QN系列新型不锈钢(力荐)
新产品牌号 QN1803/304D,属全球首发高氮、高耐蚀、节镍奥氏体不锈钢产品。在保证与 304 不锈钢相当的耐腐蚀性能基础上,提高了材料的强度,同时降低了材料成本,使之具有比 304 不锈钢更高的性价比和更强的市场竞争力。
成分设计特点:高氮(≥2000ppm)、高铬(≥18%)、中镍(≈3.0%)和高铜(≥1.5%)。通过数字化研发平台 Thermo-Calc 热力学相图计算软件和实验数据分析,调控各相组分合金元素,不仅提高了产品的耐腐蚀性能,还使得 QN1803/304D 的屈服强度达到 304的 1.3 倍以上。QN1803/304D 具有如下特点:
(1) 点蚀当量 PREN=Cr+3.3Mo+30N-Mn 在 19.0 以上,拥有与 304 不锈钢至少同等的耐点蚀性能。在稀盐酸、稀硫酸、醋酸+盐等环境下的耐腐蚀能力远胜于 304 不锈钢。
(2) 在折弯、冲压、硬态等各种冷加工成形后的实际使用状态下,耐腐蚀能力优于 304。
(3) 屈服强度是 304 不锈钢的 1.30 倍以上,并且拥有不低于 45%的延伸率。耐磨性能和疲劳性能优于 304 不锈钢。
(4) 良好的焊接性能,焊后强度比 304 不锈钢高、耐腐蚀性能和 304 相当。
化学成分
表 1 QN1803/304D 与 304 不锈钢成分对比,wt%
钢种 |
C |
Si |
Mn |
P |
S |
Cr |
Ni |
Mo |
Cu |
N |
304 |
0.040 |
0.40 |
1.02 |
0.035 |
0.0021 |
18.11 |
8.02 |
0.02 |
0.12 |
0.045 |
QN1803/304D |
0.071 |
0.42 |
6.15 |
0.036 |
0.0008 |
18.14 |
3.03 |
0.11 |
1.62 |
0.235 |
1.4376 |
≤0.10 |
≤1.00 |
5.0~8.0 |
≤0.045 |
≤0.015 |
17.0~20.5 |
2.0~4.5 |
/ |
/ |
≤0.30 |
注:QN1803/304D 的典型成份满足欧标 EN10088-2:2014(牌号 1.4376),有利于海外出口。
耐腐蚀性能
1.盐雾腐蚀
依据 GB/T10125-2012 人造气氛腐蚀实验,QN1803/304D 在中性盐雾气氛(NSS)实验 1000h 无生锈(SGS 第三方检测报告)。
2.点蚀当量和点蚀电位
实验方法:GBT 17899-1999《不锈钢点蚀电位测量方法》。在考虑合金元素锰对不锈钢点腐蚀性能的负面影响下,QN1803/304D 具有比 304不锈钢略高的点蚀当量和点蚀电位。
3.点腐蚀速率对比
实验方法:GB/T 17897-2016《金属和合金的腐蚀-不锈钢三氯化铁点腐蚀实验方法-B 法 。实验数据显示,PREN<18 点腐蚀速率会急剧增加,耐点腐蚀能力急剧下降。QN1803/304D 点腐蚀速率介于 304 和 304L 不锈钢之间。
4.晶间腐蚀
表 2 QN1803/304D 和 304 不锈钢晶间腐蚀实验
实验方法:GB/T 4334-2008《金属和合金的腐蚀-不锈钢晶间腐蚀实验方法》-E 法。
5.二氧化硫凝露
按GB/T 9789-2008 实验方法,试样在 0.067%浓度,温度(40±3 )℃的二氧化硫气氛和冷凝条件下进行 6 个循环腐蚀实验(每循环为 24 小时)。按 GB/T 6461-2002 方法评定,QN1803/304D 和 304 都达到了 10 级。
表 3 QN1803/304D 和 304 不锈钢二氧化硫凝露实验
钢种 |
表面结果 |
等级 |
QN1803/304D |
表面无锈点 |
10 级 |
304 |
表面无锈点 |
10 级 |
6.不同环境下相对耐腐蚀能力对比
表 4 QN1803/304D、316L、201J1 和 304 不锈钢的相对腐蚀性能对比
腐蚀条件 |
钢种牌号 |
|||
304 |
QN1803/304D |
316L |
201J1 |
|
点蚀电位 |
1.00 |
1.10 |
1.48 |
0.21 |
点腐蚀速率 |
1.00 |
1.05 |
5.36 |
0.11 |
2B 板盐雾腐蚀 |
1.00 |
1.00 |
1.00 |
<0.002 |
压型板盐雾腐蚀 |
1.00 |
3.67 |
/ |
0.33 |
5%硫酸沸腾 |
1.00 |
6.60 |
24.86 |
0.18 |
10%硫酸 30℃ |
1.00 |
186.00 |
/ |
/ |
二氧化硫循环腐蚀 |
1.00 |
1.00 |
/ |
/ |
10%硝酸沸腾 |
1.00 |
0.58 |
/ |
0.02 |
65%硝酸沸腾 |
1.00 |
0.43 |
0.40 |
/ |
5%盐酸沸腾 |
1.00 |
5.07 |
/ |
/ |
50%醋酸 |
1.00 |
1.00 |
/ |
/ |
50%醋酸+5%氯化钠 |
1.00 |
1.46 |
/ |
/ |
QN1803/304D 在硫酸、盐酸、变形后盐雾、醋酸+氯化钠环境下耐蚀性远优于 304不锈钢;耐点蚀性能略优于 304;盐雾、二氧化硫、醋酸环境耐蚀性和 304 相当;仅在硝酸环境下差于 304。
机械性能(典型值)及冷加工性能
1.力学性能
表 5 QN1803/304D、304 和J4 不锈钢力学性能
钢种 |
厚度 mm |
屈服 Rp0.2,MPa |
抗拉 Rm,MPa |
伸长率 A50% |
硬度 HV |
180°折弯 |
拉深比 |
晶粒度 |
QN1803/304D |
0.95 |
415 |
745 |
50.5 |
215 |
完好 |
2.05~2.15 |
8.5 |
304 |
0.95 |
285 |
665 |
57.3 |
168 |
完好 |
2.10~2.20 |
8.5 |
J4 高铜 |
0.95 |
365 |
750 |
54.0 |
200 |
完好 |
1.65~1.80 |
8.5 |
QN1803/304D 的屈服和抗拉强度以及硬度均全面高于 304 不锈钢,在建筑屋面、装饰焊管等行业可实现材质减薄,进一步节约制造成本。冷弯实验:180°折弯无裂纹。
2.耐磨性能
QN1803/304D 不锈钢在低、中、高三个载荷下,相比 304 和 201 不锈钢均表现出了更好的耐磨性。
3.拉深成形性能
表 6 QN1803/304D、304 和J4 不锈钢拉深成形性能
钢种 |
拉深比 (0.95mm) |
成形 0.5h |
后 |
成形 24h |
后 |
||
QN1803/304D |
2.0 |
拉深成型后放置 0.5h,J4 制品发生时效开裂。 |
在35℃的0.16%盐酸+6%三氯化铁溶液实验 24 小时。304 制品发生开裂现象,而 304D 未出现开裂。 |
||||
304 |
2.0 |
304D |
304 |
J4 |
304D |
304 |
J4 |
J4 高铜 |
1.8 |
4.冷加工诱导马氏体
在冷加工变形条件下,QN1803/304D 的形变诱导马氏体含量和 316L 不锈钢接近,马氏体含量极少。而 304 不锈钢随冷变形量增大,产生较多的形变诱变马氏体。
5.不锈钢食品安全性
表 7 QN1803/304D 和 304 不锈钢重金属迁移测试
测试项目 |
限值 mg/kg |
检测限 RL |
QN1803/304D |
304 |
砷(As)迁移量 |
0.04 |
0.004 |
ND |
ND |
镉(Cd)迁移量 |
0.02 |
0.002 |
ND |
ND |
铅(Pb)迁移量 |
0.05 |
0.005 |
ND |
ND |
铬(Cr)迁移量 |
2 |
0.2 |
ND |
ND |
镍(Ni)迁移量 |
0.5 |
0.05 |
ND |
ND |
说明:数据来源上海 SGS |
|
符合 |
符合 |
表 8 304D 和 304 不锈钢食品安全测试结果
测试要求 |
QN1803/304D |
304 |
GB 4806.9-2016-感官(外观:表面应清洁,镀层不应开裂、剥落,焊接部分应光洁,无气孔、裂缝、毛刺) |
符合 |
符合 |
GB 4806.9-2016-感官(浸泡液:迁移实验所得浸泡液不应有异臭) |
符合 |
符合 |
GB 4806.9-2016-重金属迁移 |
符合 |
符合 |
说明:数据来源上海 SGS。测试标准:GB31604.49-2016《食品安全国家标准食品接触材料及制品砷镉铬铅的测定和砷镉铬镍铅锑锌迁移量的测定》第二部分第一法。判定标准:GB 4806.9-2016 《食品安全国家标准 食品接触用金属材料及制品》。
QN1803/304D 和 304 不锈钢按照国家食品安全标准要求检测,结果显示:均未检测到重金属析出,完全达到食品接触安全要求。
QN1803/304D推荐应用领域
1.装饰面板及装饰焊管
QN1803/304D 兼顾了 304 不锈钢优异的耐腐蚀性和 200 系不锈钢优异的研磨抛光性能。
2.建筑装饰
(1)建筑屋面及结构载重件
QN1803/304D 在保持和 304 不锈钢至少同等耐腐蚀性基础上,屈服强度达到 Q355级,远高于 304 不锈钢的 Q235 级。用于结构载重件等领域,可以减少材料厚度,进一步实现产品轻量化。
(2)门窗铰链拉杆
QN1803/304D 具有比 304 更优的耐摩擦磨损性能、更高的屈服强度,且拥有和 304
同等的耐腐蚀性能。
3.加强筋螺旋焊管
QN1803/304D 具有和 304 不锈钢同等甚至更优异的耐腐蚀性、良好的焊接性能以及更优良的耐磨性能。
4.深冲制品
QN1803/304D 属于稳态奥氏体不锈钢,拉深性能接近 304。由于其形变诱变马氏体极其微量,其时效开裂倾向远小于 304,适用于深冲制品领域。
5.冷藏箱
QN1803/304D 具有比 304 更高的点蚀电位、耐氯离子腐蚀性能更好以及优良的耐二氧化硫腐蚀,良好的焊接性能和低温(-40℃)拉伸性能。
6.脱硫塔
QN1803/304D 在硫酸环境下腐蚀耐能力是 304 的数倍,同条件下 304 的腐蚀速率是 304D 的 6 倍。QN1803/304D 更适合在含硫酸的工业环境下使用。