超纯铁素体TTS445J2亚光表面的研究与开发

武志平， 刘治宏

（山西太钢不锈钢股份有限公司冷轧厂， 山西 太原 030002）

TTS445J2属超纯铁素体不锈钢，含w（Cr）为22%～23%，w（Mo） 为 1.8%～2.2%，耐蚀性优于SUS316L，特别是耐Cl-腐蚀性能，具有良好的焊接性和成形性，主要用于沿海地区大型建筑物的幕墙、屋面以等。亚光表面是一种低反光度的不锈钢表面，在大型建筑、装饰方面应用可以有效的防止眩目光污染。本文采用廿辊森吉米尔轧机重点研究轧辊粗糙度对铁素体不锈钢TTS445J2表面粗糙度、光泽度的影响，同时研究加工性能及耐蚀性能。

1 实验

本实验所使用的轧机是廿辊森吉米尔轧机[1-2]，轧辊使用普通大生产轧辊，成分如表1所示。试验用的TTS445J2均来自于大生产，成分如表2所示。冷轧成品厚度为0.495 mm，变形量相同，均为50%。不同粗糙度轧辊使用喷砂方法控制，利用压缩空气推动46目金刚砂切割轧辊的方式制作，粗糙度分别使用 0.2 μm、1.0 μm、2.0 μm、3.0 μm 的轧辊。轧制[3-6]完成后进行热处理，改善材料的加工性能，同时测量表面耐蚀性能。

试样表面分别进行表面光泽度分析、粗糙度分析、激光共聚焦扫描三维形貌[7-10]。表面光泽度测量使用NOVO-GLOSS光泽仪，粗糙度测量使用Mitutoyo粗糙度仪。盐雾腐蚀使用设备FS-11，在盐雾箱采用连续喷雾方式试验，ρ（NaCl）为5%，试验温度（35±2）℃，试验 1 000 h。

表1 实验用轧辊的化学成分 %

表2 实验用TTS445J2的化学成分 %

2 实验结果与讨论

2.1 粗糙度及光泽度

表3是不同粗糙度轧辊试轧铁素体不锈钢TTS445J2样品表面的粗糙度及光泽度。粗糙度取值为轮廓算术平均值Ra，即在取样一定长度内，经滤波后的轮廓偏距绝对值的算术平均值。光泽度测量选择的20°为测量角度。

从表3可以看到，轧辊粗糙度为0.2 μm时，光泽度432 GU，粗糙度Ra值为0.05 μm，是常规2B表面的典型参数。轧辊粗糙度达到1.0 μm，成品光泽度117 GU，明显下降，有了一定的消光效果，样品粗糙度Ra值为0.51 μm，此时表面仍有一定的亮度，粗糙度也比较低，漫反射效果不特别明显。轧辊粗糙度达到2.0 μm，成品光泽度35 GU，明显下降，样品粗糙度Ra值为1.12 μm，此时表面消光效果已经很好。轧辊粗糙度达到3.0 μm，成品光泽度19 GU，样品粗糙度Ra值为1.65 μm，消光效果非常好。

2.2 激光共聚焦三维形貌

图1 不同粗糙度轧辊轧制TTS445J2后表面三维形貌

图1 是试样表面激光共聚焦三维形貌，图1-1成品表面光泽度为117 GU，表面粗糙度为0.51 μm，从共聚焦形貌上可以看出，在所检测区域内，有较大面积的平面，消光效果略差。图1-2成品表面光泽度为35 GU，表面粗糙度为1.12 μm，从共聚焦形貌上可以看出，整体凹凸感已经较明显，同时也达到一定的高度，消光效果较好，可以很好的应用于室内建筑装饰。图1-3成品表面光泽度为19 GU，表面粗糙度为1.65 μm，从共聚焦形貌上可以看出，在所检测区域内，表面呈现密集的凹凸状，光线照射下可以很好的进行漫反射，该表面消光效果非常理想，可以很好的应用于大面积使用的建筑屋面。

图2 不同粗糙度轧辊轧制TTS445J2后表面反光情况

2.3 组织回复情况

图3 是亚光表面试验及常规产品退火后组织回复情况[4-10]。

图3 超纯铁素体TTS445J2组织回复情况

亚光表面因其表面粗糙度较高，吸热较常规产品较高，退火温度设定略低于常规产品。退火后组织回复以及力学性能与常规产品相近，加工性能不受表面变化的影响。

2.4 表面腐蚀

图4 亚光表面超纯铁素体TTS445J2 1 000 h盐雾照片

图4 是亚光表面超纯铁素体TTS445J2焊缝及母材1 000 h盐腐蚀照片。

图4-1和4-2分别是经过钝化处理的表面盐雾情况，从结果中可以看出，亚光表面经盐雾腐蚀1 000 h后，表面没有出现锈蚀。图4-3是未经过钝化处理的表面盐雾情况，从结果中可以看出，出现了锈蚀。亚光表面经过钝化处理后，其耐蚀性明显提高，可以满足建筑、装饰使用。

3 结论

1）通过廿辊森吉米尔轧机的轧制将轧辊粗糙度传递到带钢表面的方法可以生产亚光表面不锈钢。

2）随着轧辊粗糙度的提高，带钢表面粗糙度也在提高，光泽度呈降低趋势。轧辊粗糙度达到2.0～3.0 μm时，试验带钢表面有很好的消光性，可以应用于室内装饰及建筑外墙、屋面。

3）使用本实验方法生产亚光表面样品具有很好的消光性，经过退火及钝化处理后，组织及耐蚀性能与常规表面产品相近。