Investigación sobre características y aplicación del acero inoxidable ferrítico
1 Resistencia a la corrosión atmosférica
Dado que ferrítico acero inoxidable Tiene buena resistencia a la corrosión atmosférica, se ha utilizado recientemente como techo y muro cortina de edificios. Sin embargo, el ambiente atmosférico en áreas cercanas al mar es particularmente duro, especialmente las partículas en suspensión del agua de mar y el aire son sustancias bastante corrosivas. Por lo tanto, se ha desarrollado el acero inoxidable ferrítico con alto contenido de cromo utilizado en estos entornos.
El acero inoxidable resistente a la corrosión atmosférica contiene alto contenido de cromo y molibdeno, y se agrega una pequeña cantidad de niobio y titanio. Este acero contiene en realidad un 22% de cromo y un 1.2% de molibdeno. Una cantidad suficiente de cromo y molibdeno es esencial para mejorar la resistencia a las picaduras del acero inoxidable. El acero inoxidable austenítico tipo 304 y 316 tiene un aumento significativo en el área de óxido con el aumento en el número de ciclos de prueba de corrosión cíclica.
Por el contrario, para los aceros inoxidables ferríticos como el Tipo 444 y el acero de I + D, el área oxidada aumentó ligeramente durante los primeros 600 ciclos de prueba, y después de un ciclo de prueba más largo, el área oxidada estaba en un estado saturado. El acero de investigación y desarrollo (22Cr-1.2Mo-Nb, Ti) muestra que el área oxidada es la menor en cualquier período de prueba.
2 Resistencia a la corrosión intergranular
El acero inoxidable 410L o 409 se utiliza como material para los sistemas de control de emisiones de escape de automóviles debido a su buena resistencia a la corrosión, conformabilidad y resistencia al calor. En los últimos años, ha aumentado la temperatura de diseño de los gases de escape de los automóviles. Esto se debe a que el aumento de la temperatura de escape de los automóviles puede mejorar la eficiencia de conversión de los convertidores catalíticos y reducir los gases nocivos como las emisiones de NOx, SOx e hidrocarburos (HC).
Sin embargo, el aumento de temperatura puede resultar en peores condiciones de corrosión del material. Por ejemplo, el carburo de cromo producirá depósitos en el silenciador a la temperatura de escape, es decir, a una temperatura de 400 a 500 ° C, conducirá al agotamiento del cromo en el límite de grano y corrosión intergranular. Dado que el área de soldadura es particularmente sensible a la corrosión intergranular, es necesario mejorar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable ferrítico que contiene 12% de Cr. Otra forma de resolver este problema es desarrollar nuevo acero inoxidable ferrítico.
Un ejemplo es la adición de niobio a acero que contiene 12% de Cr. Estos aceros se utilizan ampliamente en los sistemas de emisión de gases de escape de los automóviles como materiales intergranulares resistentes a la corrosión, como conductos frontales, tubos centrales y silenciadores. Es bien sabido que la reducción del contenido de carbono y nitrógeno en el acero es bastante eficaz para prevenir la corrosión intergranular. De esta manera, agregar niobio y titanio al acero puede mejorar aún más su resistencia a la corrosión intergranular.
3 Formabilidad
El uso de acero inoxidable ferrítico es muy amplio y las propiedades del acero inoxidable ferrítico requeridas para cada uso son diferentes. Sin embargo, la conformabilidad del acero inoxidable ferrítico es peor que la del acero inoxidable austenítico, como el acero 304. Aunque el valor γ del acero inoxidable ferrítico, es decir, el índice de capacidad de embutición profunda, varía en un amplio rango de 1.0 a 2.0, el valor n, es decir, el índice de ductilidad es limitado, aproximadamente 0.2, que es menor que 0.4 a 0.65 de acero inoxidable austenítico. Para los productos estirados, es difícil usar acero inoxidable ferrítico para reemplazar el acero inoxidable austenítico. Si desea reemplazarlo, debe cambiar el diseño del producto y diseñarlo en una forma dibujada.
4 Resiliencia
Se han realizado muchas investigaciones sobre el efecto del titanio y el niobio en la conformabilidad a presión, y la atención se centra principalmente en el valor γ medio. La conclusión es que una cantidad adecuada de estos elementos puede mejorar eficazmente la conformabilidad de la presión. Sin embargo, la adición excesiva de estos elementos también puede tener efectos nocivos.
Por ejemplo, a medida que aumenta el contenido de titanio y niobio, también aumenta la temperatura de transformación de las grietas longitudinales. Aunque el acero inoxidable ferrítico tiene un buen valor γ promedio, la temperatura de transición de la fragilidad dúctil puede dañar la capacidad de embutición profunda. Dado que la temperatura de transformación es uno de los factores decisivos para la conformabilidad, la deformación puede ser difícil de llevar a cabo a una temperatura de transformación más alta.
5 Resistencia a altas temperaturas
El acero inoxidable 409L (11Cr-Ti) se utiliza como material para los colectores de escape de los automóviles, y la temperatura del escape está diseñada para ser de aproximadamente 800 ° C. Cuando la temperatura de escape es de aproximadamente 900 ° C, se utiliza acero inoxidable 430J1L (18Cr — 0.4Nb — 0.5Cu). Sin embargo, la temperatura de escape sigue aumentando, lo que requiere una mejora adicional de la calidad del acero inoxidable.
De esta manera, la resistencia al calor del acero inoxidable ferrítico tradicional con alto contenido de cromo no puede cumplir con los requisitos de los colectores de escape. Por lo tanto, siempre ha existido una fuerte demanda de aceros inoxidables ferríticos de alta temperatura competitivos en costos. Teniendo en cuenta esta demanda, se ha estudiado el efecto de la adición de niobio y molibdeno sobre el rendimiento a altas temperaturas.