Направления развития качества марок мировой штамповой стали
2026-08-31
Направления развития качества марок мировой штамповой сталиРазвитие качественных характеристик марок штамповой стали в мире реализуется по следующим направлениям: стали с повышенной коррозионной стойкостью, стали с высокой формуемостью, стали высокой прочности и твердости, жаростойкие и окалиностойкие марки, а также высокоазотистые штамповые стали.
Развитие качества марок мировой штамповой стали осуществляется по следующим направлениям:Штамповые стали с повышенной коррозионной стойкостьюСовременные штамповые стали с высокой коррозионной стойкостью делятся на две группы. Первую группу составляют так называемые суперштамповые стали, ярким представителем которых является марка YUS270 (20Cr-18Ni-6Mo-N) компании Nippon Steel — её коррозионная стойкость сопоставима с титаном. Сталь YUS270 отличается повышенным содержанием хрома и молибдена, а азот в её составе эффективно улучшает коррозионную стойкость. Коэффициент теплового расширения YUS270 занимает промежуточное значение между аустенитными и ферритными штамповыми сталями. Материал применяется в установках для опреснения морской воды, на химических предприятиях, в строительных конструкциях в прибрежных зонах с интенсивной коррозией под действием хлорида натрия и в других объектах. Ферритная штамповая сталь SUS447J1 (30Cr-2Mo) также относится к категории суперштамповых сталей.Вторую группу образуют высокочистые ферритные штамповые стали. Увеличение содержания хрома и молибдена при одновременном снижении концентрации углерода и азота позволяет улучшить как коррозионную стойкость, так и формуемость материала. Типичными представителями этой группы являются марки YUS220M (22Cr-1.5Mo-Ti-Nb), YUS190 и YUS190L (19Cr-2Mo) производства Nippon Steel; у остальных марок данной категории содержание хрома и молибдена незначительно варьируется. Также недавно были разработаны новые высококоррозионностойкие марки: YUS260 (20Cr-15Ni-3Mo-Cu-N), YUS110M (18Cr-12Ni-2Si-Mo-Cu) и YUS27A-M (17Cr-7Ni-2Cu-2Si).Совместное легирование титаном и ниобием препятствует выделению неметаллических включений, являющихся очагами коррозии, и способствует формированию оксидной пассивирующей плёнки на основе титана, за счёт чего коррозионная стойкость стали повышается. Данная технология уже внедрена компанией Nippon Steel в производстве марок YUS190 и YUS220M.Согласно опубликованным данным, совместное легирование Ti, Nb и Al дополнительно повышает коррозионную стойкость. Также установлено, что сера, традиционно считающаяся вредным элементом, улучшает стойкость низкохромистых штамповых сталей к межкристаллитной коррозии — её эффект аналогичен влиянию азота на коррозионную стойкость аустенитных штамповых сталей. Перспективные исследования в области повышения коррозионной стойкости будут в основном сосредоточены на контроле включений и разработке защитных поверхностных покрытий.
Штамповые стали с высокой формуемостьюФерритные штамповые стали имеют относительно низкую пластичность. Аустенитные штамповые стали, напротив, отличаются высокой прочностью, но имеют большой коэффициент теплового расширения, что осложняет формовочную обработку, включая сварку. Снижение содержания углерода и азота позволяет заметно улучшить формуемость, а при определённых условиях — и показатели глубокой вытяжки. Например, для стали SUS430 коэффициент нормальной анизотропии r составляет 1,0, а для низкоуглеродистой марки SUS430D — 1,6, при этом относительное удлинение стабильно превышает 30 %.У непрерывно прокатанной стали YUS436S показатель r значительно улучшается, особенно после прокатки на валках большого диаметра. В отличие от стали SUS304, эти новые ферритные штамповые стали допускают обработку сверхглубокой вытяжкой при соблюдении оптимальных режимов штамповки. Высокочистые сплавы Fe-Cr демонстрируют отличную формуемость: для штамповых сталей с содержанием хрома до 18 % достигается относительное удлинение более 36 %. С ростом объёмов производства проволоки из штамповой стали технология её обработки сместилась с резки на ковку. В связи с этим была разработана новая марка SUSMX7 с превосходными характеристиками холодной ковки. Также созданы легкообрабатываемые штамповые стали, легированные S, Pb, Se, и марки с оптимизированным предельным коэффициентом сжатия.В настоящее время ведутся активные исследования листовых штамповых сталей с самосмазывающимся эффектом. Стали с органическим покрытием допускают формовку без использования смазочных масел и защитных плёнок, что востребовано при решении задач по улучшению условий труда и снижению производственных затрат. Компании Nippon Steel и Tokai Steel совместно разработали органическое покрытие «Guardooat», предназначенное для нанесения на штамповую стал
Штамповые стали высокой прочности и твердостиМодифицированная штамповая сталь SUS301L, разработанная для железнодорожных вагонов, используется как конструкционный материал высокой прочности и твердости — например, для изготовления прокладок и нажимных пластин автомобилей. Для объектов гражданского строительства и строительных элементов создана мартенситная штамповая сталь YUS550 (13Cr-2Ni-2Mo) с хорошей коррозионной стойкостью, она применяется для перфорации бетонных конструкций без предварительного сверления отверстий.Сталь SUS316FR (16Cr-12Ni-2Mo-0.09N), полученная легированием азотом на основе марки SUS316, предназначена для использования в быстрых реакторах-размножителях; также она перспективна для эксплуатации в условиях, требующих высокотемпературной прочности и сопротивления ползучести. Ферритные штамповые стали с добавлением ниобия YUS180H (19Cr-0.8Nb) и YUS340-MS (14Cr-0.5Mo-0.3Nb-Ti) отличаются повышенной высокотемпературной прочностью и используются в системах выпуска отработавших газов автомобилей.
Жаростойкие и окалиностойкие штамповые сталиВысокохромистые штамповые стали изначально обладают жаростойкостью и окалиностойкостью. Легирование алюминием и кремнием позволяет дополнительно улучшить эти характеристики. Аустенитные жаростойкие и окалиностойкие стали YUS710 (25Cr-13Ni-2Si-Mo-N) и YUS731 (19Cr-13Ni-3Si-0.7Cu) имеют существенный недостаток: повышенное тепловое расширение при высоких температурах. Для решения этой проблемы компания Nippon Steel разработала ферритные штамповые стали с низким коэффициентом теплового расширения HOM125 (15Cr-4Al) и YUS415S (12Cr-2Si-Al).Штамповая сталь YUS205-M1 (20Cr-5Al-REM), легированная хромом, алюминием и редкоземельными элементами, предназначена для установки в системы очистки выхлопных газов автомобилей и сохраняет жаростойкость с окалиностойкостью при температурах до 950 °С.Штамповые стали с термостойким смоляным покрытием уже серийно производятся и используются для изготовления кухонных плит и другого оборудования с рабочей температурой около 260 °С. Для внутренней облицовки микроволновых печей требуются термостойкие материалы с предварительно нанесённым покрытием, рассчитанные на эксплуатацию при 550–600 °С. Для таких областей применения в перспективе требуется разработка штамповых сталей, сочетающих жаростойкость и высокую формуемость.
