早在50年代初,在試驗(yàn)室采用高真空極純材料煉出含C+N<0.01%、25%Cr的高純鐵素體不銹鋼,這種鋼具有優(yōu)良的室溫缺口韌性。1969年美國首次采用CRP法(真空感應(yīng)爐與電子束聯(lián)合提純法)生產(chǎn)出C+N≤0.001%的EB26-1鋼,即ASTM XM-27(我國于1975年試制成功),1979年日本采用真空感應(yīng)爐與真空自耗爐雙聯(lián)工藝生產(chǎn)了高純Cr18Mo2鋼(我國于1980年采用真空感應(yīng)爐生產(chǎn))。這是兩類基本的具有代表性的高純高鉻鐵素體不銹鋼。
高純高鉻(16~30%Cr)鐵素體不銹鋼常含有1~4%的鉬,以改善其耐非氧化性介質(zhì)和點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕等性能,對晶間腐蝕還起一定的延遲敏化的作用。C+N總量的最大允許(臨界)含量,隨鋼種成分和用途要求而異。為避免晶間腐蝕所需控制的臨界含量比克服室溫脆性更嚴(yán)格(更低)。高純鐵素體不銹鋼在C+N總含量極低時(shí),經(jīng)焊接或高溫固溶淬火處理后,可以消除晶間腐蝕敏感性(這與含中等以上碳氮含量的普通鐵素體不銹鋼不同,卻同奧氏體不銹鋼相似)。用貧鉻理論可以解釋這種表面似乎矛盾而本質(zhì)相同的現(xiàn)象。但是,由于要求臨界含量很低(一般高純級的C+N≤0.01~0.015%),在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)上不是難以實(shí)現(xiàn),就是價(jià)格昂貴。如在某些情況下為完全克服晶間腐蝕,嚴(yán)格要求C+N應(yīng)小于0.006%但仍存在冷卻速度效應(yīng)和尺寸效應(yīng)。除繼續(xù)采用大型真空感應(yīng)爐生產(chǎn)外,已逐漸更多地采用爐外精煉技術(shù)和適當(dāng)放寬控制含量,并輔以運(yùn)用穩(wěn)定化原理,添加鈦、鈮元素等。發(fā)展了超低碳氮(C+N≤0.03%)和低碳氮(C+N≤0.035~0.045%)高鉻鐵素體不銹鋼。在一定程度上能克服普通鐵素體不銹鋼的某些缺點(diǎn)和不足。如控制掌握好鋼材截面尺寸、熱處理冷卻速度和焊接工藝,是可以廣泛使用的。我國于1982年已采用爐外精煉方法批量生產(chǎn)低碳氮和超低碳氮鐵素體不銹鋼,獲得廣泛應(yīng)用。