超純鐵素體TTS445J2亞光表面的研究與開發

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%，耐蝕性優于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重點研究軋輥粗糙度對鐵素體不銹鋼TTS445J2表面粗糙度、光澤度的影響，同時研究加工性能及耐蝕性能。

1 實驗

本實驗所使用的軋機是廿輥森吉米爾軋機[1-2]，軋輥使用普通大生產軋輥，成分如表1所示。試驗用的TTS445J2均來自于大生產，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]完成后進行熱處理，改善材料的加工性能，同時測量表面耐蝕性能。

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

表1 實驗用軋輥的化學成分 %

表2 實驗用TTS445J2的化學成分 %

2 實驗結果與討論

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平均值Ra，即在取樣一定長度內，經濾波后的輪廓偏距絕對值的算術平均值。光澤度測量選擇的20°為測量角度。

從表3可以看到，軋輥粗糙度為0.2 μm時，光澤度432 GU，粗糙度Ra值為0.05 μm，是常規2B表面的典型參數。軋輥粗糙度達到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，此時表面消光效果已經很好。軋輥粗糙度達到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，在所檢測區域內，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，整體凹凸感已經較明顯，同時也達到一定的高度，消光效果較好，可以很好的應用于室內建筑裝飾。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，在所檢測區域內，表面呈現密集的凹凸狀，光線照射下可以很好的進行漫反射，該表面消光效果非常理想，可以很好的應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 組織回復情況

圖3 是亞光表面試驗及常規產品退火后組織回復情況[4-10]。

圖3 超純鐵素體TTS445J2組織回復情況

亞光表面因其表面粗糙度較高，吸熱較常規產品較高，退火溫度設定略低于常規產品。退火后組織回復以及力學性能與常規產品相近，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分別是經過鈍化處理的表面鹽霧情況，從結果中可以看出，亞光表面經鹽霧腐蝕1 000 h后，表面沒有出現銹蝕。圖4-3是未經過鈍化處理的表面鹽霧情況，從結果中可以看出，出現了銹蝕。亞光表面經過鈍化處理后，其耐蝕性明顯提高，可以滿足建筑、裝飾使用。

3 結論

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

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。軋輥粗糙度達到2.0～3.0 μm時，試驗帶鋼表面有很好的消光性，可以應用于室內裝飾及建筑外墻、屋面。

3）使用本實驗方法生產亞光表面樣品具有很好的消光性，經過退火及鈍化處理后，組織及耐蝕性能與常規表面產品相近。