1。1。2  意义

在不锈钢材料中，铁素体不锈钢具有极为重要的地位，在生产和使用方面已经有 接近一百年的历史。与其他金属和不锈钢比起来，它具有以下的特性。第一、铁素体 不锈钢不会受因为到加热或冷却过程的影响而发生相变，所以热处理的手段是没有办 法对它产生强化作用的；第二、它的热导率在所有不锈钢中都是最高的，但是它的线性膨胀系数很小；第三、和其他不锈钢比起来，它在成本上拥有有相当大的优势，因 为镍的价格比较高，而铁素体不锈钢基本上是不含镍的。

结合以上几点优势，铁素体不锈钢的大力发展，大大提高了它的性能，使其用途 变得更加广泛，这对我国的不锈钢工业发展具有及其重要意义[4]。

由于钢里面间隙元素的含量很高，以前的铁素体不锈钢在焊接性能和晶间腐蚀方 面的缺点很严重，这些缺点极大程度上制约了不锈钢产业的发展。自上个世纪 70 年 代以来，AOD 和 VOD 技术发展的很快，极大程度上降低了铁素体不锈钢中内碳、氮 等间隙元素的含量，同时还生产出了许多种类的低碳、氮(碳+氮≦300*10-6)和超低碳、 氮(碳+氮≦150*10-6)的新型铁素体不锈钢，这一类新型铁素体不锈钢的性能与传统的 铁素体不锈钢不同，它被命名为现代铁素体不锈钢[5]。随着现代铁素体不锈钢的在工 业和生产中的应用， 它在很大的程度上克服了铁素体不锈钢以前的很多缺点。奥氏 体不锈钢的镍含量比较高，但是铁素体不锈钢几乎不含有镍，因此它的价格成本相对 很低。铁素体不锈钢更是具有优异的耐高温氧化性能和极低的线膨胀系数。在如今的 工业生产领域，镍金属资源非常的紧缺，这也导致镍金属的价格很高而且还在上涨。 相比起来，现代铁素体不锈钢具有的低廉的成本和优异的性能，因此它在工业生产领 域中中拥有非常好的前景[6]。

1。2 铁素体不锈钢

1。2。1 铁素体不锈钢简介

不锈钢可以按照显微组织结构来区分为以下几大类:铁素体、马氏体、奥氏体、 沉淀硬化以及双相不锈钢。而铁素体不锈钢是一种高 Cr 钢。铁素体不锈钢的结构是 体心立方晶体，它基本上都是铁铬合金，由于 Cr 稳定 α 相的作用，当 Cr 含量超过 13。0%的时候，铁铬合金将不会再发生 γ 相变，无论高温还是低温，它都将会一直保 持 α 铁素体相组织。铁素体不锈钢含 Cr 量在 13%～30%范围随着含 Cr 量的增加，耐 蚀性不断提高。

钛和铌作为稳定化元素存在于一些铁素体不锈钢中，铁素体不锈钢的铺性和耐腐 蚀性由铬元素的含量来平衡；钼元素的存在会使得铁素体不锈钢的韧性和塑性降低， 而耐蚀性能和高温屈服强度则会提高，为了固定溶质碳和氮，需要加入铌和钛，这样 的操作对双稳定化处理有利。铁素体不锈钢按照铬元素的含量的不同可以大概分为三

大类[7]:高铬铁素体不锈钢(铬元素含量 23%～32%)、中铬铁素体不锈钢(铬元素含量 l6%～22%)和低铬铁素体不锈钢(铬元素含量 13%～15%)。

1。2。2 铁素体不锈钢性能

（1）物理性能：铁素体不锈钢有较高的导热系数、较低的线膨胀系数，且呈现 强磁性，但铁素体不锈钢的线膨胀系数只有奥氏体不锈钢 60%～70%，而铁素体不锈 钢的热导率是奥氏体不锈钢的 130%～150%[8]。

（2）力学性能：铁素体不锈钢的力学性能比如冷加工硬化倾向和伸长率都相对 较低。铁素体不锈钢的韧脆转变温度高于室温[9]。和奥氏体不锈钢相比它的屈服强度 高，其屈服强度和碳钢相当。

（3）耐蚀性能：和普通奥氏体不锈钢相比铁素体不锈钢能够在强碱和氯化物的 环境中具有比较高的耐腐蚀性能。在海水环境中，铁素体不锈钢的耐局部腐蚀性能也 比较强，但是它的缺点在于对晶间腐蚀比较敏感，铁素体不锈钢体和非稳定钢焊接在 焊缝线会比较敏感，在化学介质中会产生晶间腐蚀[10]。它在过钝化电位区产生的晶间 腐蚀可通过晶间处碳化物或 σ 相本身的选择性溶解来解释，而在活化-钝化区及其他 电位区的晶间腐蚀也都可用贫 Cr 理论来解释[11]。当然，对铁素体不锈钢可通过加入 Ti、Nb 等稳定化合金元素进行稳定化处理来降低或消除晶间腐蚀敏感性。