Recherche sur les caractéristiques et l'application de l'acier inoxydable ferritique
1 Résistance à la corrosion atmosphérique
Depuis ferritique acier inoxydable a une bonne résistance à la corrosion atmosphérique, il a été utilisé récemment comme toit et mur-rideau de bâtiments. Cependant, l'environnement atmosphérique dans les zones proches de la mer est particulièrement rude, en particulier les particules en suspension de l'eau de mer et de l'air sont des substances assez corrosives. Par conséquent, l'acier inoxydable ferritique à haute teneur en chrome utilisé dans ces environnements a été développé.
L'acier inoxydable résistant à la corrosion atmosphérique contient une haute teneur en chrome et une haute teneur en molybdène, et une petite quantité de niobium et de titane est ajoutée. Cet acier contient en effet 22% de chrome et 1.2% de molybdène. Une quantité suffisante de chrome et de molybdène est essentielle pour améliorer la résistance aux piqûres de l'acier inoxydable. Les aciers inoxydables austénitiques de type 304 et 316 présentent une augmentation significative de la surface de rouille avec l'augmentation du nombre de cycles d'essais de corrosion cycliques.
Au contraire, pour les aciers inoxydables ferritiques tels que le Type 444 et l'acier R&D, la zone rouillée a légèrement augmenté au cours des 600 premiers cycles d'essai, et après un cycle d'essai plus long, la zone rouillée était dans un état saturé. L'acier de recherche et développement (22Cr-1.2Mo-Nb, Ti) montre que la zone rouillée est la plus faible de toute période d'essai.
2 Résistance à la corrosion intergranulaire
L'acier inoxydable 410L ou 409 est utilisé comme matériau pour les systèmes de contrôle des émissions d'échappement des automobiles en raison de sa bonne résistance à la corrosion, de sa formabilité et de sa résistance à la chaleur. Ces dernières années, la température de conception des gaz d'échappement des automobiles a augmenté. En effet, l'augmentation de la température des gaz d'échappement des automobiles peut améliorer l'efficacité de conversion des convertisseurs catalytiques et réduire les émissions de gaz nocifs tels que les émissions de NOx, de SOx et d'hydrocarbures (HC).
Cependant, l'augmentation de la température peut entraîner de pires conditions de corrosion du matériau. Par exemple, le carbure de chrome va produire des dépôts sur le silencieux à la température d'échappement, c'est-à-dire qu'à une température de 400 à 500°C, il va entraîner un appauvrissement en chrome au joint de grain et une corrosion intergranulaire. La zone de soudure étant particulièrement sensible à la corrosion intergranulaire, il est nécessaire d'améliorer la résistance à la corrosion des aciers inoxydables ferritiques contenant 12 % de Cr. Une autre façon de résoudre ce problème est de développer un nouvel acier inoxydable ferritique.
Un exemple est l'ajout de niobium à de l'acier contenant 12 % de Cr. Ces aciers sont largement utilisés dans les systèmes d'échappement des automobiles en tant que matériaux intergranulaires résistant à la corrosion, tels que les conduits avant, les tuyaux centraux et les silencieux. Il est bien connu que la réduction de la teneur en carbone et en azote de l'acier est assez efficace pour empêcher la corrosion intergranulaire. Ainsi, l'ajout de niobium et de titane à l'acier peut encore améliorer sa résistance à la corrosion intergranulaire.
3 Formabilité
L'utilisation de l'acier inoxydable ferritique est si large et les propriétés de l'acier inoxydable ferritique requises par chaque utilisation sont différentes. Cependant, la formabilité de l'acier inoxydable ferritique est pire que celle de l'acier inoxydable austénitique tel que l'acier 304. Bien que la valeur de l'acier inoxydable ferritique, c'est-à-dire l'indice d'aptitude à l'emboutissage profond, varie dans une large plage de 1.0 à 2.0, la valeur n, c'est-à-dire l'indice de ductilité est limitée, à environ 0.2, ce qui est inférieur à 0.4 à 0.65 d'acier inoxydable austénitique. Pour les produits étirés, il est difficile d'utiliser de l'acier inoxydable ferritique pour remplacer l'acier inoxydable austénitique. Si vous souhaitez le remplacer, vous devez modifier la conception du produit et lui donner une forme dessinée.
4 Résilience
De nombreuses recherches ont été menées sur l'effet du titane et du niobium sur la formabilité sous pression, et l'accent est principalement mis sur la valeur moyenne de γ. La conclusion est qu'une quantité appropriée de ces éléments peut améliorer efficacement la formabilité sous pression. Cependant, un ajout excessif de ces éléments peut également avoir des effets néfastes.
Par exemple, lorsque la teneur en titane et en niobium augmente, la température de transformation des fissures longitudinales augmente également. Même si l'acier inoxydable ferritique a une bonne valeur moyenne de γ, la température de transition de fragilité ductile peut endommager la capacité d'emboutissage profond. Etant donné que la température de transformation est l'un des facteurs décisifs pour la formabilité, la déformation peut être difficile à réaliser à une température de transformation plus élevée.
5 Résistance à haute température
L'acier inoxydable 409L (11Cr-Ti) est utilisé comme matériau pour les collecteurs d'échappement des automobiles, et la température des gaz d'échappement est conçue pour être d'environ 800°C. Lorsque la température d'échappement est d'environ 900°C, l'acier inoxydable 430J1L (18Cr—0.4Nb—0.5Cu) est utilisé. Cependant, la température d'échappement augmente toujours, ce qui nécessite une amélioration supplémentaire de la qualité de l'acier inoxydable.
De cette façon, la résistance à la chaleur de l'acier inoxydable ferritique à haute teneur en chrome traditionnel ne peut pas répondre aux exigences des collecteurs d'échappement. Par conséquent, il y a toujours eu une forte demande pour des aciers inoxydables ferritiques à haute température compétitifs. Compte tenu de cette demande, l'effet de l'ajout de niobium et de molybdène sur les performances à haute température a été étudié.