钢消费结构是，奥氏体占75%左右，铁素体占25%左右。 　　由于中国不锈钢消费及生产的持续增长和奥氏体所占比例偏高等原因，促使了世界镍价的飞涨。在讲座会上，李成会长介绍，去年以来镍价最高涨到17万元/吨，超过了历史水平，增加了含不锈钢镍的成本。因此，在国内发展不含镍的铁素体不锈钢和马氏体不锈钢的生产，是我国不锈钢品种结构调整的一项重要任务，也是世界不锈钢发展的潮流。李成会长还介绍了现代不锈钢的含义。他认为，所谓现代不锈钢，应具备三个特点：第一，对微量元素的控制要求更严格，通常要求更低的C和N；第二，需要采用现代冶金装备进行冶炼和加工；第三，通常需要加入微量元素，以改善性能，并能满足某些特殊的要求。 　　由于传统铁素体不锈钢的成型性能差于奥氏体不锈钢，所以在应用方面受到了限制。1980年代起，国际上冶金材料专家通过加入少量铌，固定不锈钢中的间隙原子C、N，以改善传统铁素体不锈钢的成型性能（尤其是深冲性能），取得了很好的结果。研究结果证明，加入少量铌这一合金元素是赋予铁素体不锈钢良好深冲性的最有效的方式之一。讲座上，Anthony DeArdo教授介绍，不锈钢中加入铌，不仅改善了成型性能，而且还取得了许多意想不到的效果：如提高了抗起皱性能，从而改善了不锈钢的表面质量；提高了不锈钢的抗扭送化能力；提高了不锈钢的抗蠕变性能；改善了不锈钢的焊接性能等。 　　现代含铌铁素体不锈钢，不仅具有良好的综合性能，而且相对成本较低，有广泛的使用范围。类型主要有：现代汽车发动机排气系统用铁素体不锈钢、电站用超临界温度铁素体耐热不锈钢、建筑和装饰用耐大气腐蚀铁素体不锈钢、家用电器铁素体不锈钢等。 　　在发达国家，铁素体不锈钢产量很高，大约占不锈钢总产量的30～40%，不锈钢生产大国日本，每年在不锈钢中消耗的铌铁高达1500吨左右。而我国铁素体钢的消费和生产比例都很低，含铌的铁素体就更低，造成这种状况的主要原因有：认识问题，在亚洲，尤其是在中国，普通以是否具有“磁性”来判断不锈钢的防腐性能，这种“误解”限制了铁素体在民用领域的应用；技术问题，现代铁素体不锈钢对生产装备和工艺技术都有很高的要求。 　　近年来，以太钢为代表的不锈钢企业，已经成功地进行了冶金装备和工艺的改造，宝钢集团上钢一厂即将投产的不锈钢项目，都将为我国生产高附加值的现代不锈钢创造很好的条件。但是，由于我国不锈钢工业发展较晚，在生产高性能的铁素体不锈钢方面，还缺乏成熟的经验，在品种开发、工艺和质量控制上面临许多技术问题需要解决。目前，正在太钢研制的含铌409铁素体不锈钢（通过加入微量铌，改善了板材的表面质量，提高了产品的成材率和一级品率，机械性能也有所改善），以及这次在太钢召开的“现代含铌不锈钢国际学术讲座”，都将成为我国研究与生产现代不锈钢的一个良好开端。