Die Eigenschaften von ferritischem Edelstahl

1 Atmosphärische Korrosionsbeständigkeit von ferritischem Edelstahl

Da ferritischer Edelstahl eine gute atmosphärische Korrosionsbeständigkeit aufweist, wird er in letzter Zeit als Dach und Vorhangfassade von Gebäuden verwendet. Allerdings ist die atmosphärische Umgebung in Meeresnähe besonders rau, insbesondere die Schwebstoffe im Meer und in der Luft sind ziemlich korrosive Stoffe. Daher wurde der in diesen Umgebungen verwendete ferritische Edelstahl mit hohem Chromgehalt entwickelt. Edelstahl, der gegen atmosphärische Korrosion beständig ist, enthält viel Chrom und viel Molybdän, und eine geringe Menge an Niob und Titan wird hinzugefügt. Dieser Stahl enthält tatsächlich 22% Chrom und 1.2% Molybdän. Ausreichend Chrom und Molybdän sind unerlässlich, um die Lochfraßbeständigkeit von Edelstahl zu verbessern. Austenitische rostfreie Stähle vom Typ 304 und 316 weisen mit der Zunahme der zyklischen Korrosionstestzyklen eine signifikante Zunahme der Rostfläche auf. Bei ferritischen Edelstählen wie Typ 444 und F&E-Stahl nahm die verrostete Fläche dagegen während der ersten 600 Testzyklen leicht zu und nach einem längeren Testzyklus war die verrostete Fläche in einem gesättigten Zustand. Die entwickelte Stahlsorte (22Cr-1.2Mo-Nb, Ti) zeigt, dass der Rostbereich in allen Testperioden am geringsten ist.

2 Interkristalline Korrosionsbeständigkeit von ferritischem Edelstahl

Edelstahl 410L oder 409 wird aufgrund seiner guten Korrosionsbeständigkeit, Formbarkeit und Wärmebeständigkeit als Material für das Abgasreinigungssystem von Kraftfahrzeugen verwendet. In den letzten Jahren hat sich die Auslegungstemperatur von Automobilabgasen erhöht. Dies liegt daran, dass die Erhöhung der Kraftfahrzeugabgastemperatur den Umwandlungswirkungsgrad von Katalysatoren verbessern und schädliche Gase wie NOx, SOx und Kohlenwasserstoff(HC)-Emissionen reduzieren kann. Die Temperaturerhöhung kann jedoch zu schlechteren Korrosionsbedingungen des Materials führen. Beispielsweise erzeugt Chromkarbid bei der Abgastemperatur Ablagerungen am Schalldämpfer, dh bei einer Temperatur von 400 bis 500°C verursacht es Chromverarmung an der Korngrenze und interkristalline Korrosion. Da der Schweißbereich besonders empfindlich gegenüber interkristalliner Korrosion ist, ist es notwendig, die Korrosionsbeständigkeit von ferritischem Edelstahl mit 12% Cr zu verbessern. Eine andere Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, besteht darin, neue ferritische Edelstähle zu entwickeln. Ein Beispiel ist die Zugabe von Niob zu Stahl mit 12% Cr. Diese Stähle werden in großem Umfang als interkristalline korrosionsbeständige Materialien in Abgassystemen von Kraftfahrzeugen verwendet, wie etwa Frontkanälen, Zentralrohren und Schalldämpfern. Es ist allgemein bekannt, dass die Verringerung des Kohlenstoff- und Stickstoffgehalts in Stahl sehr wirksam ist, um interkristalline Korrosion zu verhindern. Auf diese Weise kann die Zugabe von Niob und Titan zu Stahl dessen Beständigkeit gegenüber interkristalliner Korrosion weiter verbessern.

3 Die Umformbarkeit von Ferrit-Edelstahl

Die Verwendungsmöglichkeiten von ferritischem rostfreiem Stahl sind so breit gefächert, und die für jede Verwendung erforderlichen Eigenschaften von ferritischem rostfreiem Stahl sind unterschiedlich. Die Umformbarkeit von ferritischem Edelstahl ist jedoch schlechter als die von austenitischem Edelstahl, wie 304-Stahl. Obwohl der γ-Wert von ferritischem Edelstahl, d. h. der Tiefziehindex, in einem weiten Bereich von 1.0 bis 2.0 variiert, ist der Wert von n, d. h. der Duktilitätsindex, auf etwa 0.2 begrenzt, was weniger als 0.4 bis 0.65 aus austenitischem Edelstahl. Bei gezogenen Produkten ist es schwierig, ferritischen Edelstahl zu verwenden, um austenitischen Edelstahl zu ersetzen. Wenn Sie es ersetzen möchten, müssen Sie das Design des Produkts ändern und es in eine gezeichnete Form entwerfen.

4 Zähigkeit von ferritischem Edelstahl

Es wurden viele Studien zum Einfluss von Titan und Niob auf die Pressformbarkeit durchgeführt, wobei der Fokus hauptsächlich auf dem durchschnittlichen γ-Wert liegt. Die Schlussfolgerung ist, dass die geeignete Menge dieser Elemente die Pressformbarkeit effektiv verbessern kann. Eine übermäßige Zugabe dieser Elemente kann jedoch auch schädliche Auswirkungen haben. So steigt beispielsweise mit steigendem Gehalt an Titan und Niob auch die Umwandlungstemperatur von Längsrissen. Obwohl ferritischer Edelstahl einen guten durchschnittlichen Gammawert hat, kann die duktile Sprödigkeitsübergangstemperatur die Tiefziehfähigkeit beeinträchtigen. Da die Umwandlungstemperatur einer der entscheidenden Faktoren für die Umformbarkeit ist, kann die Umformung bei einer höheren Umwandlungstemperatur schwierig sein.

5 Hochtemperaturfestigkeit von ferritischem Edelstahl

Als Material für den Autoauspuffkrümmer wird Edelstahl 409L (11Cr-Ti) verwendet, und die Abgastemperatur ist auf etwa 800 ° C ausgelegt. Wenn die Abgastemperatur etwa 900 °C beträgt, wird Edelstahl 430J1L (18Cr–0.4Nb–0.5Cu) verwendet. Allerdings steigt die Abgastemperatur weiter an, was eine weitere Verbesserung der Edelstahlqualität erfordert. Auf diese Weise kann die Hitzebeständigkeit von herkömmlichem ferritischem Edelstahl mit hohem Chromgehalt den Anforderungen von Abgaskrümmern nicht gerecht werden. Daher besteht seit jeher eine starke Nachfrage nach kostengünstigen hochwarmfesten ferritischen Edelstählen. Unter Berücksichtigung dieses Bedarfs wurde die Wirkung der Zugabe von Niob und Molybdän auf die Hochtemperaturleistung untersucht.

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