409L不鏽鋼對腐蝕、高溫和疲勞的抵抗性強，可實現排氣系統部件的壽命化和輕量化。
基本介紹
- 中文名：409L不鏽鋼
- 特點：腐蝕、高溫和疲勞的抵抗性強
- 套用：汽車
- 優點：成本低廉，柔韌性好
介紹和套用,化學成分,力學性能,結晶特性,不鏽鋼知識,種類,不鏽鋼作用,典型用途,表面狀態,未來展望,
介紹和套用
409L抗高溫性強，可實現高效率的發動機及排氣系統，並減少排氣系統的厚度，可減少廢氣的排放。
409L成本低廉，柔韌性好，成材率高，容易更換，屬於環保性新產品。
409L不鏽鋼具有優良的耐腐蝕性，適合於延長汽車壽命和汽車的輕量化，且作為可回收再利用的環保材料，GM、Ford、Volkswagen、DaimlerChrysler等主要汽車廠商在排氣系統方面100%採用不鏽鋼。汽車排氣系統將汽車發動機所產生的高溫、高速燃燒廢氣進行處理後，把它排出汽車外部。排氣系統的主要功能在於減少震動和噪音，而且將廢氣進行再燃燒後，把它轉換成清淨的氣體。汽車排氣系統是汽車部件中最長的部件，該系統要承受極大的溫度變化(-20～850℃)和高溫、高速排氣氣體的高頻震動，而且處於汽車內變化最大、最複雜的環境中，409L可承受的溫度極限為(-20～650℃)。近來，由於環保對汽車尾氣標準日益嚴格、短距離市區駕駛增加、冬季除雪劑的散布等原因，排氣系統的使用標準也日趨嚴格，從歐Ⅱ-歐Ⅳ標準，傳統的鋼材無法滿足其技術要求，高端的機車排氣系統已經採用409L材料。每部車輛使用409L不鏽鋼量為35KGS-65KGS。
化學成分
409L/S40903不鏽鋼的化學成分(質量分數，%)
標準 鋼號 C:0.22; Cr：11; Ti:1 ;N ; Nb ; Ni ; Si ; Mn ; P ; S ;
美國ASTM 409L/S40903 0.030 10.5~11.7 6×C~0.75 - 0.50 1.00 1.00 0.040 0.030 -
409L/S40903不鏽鋼的牌號對照：國際ISO X2CrTi12；歐洲EN X2CrTi12/1.4512；日本JIS SUH409L。
409L/S40903不鏽鋼的特性
409L/S40903鋼是超低碳鐵素體不鏽鋼，抗氧化性能較好，焊接性能好。
力學性能
熱處理 ó0.2/MPa ób/MPa δ(%) 硬度HBW 退火、鋼板≤8.00 ≥275 ≥415 ≥20 ≤197
409L/S40903不鏽鋼的鍛造工藝規範
760 1040~1120 705~790 空冷
409L/S40903不鏽鋼的熱處理
退火溫度為780~950℃，快冷或緩冷，硬度≤197HBW。
409L/S40903不鏽鋼的用途
409L/S40903不鏽鋼主要用於製造汽車排氣處理裝置。
結晶特性
(1)409L鋼結晶時的固、液兩相區很小，小於30℃；
(2)在高溫下幾乎沒有γ相。因此409L鋼在澆注後開始結晶時，由於直接與結晶器表面接觸，液相的過冷度很大，同時結晶器表面又促進非自發形核，因此，液相的形核率很高，形成表面細等軸晶。表面細等軸晶區的形成速度很快，此時鈦的碳化物因時間短來不及析出。在細等軸晶區形成之後，一般的鋼形成柱狀晶，但409L鋼沒有出現柱狀晶。409L鋼由於液固兩相區溫度區間窄，結晶時成分過冷區小，柱狀晶不易向前生長。同時，在細等軸晶區形成之後，經過了一段時間，鈦和碳有時間進行擴散，形成碳化鈦顆粒，促進非自發形核。以上兩個原因使得該區域生成等軸晶，而不出現柱狀晶。斷面上沒有柱狀晶組織，全部為等軸晶，只是大小不同。在澆注過程中，當鋼坯溫度下降到1100℃時，如果碳含量較多，部分Cr與C形成碳化物，使碳化物周圍出現貧鉻區，有可能出現少量的δ相。此時鋼中出現兩個不同性能的相，或δ相含量在32%～6O%是坯塑性區。409L鋼碳含量很低，即使出現δ相，量也很少。因此，對性能不會有大的影響。
409L鋼從高溫到低溫幾乎沒有α→γ相變，因此晶粒很容易長大，出現粗大的鐵素體組織，強度較低，在連鑄中，板坯切斷後上行時，易出現彎頭現象，影響正常生產。409L鋼結晶時的主要問題是晶粒粗大導致的性能降低。
不鏽鋼知識
不鏽鋼（Stainless Steel）指耐空氣、蒸汽、水等弱腐蝕介質和酸、鹼、鹽等化學浸蝕性介質腐蝕的鋼， 又稱不銹耐酸鋼。實際套用中，常將耐弱腐蝕介質腐蝕的鋼稱為不鏽鋼，而將耐化學介質腐蝕的鋼稱為耐酸鋼。由於兩者在化學成分上的差異，前者不一定耐化學介質腐蝕，而後者則一般均具有不銹性。不鏽鋼的耐蝕性取決於鋼中所含的合金元素。
種類
1、鐵素體不鏽鋼：含鉻12%～30%。其耐蝕性、韌性和可焊性隨含鉻量的增加而提高，耐氯化物應力腐蝕性能優於其他種類不鏽鋼。屬於這一類的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。鐵素體不鏽鋼因為含鉻量高，耐腐蝕性能與抗氧化性能均比較好，但機械性能與工藝性能較差，多用於受力不大的耐酸結構及作抗氧化鋼使用。這類鋼能抵抗大氣、硝酸及鹽水溶液的腐蝕，並具有高溫抗氧化性能好、熱膨脹係數小等特點，用於硝酸及食品工廠設備，也可製作在高溫下工作的零件，如燃氣輪機零件等。
2、奧氏體不鏽鋼：含鉻大於18%，還含有 8%左右的鎳及少量鉬、鈦、氮等元素。綜合性能好，可耐多種介質腐蝕。奧氏體不鏽鋼的常用牌號有1Cr18Ni9、0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9鋼的wC<0.08%，鋼號中標記為“0”。這類鋼中含有大量的Ni和Cr，使鋼在室溫下呈奧氏體狀態。這類鋼具有良好的塑性、韌性、焊接性和耐蝕性能，在氧化性和還原性介質中耐蝕性均較好，用來製作耐酸設備，如耐蝕容器及設備襯裡、輸送管道、耐硝酸的設備零件等。奧氏體不鏽鋼一般採用固溶處理，即將鋼加熱至1050～1150℃，然後水冷，以獲得單相奧氏體組織。
3、奧氏體 - 鐵素體雙相不鏽鋼：兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的優點，並具有超塑性。奧氏體和鐵素體組織各約占一半的不鏽鋼。在含C較低的情況下，Cr含量在18%~28%，Ni含量在3%~10%。有些鋼還含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不鏽鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不鏽鋼的475℃脆性以及導熱係數高，具有超塑性等特點。與奧氏體不鏽鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。雙相不鏽鋼具有優良的耐孔蝕性能，也是一種節鎳不鏽鋼。
4、馬氏體不鏽鋼：強度高，但塑性和可焊性較差馬氏體不鏽鋼的常用牌號有1Cr13、3Cr13等，因含碳較高，故具有較高的強度、硬度和耐磨性，但耐蝕性稍差，用於力學性能要求較高、耐蝕性能要求一般的一些零件上，如彈簧、汽輪機葉片、水壓機閥等。這類鋼是在淬火、回火處理後使用的。
不鏽鋼作用
典型用途
大多數的使用要求是長期保持建築物的原有外貌。在確定要選用的不鏽鋼類型時，主要考慮的是所要求的審美標準、所在地大氣的腐蝕性以及要採用的清理制度。然而，其它套用越來越多的只是尋求結構的完整性或不透水性。例如，工業建築的屋頂和側牆。在這些套用中，物主的建造成本可能比審美更為重要，表面不很乾淨也可以。在乾燥的室內環境中使用304不鏽鋼效果相當好。但是，在鄉村和城市要想在戶外保持其外觀，就需經常進行清洗。在污染嚴重的工業區和沿海地區，表面會非常髒，甚至產生鏽蝕。但要獲得戶外環境中的審美效果，就需採用含鎳不鏽鋼。所以，304不鏽鋼廣泛用於幕牆、側牆、屋頂及其它建築用途，但在侵蝕性嚴重的工業或海洋大氣中，最好採用316不鏽鋼。現在，人們已充分認識到了在結構套用中使用不鏽鋼的優越性。有幾種設計準則中包括了304和316不鏽鋼。因為"雙相"不鏽鋼2205已把良好的耐大氣腐蝕性能和高抗拉強度及彈限強度融為一體，所以，歐洲準則中也包括了這種鋼。 實際上，不鏽鋼是以全標準的金屬形狀和尺寸生產製造的，而且還有許多特殊形狀。最常用的產品是用薄板和帶鋼製成的，也用中厚板生產特殊產品，例如，生產熱軋結構型鋼和擠壓結構型鋼。而且還有圓型、橢圓型、方型、矩型和六角型焊管或無縫鋼管及其它形式的產品，包括型材、棒材、線材和鑄件。
表面狀態
正如後面將談到的，為了滿足建築師們美學的要求，已開發出了多種不同的商用表面加工。例如，表面可以是高反射的或者無光澤的；可以是光面的、拋光的或壓花的；可以是著色的、彩色的、電鍍的或者在不鏽鋼表面蝕刻有圖案，也可進行拉絲等，以滿足設計人員對外觀的各種要求。保持表面狀態是容易的。只需偶爾進行沖洗就能去除灰塵。由於耐腐蝕性良好，也可以容易地去除表面的塗寫污染或類似的其它表面污染。
未來展望
由於不鏽鋼已具備建築材料所要求的許多理想性能，它在金屬中可以說是獨一無二的，而其發展仍在繼續。為使不鏽鋼在傳統的套用中性能更好，一直在改進現有的類型，而且，為了滿足高級建築套用的嚴格要求，正在開發新的不鏽鋼。由於生產效率不斷提高，質量不斷改進，不鏽鋼已成為建築師們選擇的最具有成本效益的材料之一。不鏽鋼集性能、外觀和使用特性於一身，所以不鏽鋼仍將是世界上最佳的建築材料之一。中國不鏽鋼行銷網整合了不鏽鋼及不鏽鋼供應鏈信息的服務平台，通過設立不鏽鋼行業資訊、行業觀察、企業管理、不鏽鋼設計、不鏽鋼論壇、設備材料、展會信息、不鏽鋼知識、人才招聘等各種欄目，通過最新信息、資料庫、資料庫、分析預測、交流平台等為會員單位和世界各國用戶，提供中國不鏽鋼業以的信息和諮詢服務；為不鏽鋼業和相關產業提供貿易信息，尋找商業機會；傳播不鏽鋼文化和家居生活藝術，提供不鏽鋼消費知識。
