项目有关政策、必要性、可行性、创新性和产业化情况、拟要解决的主要问题、预期的作用和效益等:
1、项目相关政策、课题等文件。
本项目符合《原材料工业质量提升三年行动方案(2018-2020年)》“行动目标”中,钢铁行业通用钢材产品的质量稳定性、可靠性和耐久性明显提高,高性能钢铁材料的批次稳定性和一致性稳步提高,钢材产品实物质量达到国际水平的产品比例超过50%。符合国家《中国制造2025》提出的发展“资源节约型环境友好型不锈钢”;符合《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》中提出的“坚持绿色发展——大力发展循环经济,积极研发、推广全生命周期绿色钢材”。本项目也符合《国家标准化体系建设发展规划(2016-2020年)》提出的要求:完善钢铁等原材料工业标准,加快标准制修订工作,充分发挥标准的上下游协同作用,加快传统材料升级换代步伐。全面推进新材料标准体系建设,开展家电用不锈钢冷轧钢板及钢带等标准研制。
本项目属于工信部提出六大产业链“工业母机”下游,应用行业其他工业制造项目。对应应用行业为家电。家电用不锈钢冷轧钢板及钢带是制造大型和小型家电及部件用关键原材料。
2、项目可行性、先进性、创新性和产业化、解决问题、产生效益等情况(技术创新性、国内外生产企业情况、产量及需求量等)。
本项目中的新型高强度含氮奥氏体不锈钢产品采用以氮代镍,通过调控各相组分合金元素,提高N元素添加Cr、Cu以及Mo,使产品耐蚀性得到保证的同时降低镍含量,不锈钢中氮元素的提高不仅可以形成稳定奥氏体,并且可以抑制铬、钼元素的过钝化溶解,在不锈钢板面的局部腐蚀过程中产生更强的表层,提高不锈钢板面的耐腐蚀性能,从而达到以氮代替昂贵的金属镍,从而符合国家提出的“资源节约型环境友好型不锈钢”发展目标。
不锈钢具有优良的耐久性、强度和加工性,在家电领域广泛使用,通常用作装饰件和结构件。2021年6月《中国家用电器工业“十四五”发展指导意见》指出“十四五”中国家电工业的总体发展目标是,持续提升行业的全球竞争力、创新力和影响力,到 2025 年,成为全球家电科技创新的引领者”。
家电用不锈钢对材料的耐腐蚀性、强度、外观、卫生安全、有害物质等技术指标都有较高要求。市场上以06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2、10Cr17等牌号应用居多,但也有部分美标201、202等镍含量较低、耐蚀性和韧性较差的牌号流入市场,因此比较混乱。
目前,国内已研发并批量生产了新型高强度含氮奥氏体不锈钢等产品,在保持常规奥氏体不锈钢耐腐蚀性能和成型性能的基础上显著提升了强度,在家电行业等领域获得越来越多的应用。新型高强度含氮奥氏体不锈钢耐蚀性优良、强度高、性价比高可以替代06Cr19Ni10、022Cr19Ni10、022Cr17Ni12Mo2应用于家电领域。高强度含氮奥氏体不锈钢及其他家电用常见不锈钢的化学成分见表1。
为推动我国家电用不锈钢行业的可持续发展,国内已研发并批量生产了新型高强度含氮奥氏体不锈钢等产品,在保持常规奥氏体不锈钢耐腐蚀性能和成型性能的基础上显著提升了强度,在家电行业等领域获得越来越多的应用。
表1. 家电用不锈钢化学成分 质量分数 / %
牌号 | C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | Cu | N | PREN |
12Cr17Mn7Ni2Cu2N | ≤0.150 | ≤1.00 | 5.0-8.0 | 16.0-18.0 | 1.0- 2.0 | ≤0.60 | 0.5-3.0 | 0.20-0.30 | ≥15.0 |
06Cr19Ni10 | ≤0.070 | ≤0.75 | ≤2.00 | 17.5-19.5 | 8.0- 10.5 | - | - | 0.10 | - |
08Cr19Mn6Ni3Cu2N | ≤0.100 | ≤1.00 | 4.0-7.0 | 17.5-19.5 | 2.5- 4.0 | ≤0.60 | 0.5-3.0 | 0.20-0.30 | ≥19.0 |
022Cr19Ni10 | ≤0.070 | ≤0.75 | ≤2.00 | 17.5-19.5 | 8.0- 12.0 | - | - | 0.10 | - |
022Cr17Ni12Mo2 | ≤0.030 | ≤0.75 | ≤2.00 | 16.0-18.0 | 10.0-14.0 | 2.0-3.0 | - | 0.10 | - |
05Cr19Ni6Mn4MoCu2N | ≤0.060 | ≤1.00 | 2.0-5.0 | 18.0-20.0 | 5.0- 7.5 | 0.5-2.0 | 0.5-3.0 | 0.20-0.30 | ≥24.0 |
05Cr21Ni10Mn3Mo2Cu2N | ≤0.060 | ≤1.00 | 1.0-4.0 | 20.0-22.0 | 8.5- 10.5 | 1.0-2.5 | 0.5-3.0 | 0.20-0.30 | ≥29.0 |
10Cr17 | ≤0.120 | ≤1.00 | ≤1.00 | 16.0-18.0 | ≤0.75 | - | - | - | - |
019Cr21CuTi a | ≤0.025 | ≤1.00 | ≤1.00 | 20.0-23.0 | - | - | 0.3-0.8 | ≤0.025 | - |
019Cr23Mo2Ti a | ≤0.025 | ≤1.00 | ≤1.00 | 21.0-24.0 | - | 1.5-2.5 | - | ≤0.025 | - |
022Cr23Ni5Mo3N | ≤0.030 | ≤1.00 | ≤2.00 | 22.0-23.0 | 4.5- 6.5 | 3.0-3.5 | - | 0.14-0.20 | - |
备注:a添加Ti、Nb、Zr或其组合=8×(C%+N%)~0.80 |
4、标准制定的必要性,同步制定为国际标准的可行性:
随着我国家电业快速发展,不锈钢材料得到越来越多的应用,由于尚无家电用不锈钢的国家和行业标准,致使一些耐蚀性能和力学性能差的不锈钢产品也在市场中流通和应用,导致了家电行业不良和无序竞争。因此,亟需制定家电用不锈钢冷轧钢板及钢带国家标准,对家电用不锈钢产品牌号、耐蚀性能及力学性能设立技术规范。通过标准的制定和实施,将推进家电用不锈钢冷轧产业结构调整与优化升级,规范市场竞争,引导市场良性发展,综合提升我国家电产品在国际市场的竞争优势。