为了开发一种新的汽车歧管用高耐热铁素体不锈钢,日本JFE的研发人员研究了合金化元素对15%Cr-1.6%Mo-Nb铁素体不锈钢高温强度和抗氧化性能的影响;研究了Nb和Mo这两种元素分别高于0.5%和1.5%饱和值时它们对钢的高温强度的影响。研究发现,除了优化添加的合金化元素成分之外,添加3%的W也能提高高温强度和抗氧化性能。锰能够有效提高氧化皮在高温下的粘附性能。在这些研究的基础上,JFE开发了一种具有良好热疲劳性的汽车歧管用高耐热铁素体不锈钢JFE-WX1(15%Cr-3%W-1.8%Mo-0.5%Nb-1%Mn)。该新钢种与传统钢种的化学成分比较见下表(mass%):
钢种 |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Nb |
Mo |
W |
JFE-WXI |
0.005 |
0.3 |
1.0 |
15 |
0.5 |
1.8 |
3 |
JFE-MH1 |
0.004 |
0.3 |
0.2 |
15 |
0.5 |
1.6 |
- |
JFE429EX |
0.008 |
0.9 |
0.3 |
15 |
0.4 |
- |
- |
该新钢种与15%Cr-1.6%Mo-Nb相比,在高温下(即使温度再升高50℃)具有相同的热疲劳性能、疲劳强度和抗氧化性。其与传统钢种的力学性能比较见下表:
钢种屈服强度(MPa)拉伸强度(MPa)延伸率(%)平均r值V氏硬度
钢种 |
屈服强度(MPa) |
拉伸强度(MPa) |
延伸率(%) |
平均r值 |
V氏硬度 |
JFE-WXI |
360 |
530 |
32 |
1.1 |
180 |
JFE-MH1 |
320 |
490 |
34 |
1.5 |
170 |
JFE429EX |
320 |
480 |
34 |
1.5 |
170 |
SUS444 |
350 |
520 |
32 |
1.1 |
170 |
(余冶)