對我國不銹鋼品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的一點意見

——現(xiàn)在新型鐵素體不銹鋼技術(shù)進(jìn)步及其應(yīng)用與市場

摘要：

本文根據(jù)我國鎳資源和不銹鋼廢鋼資源缺乏特點，提出擴(kuò)大鐵素體不銹鋼的品種和生產(chǎn)比重應(yīng)是我國不銹鋼品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的方向之一。與304型奧氏體不銹鋼相比較，無鎳的鐵素體不銹鋼的原料成本是較低的，并具有的熱膨脹系數(shù)低的優(yōu)點。因此，以430為代表的鐵素體不銹鋼產(chǎn)品的數(shù)量在增加，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛；介紹了鐵素體不銹鋼應(yīng)用和市場，如汽車發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼，電站用超臨界溫度耐熱鐵素體不銹鋼，建筑和裝飾用耐大氣腐蝕鐵素體不銹鋼，家用電器用抗菌鐵素體不銹鋼。自八十年代起國際上冶金材料專家，借鑒鈮在汽車板帶材用無間隙原子（IF）鋼中固碳/氮的作用機(jī)制及鈮在高強(qiáng)度低合金鋼中晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化作用以及在耐熱鋼和高溫合金中抗蠕變強(qiáng)度的機(jī)制，對鈮在改善傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼的成型性（尤其是深沖性能），耐蝕性，高溫強(qiáng)度等方面進(jìn)行了許多研究。結(jié)果證明，加入少量鈮這一合金元素是賦予鐵素體不銹鋼良好深沖性的最有效的方式之一，并可改善鐵素體不銹鋼的耐蝕性，提高鋼的耐高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能。尤其是近10年來，隨著對不銹鋼的需求和對品種質(zhì)量的要求的顯著增長和工藝技術(shù)的進(jìn)步，鈮在不銹鋼中作用的研究工作的不斷深入，相繼開發(fā)了多種新型的不銹鋼品種，尤其是鈮—鈦雙穩(wěn)定化的現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)用的鐵素體不銹鋼有了很大發(fā)展，它們具有非常優(yōu)良的性能并且得到了廣泛的應(yīng)用。

一、我國不銹鋼企業(yè)品種結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)的現(xiàn)狀

進(jìn)入“十五”期間，我國鋼鐵工業(yè)得到持續(xù)的快速發(fā)展，2002年粗鋼產(chǎn)量近1.81億噸，鋼材1.92億噸，進(jìn)口鋼材近2500萬噸，中國不僅是世界第一產(chǎn)鋼大國，也是世界第一大鋼材進(jìn)口大國。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，中國不銹鋼的消費也迅速增長，2001年中國不銹鋼的消費量達(dá)到205萬噸，2002年增長到300多萬噸其中進(jìn)口量為近238萬噸，這幾乎是美國和日本兩個國家的總合成為世界第一不銹鋼消費大國和進(jìn)口大國。據(jù)專家預(yù)側(cè)中國不銹鋼的消費量將持續(xù)以較高的水平增長.然而，中國鋼鐵工業(yè)不銹鋼的生產(chǎn)能力，品種和質(zhì)量的現(xiàn)狀都和市場的需求有很高大的差距。據(jù)統(tǒng)計，發(fā)達(dá)國家不銹鋼產(chǎn)量在總鋼產(chǎn)量的比重為3%，而我國只有0.55%。2002年中國不銹鋼粗鋼產(chǎn)量僅為94.73萬噸，鋼材125萬噸，其中民營不銹鋼企業(yè)的產(chǎn)量約占40%左右。如按世界人均消費水平3.7公斤（中國為2.3公斤）和不銹鋼消費強(qiáng)度為GDP的1.5-2.0倍計算，專家預(yù)計到2005年中國不銹鋼消費皇將為400萬噸。因此，當(dāng)前和未來不銹鋼市場的發(fā)展和需求，尤其是在中國加入WTO后，在激烈的國內(nèi)外兩個市場競爭中，也給我國特鋼企業(yè)帶來了機(jī)遇和新的挑戰(zhàn)。

和普鋼企業(yè)相比，在改革開放之后，由于種種原因我國特鋼企業(yè)的發(fā)展相對來說起步較晚，發(fā)展滯后，國營特鋼企業(yè)的冶金裝備和工藝技術(shù)落后于國際先進(jìn)水平，致使我國不銹鋼的品種和質(zhì)量均不能滿足國內(nèi)市場的需求。但是，這段時間國內(nèi)民營不銹鋼企業(yè)確有很大的發(fā)展。近年來，以太鋼為代表的特鋼企業(yè)成功地進(jìn)行了冶金裝備和工藝的改造，寶鋼集團(tuán)上鋼一廠的在建的熱軋不銹鋼項目等將為我國不銹鋼的高附加值的品種生產(chǎn)和發(fā)展創(chuàng)造了條件。在市場經(jīng)濟(jì)和國內(nèi)外產(chǎn)品激烈競爭的的環(huán)境下，不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品是直接面向客戶和市場的。只有市場需求的高附加值不銹鋼的產(chǎn)品才是企業(yè)獲取高利潤回報的出路。因此，企業(yè)進(jìn)行品種結(jié)構(gòu)調(diào)整應(yīng)以市場的需求為前提，確定本企業(yè)的品種發(fā)展大綱和發(fā)展企業(yè)名牌，不銹鋼產(chǎn)品的戰(zhàn)略，以此為企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的核心，進(jìn)行冶金裝備，工藝技術(shù)和現(xiàn)代企業(yè)管理（含專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)和科研隊伍建設(shè)等）等諸方面的改造，才能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的要求，在激烈競爭中立于不敗之地。

二、發(fā)展現(xiàn)代鐵素體（含馬氏體）不銹鋼應(yīng)是不銹鋼品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點之一

鑒于我國鎳和不銹鋼廢鋼資源缺乏，擴(kuò)大鐵素體和馬氏體不銹鋼的比重是我國不銹鋼品種結(jié)構(gòu)調(diào)整的重點之一。最近十幾年來，不銹鋼在家庭用品，食品，化學(xué)工業(yè)，建筑材料和汽車工業(yè)的應(yīng)用持續(xù)增長。眾所周知，304和430是最普及和應(yīng)用最廣的不銹鋼，它們約占全部不銹鋼產(chǎn)品的一半以上。與奧氏體不銹鋼相比較，無鎳的鐵素體不銹鋼的原料成本是較低的，因此，以430為代表的鐵素體不銹鋼產(chǎn)品的數(shù)量現(xiàn)在正在增加。鐵素體不銹鋼的應(yīng)用是廣泛的，以至于每種用途所要求的性能各有不同。 然而，傳統(tǒng)的鐵素體不銹鋼的成型性不如象304型的奧氏體不銹鋼，使其應(yīng)用受到了限制-因此，國際上冶金材料專家自八十年代起，借鑒鈮在汽車板帶材用無間隙原子（IF）鋼中固碳的作用機(jī)制及鈮在高強(qiáng)度低合金鋼中晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化作用以及在耐熱鋼和高溫合金中提高抗蠕變強(qiáng)度的機(jī)制，對鈮在改善傳統(tǒng)鐵素體不銹鋼的成型性（尤其是深沖性能），耐蝕性，高溫強(qiáng)度等方面進(jìn)行了許多研究，研究結(jié)果證明，加入少量鈮這一合金元素是賦予鐵素體不銹鋼良好深沖性的最有效的方式之一，并可改善鐵素體不銹鋼的耐蝕性，提高鋼的耐高溫強(qiáng)度和抗蠕變性能。

在80年代初，20/25Nb奧氏體不銹鋼（347），析出強(qiáng)化型20Nb2等已普及，而最具代表性是含11.5%Cr-Nb-Ti的409型和高Cr（18%）的439型鐵素體不銹鋼已在發(fā)達(dá)國家廣泛用于汽車發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)。鑒于這類鐵素體不銹鋼（0.6%Nb）的化學(xué)和熱機(jī)械穩(wěn)定性，使其應(yīng)用在極其苛刻的工作環(huán)境下工作，而取代鍍鋅鍍鋁的碳素鋼.尤其是近10年來，隨著對不銹鋼的需求和對品種質(zhì)量的要求的顯著增長，鈮在不銹鋼中作用的研究工作的深入和工藝技術(shù)的進(jìn)步，相繼開發(fā)了多種新型的不銹鋼種，尤其是鈮—鈦雙穩(wěn)定化的現(xiàn)代鐵素體不銹鋼有了很大發(fā)展，它們具有非常優(yōu)良的性能并且得到了廣泛的應(yīng)用。

三、現(xiàn)代鐵素體不銹鋼主要應(yīng)用領(lǐng)域和市場：

1．現(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)排氣系統(tǒng)用鐵素體不銹鋼

近10年來，在歐美地區(qū)，含Nb鐵素體不銹鋼的使用增長極快，特別是用于汽車排氣系統(tǒng)的T409型鐵素體不銹鋼，更是如此。

當(dāng)前，汽車工業(yè)的技術(shù)發(fā)展面臨著三個巨大挑戰(zhàn)，即降低價格、安全措施和環(huán)境保護(hù)。由于環(huán)保的要求，從70年代初對汽車尾氣的控制采用嚴(yán)格的強(qiáng)制性措施，不銹鋼開始在汽車的排氣系統(tǒng)上采用。根據(jù)日本汽車工業(yè)協(xié)會的調(diào)研報告顯示不銹鋼的使用量逐年明顯上升，從1973年的0.4%一直提高到1977年的0.9%，1989年使用量明顯上升，到1992年達(dá)到1.4%。當(dāng)前，國際上現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)的排氣系統(tǒng)都采用不銹鋼制造，80%為鐵素體不銹鋼（見表1），每輛車大約使用23-25kZ。按照這個水平，如每年投放市場約150萬輛汽車，大約消費40,000噸的鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼因其低的熱膨脹系數(shù)而獲得應(yīng)用?；静牧?8%Cr-Nb-Cu系的SUS430JIL。對于那些具有相對較低負(fù)荷的汽車，依然可采用409系（11%Cr-Ti/Nb）和429系（14%Cr-Si-Nb）不銹鋼。

表1 汽車主要零部件和不銹鋼品種（1997年數(shù)據(jù)統(tǒng)計）

2002年中國已成為世界第五汽車消費大國，我國汽車工業(yè)已在迅速發(fā)展，汽車總產(chǎn)量達(dá)到325萬輛，其中轎車產(chǎn)量達(dá)到100萬輛，增長50%。預(yù)計2003年中國汽車產(chǎn)銷量將達(dá)400萬輛。汽車工業(yè)已成為中國拉動工業(yè)增長的第二動力.汽車進(jìn)入家庭的時代已為期不遠(yuǎn)。不言而喻，汽車工業(yè)的不銹鋼市場將是非常光明的。。。。

2．電站用超臨界溫度鐵素體系耐熱不銹鋼

國際上，發(fā)電用鍋爐正朝著蒸汽的高溫高壓化及容量大型化發(fā)展，要求鋼有更好的高溫強(qiáng)度和蠕變斷裂強(qiáng)度。由于鈮的加入對改善綜合性能有利，鈮是耐熱鋼不可缺少的合金 化元素。日本等國家正積極開發(fā)超臨界溫度鐵素體系和奧氏體系耐熱鋼，如新型鐵素體系耐 熱不銹鋼額定蠕變斷裂強(qiáng)度為140MPa的NF610（0Cr-0.5Mo—lWVNb）和HCMl2A （12Cr-0.4Mo-2WCuVNb），新型奧氏體系耐熱鋼TempaloyA-1 （18Cr-8NiNbTi）和 SUPER304H（18Cr-9Ni-3Cu-Nb-N）等。當(dāng)前，我國在新型超臨界溫度的耐熱不銹鋼的研究開發(fā)尚處于空白，對這一未來應(yīng)用市場有待特鋼企業(yè)作些工作。

3．建筑和裝飾用耐大氣腐蝕鐵素體不銹鋼

建筑和汽車工業(yè)是輕型結(jié)構(gòu)材料的兩大市場。不銹鋼因其優(yōu)良的力學(xué)性能，耐高溫的防性能（不銹鋼結(jié)構(gòu)性損壞前可承受最高溫度達(dá)700C以上），耐大氣腐蝕性能及其比剛度 與鋁合金相當(dāng)優(yōu)點，使不銹鋼成為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)材料的理想選擇。20世紀(jì)90年代以來，不銹鋼 在建筑