超純鐵素體TTS445J2亞光表面的研究與開(kāi)發(fā)

武志平， 劉治宏

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司冷軋廠， 山西 太原 030002）

TTS445J2屬超純鐵素體不銹鋼，含w（Cr）為22%～23%，w（Mo） 為 1.8%～2.2%，耐蝕性?xún)?yōu)于SUS316L，特別是耐Cl-腐蝕性能，具有良好的焊接性和成形性，主要用于沿海地區(qū)大型建筑物的幕墻、屋面以等。亞光表面是一種低反光度的不銹鋼表面，在大型建筑、裝飾方面應(yīng)用可以有效的防止眩目光污染。本文采用廿輥森吉米爾軋機(jī)重點(diǎn)研究軋輥粗糙度對(duì)鐵素體不銹鋼TTS445J2表面粗糙度、光澤度的影響，同時(shí)研究加工性能及耐蝕性能。

1 實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)所使用的軋機(jī)是廿輥森吉米爾軋機(jī)[1-2]，軋輥使用普通大生產(chǎn)軋輥，成分如表1所示。試驗(yàn)用的TTS445J2均來(lái)自于大生產(chǎn)，成分如表2所示。冷軋成品厚度為0.495 mm，變形量相同，均為50%。不同粗糙度軋輥使用噴砂方法控制，利用壓縮空氣推動(dòng)46目金剛砂切割軋輥的方式制作，粗糙度分別使用 0.2 μm、1.0 μm、2.0 μm、3.0 μm 的軋輥。軋制[3-6]完成后進(jìn)行熱處理，改善材料的加工性能，同時(shí)測(cè)量表面耐蝕性能。

試樣表面分別進(jìn)行表面光澤度分析、粗糙度分析、激光共聚焦掃描三維形貌[7-10]。表面光澤度測(cè)量使用NOVO-GLOSS光澤儀，粗糙度測(cè)量使用Mitutoyo粗糙度儀。鹽霧腐蝕使用設(shè)備FS-11，在鹽霧箱采用連續(xù)噴霧方式試驗(yàn)，ρ（NaCl）為5%，試驗(yàn)溫度（35±2）℃，試驗(yàn) 1 000 h。

表1 實(shí)驗(yàn)用軋輥的化學(xué)成分 %

表2 實(shí)驗(yàn)用TTS445J2的化學(xué)成分 %

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 粗糙度及光澤度

表3是不同粗糙度軋輥試軋鐵素體不銹鋼TTS445J2樣品表面的粗糙度及光澤度。粗糙度取值為輪廓算術(shù)平均值Ra，即在取樣一定長(zhǎng)度內(nèi)，經(jīng)濾波后的輪廓偏距絕對(duì)值的算術(shù)平均值。光澤度測(cè)量選擇的20°為測(cè)量角度。

從表3可以看到，軋輥粗糙度為0.2 μm時(shí)，光澤度432 GU，粗糙度Ra值為0.05 μm，是常規(guī)2B表面的典型參數(shù)。軋輥粗糙度達(dá)到1.0 μm，成品光澤度117 GU，明顯下降，有了一定的消光效果，樣品粗糙度Ra值為0.51 μm，此時(shí)表面仍有一定的亮度，粗糙度也比較低，漫反射效果不特別明顯。軋輥粗糙度達(dá)到2.0 μm，成品光澤度35 GU，明顯下降，樣品粗糙度Ra值為1.12 μm，此時(shí)表面消光效果已經(jīng)很好。軋輥粗糙度達(dá)到3.0 μm，成品光澤度19 GU，樣品粗糙度Ra值為1.65 μm，消光效果非常好。

2.2 激光共聚焦三維形貌

圖1 不同粗糙度軋輥軋制TTS445J2后表面三維形貌

圖1 是試樣表面激光共聚焦三維形貌，圖1-1成品表面光澤度為117 GU，表面粗糙度為0.51 μm，從共聚焦形貌上可以看出，在所檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，有較大面積的平面，消光效果略差。圖1-2成品表面光澤度為35 GU，表面粗糙度為1.12 μm，從共聚焦形貌上可以看出，整體凹凸感已經(jīng)較明顯，同時(shí)也達(dá)到一定的高度，消光效果較好，可以很好的應(yīng)用于室內(nèi)建筑裝飾。圖1-3成品表面光澤度為19 GU，表面粗糙度為1.65 μm，從共聚焦形貌上可以看出，在所檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，表面呈現(xiàn)密集的凹凸?fàn)?，光線(xiàn)照射下可以很好的進(jìn)行漫反射，該表面消光效果非常理想，可以很好的應(yīng)用于大面積使用的建筑屋面。

圖2 不同粗糙度軋輥軋制TTS445J2后表面反光情況

2.3 組織回復(fù)情況

圖3 是亞光表面試驗(yàn)及常規(guī)產(chǎn)品退火后組織回復(fù)情況[4-10]。

圖3 超純鐵素體TTS445J2組織回復(fù)情況

亞光表面因其表面粗糙度較高，吸熱較常規(guī)產(chǎn)品較高，退火溫度設(shè)定略低于常規(guī)產(chǎn)品。退火后組織回復(fù)以及力學(xué)性能與常規(guī)產(chǎn)品相近，加工性能不受表面變化的影響。

2.4 表面腐蝕

圖4 亞光表面超純鐵素體TTS445J2 1 000 h鹽霧照片

圖4 是亞光表面超純鐵素體TTS445J2焊縫及母材1 000 h鹽腐蝕照片。

圖4-1和4-2分別是經(jīng)過(guò)鈍化處理的表面鹽霧情況，從結(jié)果中可以看出，亞光表面經(jīng)鹽霧腐蝕1 000 h后，表面沒(méi)有出現(xiàn)銹蝕。圖4-3是未經(jīng)過(guò)鈍化處理的表面鹽霧情況，從結(jié)果中可以看出，出現(xiàn)了銹蝕。亞光表面經(jīng)過(guò)鈍化處理后，其耐蝕性明顯提高，可以滿(mǎn)足建筑、裝飾使用。

3 結(jié)論

1）通過(guò)廿輥森吉米爾軋機(jī)的軋制將軋輥粗糙度傳遞到帶鋼表面的方法可以生產(chǎn)亞光表面不銹鋼。

2）隨著軋輥粗糙度的提高，帶鋼表面粗糙度也在提高，光澤度呈降低趨勢(shì)。軋輥粗糙度達(dá)到2.0～3.0 μm時(shí)，試驗(yàn)帶鋼表面有很好的消光性，可以應(yīng)用于室內(nèi)裝飾及建筑外墻、屋面。

3）使用本實(shí)驗(yàn)方法生產(chǎn)亞光表面樣品具有很好的消光性，經(jīng)過(guò)退火及鈍化處理后，組織及耐蝕性能與常規(guī)表面產(chǎn)品相近。