铁素体不锈钢的种类和特性

不锈钢之所以“不锈”，是由于所含的铬使其具有显著的耐蚀性。铁素体不锈钢也不例外。铁素体不锈钢主要元素为铬（≥10.5%）和铁，有的牌号仅含铬，有的牌号除铬外，还含有其他元素（如 Mo、Ti、Nb 等）以获得一些特殊性能。

铁素体不锈钢含铬不含镍，而铬的价格在历史上相对稳定，因此与含镍的奥氏体不锈钢相比，其成本更低、更稳定。

铁素体不锈钢具有奥氏体不锈钢的大多数力学性能和耐蚀性能，并且还有许多优于奥氏体不锈钢的独特性能。因此铁素体不锈钢能够：

— 在不锈钢家族中作为304不锈钢的补充（304仍然是使用范围最广、最常用的牌号）；

— 替代200系不锈钢（通常具有更好的使用性能）；

— 由于其特殊性能，可在许多领域替代其他材料如碳钢、Cu、Zn、Al、塑料等，甚至在原本只能采用奥氏体不锈钢的领域，也可能成为优秀的替代材料。

采用铁素体不锈钢的用户通常会得益于其技术性能及较低的寿命周期成本。

铁素体不锈钢的“磁性”并不是“负面”的，而是它区别于其它不锈钢的一种特殊性能。

大家熟知的标准铁素体不锈钢409、410和430在全世界都可买到。它们在洗衣机滚桶、排汽系统等许多重要应用领域都非常成功。实际上铁素体不锈钢在各个领域都有巨大的应用潜力。

新开发的铁素体不锈钢如 439，441，444等，能够用于更广泛的领域。它们可加工成复杂的形状，并以最普通的连接方式进行连接和焊接。添加了钼的铁素体不锈钢 444对局部腐蚀的耐蚀能力至少可与奥氏体不锈钢 316 相当。

铁素体不锈钢由于成本、特性和供货渠道方面的优势，成为理想的选材。

一、五大类铁素体不锈钢

铁素体不锈钢分为五大类，其中1-3类为标准牌号，4-5类为特殊牌号。迄今为止，用量最大和应用范围最广的主要集中于标准钢号。因此，标准铁素体不锈钢一般完全能够满足和适用大多数应用领域的要求。

第 1 类 — Cr 含量：10%-14%；典型牌号409，410L。

这类钢在所有不锈钢中铬含量最低，因而最便宜，最适合在没有腐蚀或轻微腐蚀及允许有局部轻微生锈的环境下使用。409型不锈钢起初专门为汽车排气系统消音器（腐蚀不严重的外部）所设计。410L型不锈钢常用于容器、公共汽车和长途大轿车，最近用作液晶显示器的外框。

第 2 类 — Cr 含量：14%-18%；典型牌号 430。

它是一类使用最广的铁素体不锈钢，含有较高的铬，具有较好的耐蚀性，其多数性能与 304 类似。在某些应用领域，可替代 304 型不锈钢，一般在室内使用具有足够的耐蚀性。典型的用途包括洗衣机滚筒、室内面板等。典型的 430 经常作为 304 替代材料，用于厨房设施、洗碗机、壶和锅等。

第 3 类 — Cr 含量：14%-18%，包含稳定化元素 Ti、Nb 等；典型牌号 430Ti、439、441 等。

与第2类相比，这类型牌号具有良好的焊接性和成形性。在多数情况下，其性能甚至优于304。典型用途包括水槽、热交换管（制糖业、能源等）、汽车排气系统（比409寿命长）和洗衣机的焊接部位。第3类牌号甚至可替代 304用于性能要求更高的场合。

第 4 类 –- Mo含量在0.5% 以上; 典型牌号包括 434、436、444 等。

这类牌号通过添加钼增加耐蚀性，其典型的应用领域是热水箱、太阳能热水器、汽车排气系统、电加热壶和微波炉部件、汽车装饰条和户外面板等。444不锈钢的耐蚀性能与316不锈钢相当。

第 5 类 — Cr 含量：18%-30%；典型牌号包括 446、445/447 等。

这类牌号通过添加更多的铬和含有钼来提高耐蚀性和抗氧化性。这类牌号的耐蚀性和抗氧化性优于316。典型用途沿海和其它高耐蚀环境。JIS447的耐蚀性与金属钛相当。

二、现代铁素体不锈钢的优异性能

高质量铁素体不锈钢已经出现多年，目前已经形成了系列性能优异的商业牌号。

430 不锈钢曾经是早期唯一被认可的铁素体牌号，但早期的用户对这个牌号的使用，特别是在焊接或严重腐蚀条件下的使用，没有得到足够的技术支持，发生了一些事件，以致后来形成了铁素体不锈钢性能差而奥氏不锈钢性能优良的错误认识。

其实铁素体不锈钢很早就得到了改进。现代技术的全面支持和钢种的增加和多样化可保证在性能上满足用户的需求。铁素体不锈钢的性能可与奥氏体不锈钢相比，认为铁素体不锈钢性能差或特别好都是错误的，他们之间仅仅是性能和用途不同。

实际上在许多条件下，与昂贵的材料相比，铁素体不锈钢正成为一种更好的选材。这类不锈钢更适用一些有特殊要求的环境条件，性能不高也不低，刚好满足要求。

三、优良的成形性能

铁素体不锈钢的延展性和碳钢一样，大多数成型操作都没问题，但没有奥氏体不锈钢的延展性好。奥氏体不锈钢具有优越的延展性，但在不少情况下属“性能过优”。

铁素体不锈钢和碳钢表现出同样的成形性。因此，你只要想到现在可以将碳钢加工成各种复杂的形状（如汽车车身），就会意识到铁素体不锈钢也具有同样的可能性。只要工具和牌号选择正确，就可以将铁素体不锈钢加工成各种形状。

四、独特的磁性能

一个对铁素体不锈钢普遍的误解是，因为铁素体不锈钢有磁性，所以这类钢不是“真正”的不锈钢，而会像碳钢一样生锈。这是没有道理的。一些不锈钢有磁性而一些没有磁性的真正原因是它们之间的原子结构不同。耐蚀性与原子结构无关，而与化学成分有关，即特定的铬含量。而磁性与抗蚀性没有关系。

实际上，铁素体不锈钢的磁性能是这种材料的重要性能之一，有许多当前或潜在的用途和优点。电冰箱及刀具和其他金属工具的闭合都利用了这一性能。实际应用中，“感应发热”炊具中锅的基本性能就是磁性，因为其发热过程就是炊具本身的磁能转化成热能的过程。

五、独特的技术优势

铁素体不锈钢是一种特别耐用和低维护的材料，具有远比碳钢低的寿命周期成本，且100% 可循环再利用。

与碳钢相比，铁素体不锈钢具有所有不锈钢的优点：耐蚀性、低寿命周期成本和长寿命期等。此外，与同类钢种奥氏体不锈钢相比，其优势并不仅停留在其成本低这一个方面，实际上铁素体不锈钢在许多性能上都优于奥氏体不锈钢。

铁素体不锈钢特有的 “王牌”性能：

铁素体不锈钢有磁性；

铁素体不锈钢的热膨胀率低（加热时膨胀程度小于奥氏体不锈钢）；

铁素体不锈钢的高温抗氧化性能好（与奥氏体不锈钢相比，表面不容易形成氧化皮）；

铁素体不锈钢热传导率高（热传导比奥氏体不锈钢更加均匀）；

含有稳定化元素铌的铁素体不锈钢有良好的蠕变抗力（在长时间应力作用下的应变比奥氏体不锈钢小）；

铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢更易于切削和加工（奥氏体不锈钢的切削加工需要专用工具和大功率的机械，造成工具损耗也更大）；

在冷成形时，铁素体不锈钢的回弹倾向比奥氏体不锈钢小得多；

铁素体不锈钢的屈服强度高于304不锈钢（与碳钢相当）；

铁素体不锈钢不容易发生应力腐蚀开裂。

六、匹配即完美

在当前市场情况下，用户在针对特定的应用环境选材时，首先要避免材料选得“性能过剩”。

在过去的发展中，因奥氏体不锈钢 304 具有广泛的适用性，已成为应用范围最广、最易获得的不锈钢牌号。只要合理选材，现代铁素体不锈钢常常可以有效地替代304不锈钢。

经过对制造和使用质量仔细而实际的考察，结果显示具有成本优势的铁素体不锈钢足以满足加工者及最终用户对性能的要求。

有时，仅在使用方面做一个合理的让步（如建议用户定期清洗表面）就能保证这类低成本的铁素体不锈钢在其使用期内完全不被腐蚀。