日本大同不锈钢最新研究进展
一、概要
灵活利用不锈钢的高强、高耐蚀性特点,制成产品广泛用于汽车部件、信息通信器材、家电器材、文具及炊饮日用品及土木建筑等各个领域,与我们的生活息息相关。
近年来,对不锈钢的要求,在以往的高性能低成本的基础上,进一步要求降低对环境的破坏以及节省稀缺资源消耗。
二、易切削不锈钢
机器、部件中需要切削加工制造的很多。在重视高产率与尺寸精度的情况下,通常使用切削性好的含S易切削钢和含Pb易切削钢。但因在JIS标准的钢种,按照用途尚不能完全满足规格、性能要求。因此,开发了改善性能、符合各种规格要求的钢种。
1、铁素体系易切削钢逸散气体对策
记忆媒体中所使用的硬盘驱动器部件,要求高精度加工。以往,采用SUS430F或日本大同特殊钢公司开发的DSR6F等含S易切削钢及复合易切削钢。但是在部件制造过程以及湿润环境中,钢中的S产生硫化气体,即产生逸散气体,导致硬盘驱动器内的铜配线或银配线及接触点恶化。为此开发了DHS19钢,其在保持易切削性的同时,防止了逸散气体产生,并达到实用化。
一方面,Pb是环境负荷高的元素,是将来要规范制约的对象。此外,对加工后表面粗糙度和耐蚀性等方面的要求越来越高。因此,为替代铅,开发出钛碳硫化物夹杂物的钢种,以提高切削性。同MnS夹杂物相比,析出细微粒状的Ti4C2S2,切削后的表面粗糙度就小。
2、高切削性马氏体系复合易切削钢
SUS420F、DSR10F和DSR20F均属于高强马氏体系易切削钢。为满足超极易切削的性能要求,最近开发出DSR16FC和DSR20FD复合元素易切削钢。通过添加Te元素,并与MnS一起析出,抑制轧制状态MnS形变,达到易切削各向同性效果。细微弥散Pb具有极好地自润滑效果,从而提高切削性。这些钢种适用于要求强度高、耐蚀性好的电机传动轴。
三、冷加工用不锈钢
部件制造不仅需要切削,有时尚需采用冷加工。不过通常与结构钢相比,不锈钢的冷加工性差。为此,需要开发提高冷加工性的不锈钢。
铁素体系中开发出添加Nb、母相中固溶碳固化形成NbC,提高冷加工性LAK51(0.01C-19Cr-Nb)及高耐蚀性LAK52(0.01C-20Cr-Mo,Nb)不锈钢,适用于螺钉、螺栓。马氏体系中,在确保硬度和耐蚀性的基础上,调整C和Cr平衡,抑制生成导致冷加工裂纹的粗大一次碳化物,而开发出适用于传动轴、自攻螺钉的LAK41、LAK42和DSR7不锈钢。奥氏体系中,开发出增加SUSXM7中镍或铜含量,抑制加工硬化的DSK6U不锈钢。采用低碳化SUS630及添加最佳铌含量,开发出提高冷加工性的析出硬化系不锈钢钢种。
四、高N不锈钢
N元素固溶于不锈钢的奥氏体母相中,可提高耐蚀性和强度。在奥氏体及马氏体不锈钢中获得积极推广。
1、常压溶解铸造高N不锈钢
奥氏体系中,N元素较易固溶,所以很早以来就用于常压溶解铸造法,开发了添加N元素,实现高耐蚀性的Nitronic系列及替代镍的不锈钢。最近,开发出镍含量少于10%的DSN9超级耐腐蚀不锈钢。
马氏体系中添加0.14%的N,开发了比SUS440C中铬与碳元素少,抑制生成粗大一次碳化物,并获得极好耐蚀性的ES1轴承不锈钢。其硬度等同SUS440C、轴向力接触疲劳寿命提高5倍。
2、加压溶解铸造高N不锈钢
约20年前,欧洲致力开发加压ESR高N钢,并迅速达到实用化。奥氏体系不锈钢中,最大添加0.9%N的钢种用于发电机承重托环。该钢种不含镍,为非磁性,具有强度高、抗应力腐蚀性好等优点,是奥氏体单相组织。
此外,马氏体不锈钢,添加N元素取代C元素,开发了DINX30CrMoN15-1耐腐蚀轴承钢,在硬度保持不变情况下,减少一次粗大碳化物。日本大同特殊钢公司受日本新能源产业技术开发机构的委托,将20个大气压加压至500kg感应溶解装置,着手开发高N奥氏体系及马氏体系不锈钢。
五、非磁性不锈钢
石油采掘用部件中装有勘探用电子机器。为防止该机器出现误操作,钻头材料必须是非磁性材料。日本大同特殊钢公司在高Mn系奥氏体组织基础上,开发出添加最佳成分,确保耐蚀性和组织稳定的DNM110和DNM140不锈钢钢种,达到实用化。这些钢种用N固溶强化,常温加工,屈服强度和抗拉强度分别为110ksi和140 ksi以上,为透磁率≤1.01的非磁性钢。
六、节约资源不锈钢
近年来,受到合金元素价格上扬影响,从含镍奥氏体不锈钢改为节镍铁素体不锈钢的需求量不断增加。但通常情况下,铁素体系不锈钢强度与耐蚀性均比奥氏体系不锈钢差。因此,不断寻求开发提高铁素体系不锈钢强度与耐蚀性的钢种。日本大同特殊钢公司开发出强度和耐蚀性兼有的LAK53铁素体-马氏体双相组织的不锈钢,并用于螺栓、螺丝等紧固件部件。(来源:冶金信息网)
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