隨著汽車、家電等行業(yè)的發(fā)展，以11%Cr為代表的低Cr鐵素體不銹鋼的應(yīng)用范圍日漸擴(kuò)大，傳統(tǒng)的鐵素體不銹鋼具有塑性韌性低、對(duì)晶間腐蝕敏感和焊接熱影響區(qū)（HAZ）晶粒易粗化等缺點(diǎn)，導(dǎo)致焊縫韌性不足，焊接裂紋傾向較大、成形性較差和冷加工過(guò)程中易產(chǎn)生表面褶皺等缺陷。這些缺陷主要是由于間隙原子C和N在加工變形時(shí)釘扎位錯(cuò)阻止滑移而造成的。實(shí)驗(yàn)表明，如果把鋼中的C和N總量降低到0.015%以下，鋼的各種性能會(huì)有明顯改善，但超純化也帶來(lái)一系列問(wèn)題，如鑄態(tài)組織粗化、柱狀晶比例高、軋制時(shí)表面易形成褶皺缺陷、焊接HAZ晶粒粗大和成形性差等。

研究表明，提高鑄態(tài)組織中的等軸晶比例是提高超純鐵素體不銹鋼成形性和抗皺性的主要技術(shù)途徑之一。柱狀晶組織在熱軋過(guò)程中只發(fā)生旋轉(zhuǎn)，其再結(jié)晶速度明顯低于等軸晶組織，易在后續(xù)的熱軋和退火過(guò)程中形成形變帶和取向晶簇，從而惡化成形性和抗皺性。此外，柱狀晶鑄態(tài)組織，難以通過(guò)調(diào)整軋制工藝來(lái)獲得均勻而細(xì)小的軋態(tài)組織。因此，細(xì)小的鑄態(tài)晶粒和高比例的等軸晶組織是較為理想的組織。通常，促進(jìn)凝固初期的非均質(zhì)形核是獲得細(xì)小等軸晶鑄態(tài)組織的重要手段之一，向鋼中添加強(qiáng)碳、氮化物形成元素是實(shí)施這一手段的有效途徑。

Ti和Nb是目前廣泛應(yīng)用的C和N的穩(wěn)定化元素，通過(guò)向超純鐵素體不銹鋼中添加適量的Ti和Nb可以顯著地改善其結(jié)晶組織和各項(xiàng)性能，但其作用機(jī)理尚不清晰；另一方面，鋼中C和N含量的不斷降低并沒(méi)有解決所有的問(wèn)題，而同時(shí)細(xì)化鑄態(tài)組織和提高等軸晶比例需要更多的細(xì)小第二相粒子作為形核核心，這些都需要適量間隙元素的參與，微合金化元素與間隙元素的交互作用是復(fù)雜的過(guò)程，需要對(duì)其進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明：

未添加Ti和Nb的11%Cr超純鐵素體不銹鋼鑄態(tài)組織等軸晶比例低，晶粒粗大，尺寸不均勻。Ti和Nb的的加入提高了鑄態(tài)等軸晶比例并細(xì)化了晶粒，其中，復(fù)合添加Ti和Nb的效果最好；

間隙元素含量在0.0163%水平下的Ti和Nb復(fù)合穩(wěn)定化效果優(yōu)于0.0051%下的復(fù)合穩(wěn)定化，在等軸晶比例相當(dāng)?shù)那闆r下可獲得更細(xì)小的晶粒；

通過(guò)Ti和Nb固定間隙元素，等軸晶比例提高，冷軋態(tài)組織更加細(xì)小均勻，間隙元素在0.0163%水平的樣品效果更好；

添加微合金化元素使鋼的焊接熱影響區(qū)晶粒尺寸減小，但不同微合金化元素組合和間隙元素含量水平對(duì)晶粒尺寸的影響差別不大。（余冶）