奧氏體不銹鋼最基本的合金元素是鉻和鎳，代表性的牌號是含鉻為18%左右、含鎳為8%左右的鉻－鎳奧氏體不銹鋼，常稱為18-8不銹鋼。鉻和鎳的元素配比基本上保證了鋼的組織是穩定的奧氏體。


 奧(ao)氏體不(bu)銹鋼的(de)發展很(hen)快(kuai)，為了(le)(le)適(shi)應不(bu)同條件的(de)需要(yao)，在18-8鋼的(de)基(ji)礎上，改變碳(tan)的(de)含量或(huo)添加(jia)其他(ta)合金元(yuan)素，賦予了(le)(le)這類不(bu)銹鋼更優(you)良的(de)性(xing)能。


  1. 降低(di)碳的(de)(de)含(han)量(liang)或加(jia)入(ru)鈦(tai)、鈮(ni)元素(su)，可(ke)提高耐晶(jing)間腐蝕性能，鈦(tai)或鈮(ni)的(de)(de)加(jia)入(ru)量(liang)有(you)一定(ding)的(de)(de)要求，見本書第(di)一章第(di)二節的(de)(de)內容。鈦(tai)加(jia)入(ru)量(liang)及Ti/C比與(yu)晶(jing)間腐蝕的(de)(de)關系見圖3-1。


圖 1.jpg


  2. 加入鉬、元素可提高(gao)在硫酸中(zhong)的耐腐蝕(shi)性。鉬及(ji)銅對18-8 鋼在硫酸中(zhong)耐腐蝕(shi)性的影響分(fen)別(bie)見圖3-2和圖3-3。


圖 3.jpg


 18-8鋼加(jia)(jia)入1.5%~4%的鉬(mu)，還可(ke)提高(gao)在(zai)各種有機酸、硫酸鹽、漂白(bai)粉等介質中的耐腐蝕性(xing)能(neng)，但(dan)加(jia)(jia)鉬(mu)的不銹鋼不適合在(zai)硝酸中使用(yong)。在(zai)奧氏體不銹鋼中加(jia)(jia)入鉬(mu)量過高(gao)時，可(ke)能(neng)會(hui)因出現(xian)較多量的δ-鐵素體和σ相而引起(qi)脆性(xing)及晶間腐蝕性(xing)降低，特別是經過敏化(hua)處理時，高(gao)鉬(mu)的不利作用(yong)更突出，見圖3-2中的線2。


銅加(jia)入(ru)鉻(ge)－鎳奧氏體不銹(xiu)鋼中，會提高在硫(liu)酸中的(de)耐(nai)腐蝕(shi)性，但(dan)加(jia)入(ru)某(mou)些鉻(ge)－錳－氮(dan)不銹(xiu)鋼中時，可能(neng)會使產(chan)生(sheng)(sheng)晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)敏化溫度范圍擴大，出(chu)現晶間(jian)腐蝕(shi)的(de)敏化時間(jian)縮短，而產(chan)生(sheng)(sheng)不利影響，在熱處理或使用時應予(yu)以注(zhu)意。


3. 加入硅并提高鉻(ge)、鎳等元素(su)的(de)含量，可高不銹(xiu)鋼在(zai)濃硝(xiao)酸中(zhong)的(de)耐腐蝕(shi)性。


4. 奧氏體不銹鋼中加入鉬或氮元素，可以提高在含有氯離子介質中的抗點腐蝕性能，以304不銹鋼和316LN不銹鋼兩種奧氏體不銹鋼比較，前者抗點蝕指數只為18,而后者的抗點蝕指數可達27。316L不銹鋼抗點蝕能力遠高于304不銹鋼。


5. 錳和氮可(ke)以(yi)(yi)取代鉻(ge)－鎳(nie)奧氏(shi)體不銹鋼(gang)中的(de)鎳(nie)，以(yi)(yi)節(jie)約稀有貴重(zhong)金屬鎳(nie)。


6. 奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼大幅度降(jiang)低碳的(de)含(han)量，嚴格限制鉭（Ta)、鈷的(de)含(han)量，可改(gai)變原子核性質，而應用于原子能工(gong)業。加(jia)入某些合(he)金元素時(shi)，考慮元素對(dui)組(zu)織的(de)穩定作用，在(zai)鉻、鎳(nie)的(de)含(han)量上允許做適當的(de)調整(zheng)。


對于(yu)鉻－鎳奧氏(shi)體不(bu)銹(xiu)鋼，在含有(you)其他合金元素時，為(wei)保證鋼的組(zu)織(zhi)是完(wan)全奧氏(shi)體組(zu)織(zhi)，鎳的含量應不(bu)小于(yu)下列經(jing)驗公式所給(gei)出(chu)的數值(zhi)：Ni≥1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2。


式中(zhong)各(ge)元(yuan)素(su)符(fu)號分別表示(shi)該元(yuan)素(su)在鋼中(zhong)的質量(liang)百分數含量(liang)。當(dang)鋼中(zhong)鎳(nie)的含量(liang)低于按此公(gong)式的計算值時，則鋼的組織不完全是奧氏(shi)體(ti)，可能還有一(yi)定量(liang)的δ-鐵素(su)體(ti)。此公(gong)式適(shi)用于自(zi)高溫快速(su)冷卻鋼的組織。


對于以錳、氮代鎳的Cr-Mn-Ni-N奧氏體(ti)(ti)不銹鋼，當錳含量在5%~14%范圍時(shi)(shi)，為保證在1150℃時(shi)(shi)能具有完全奧氏體(ti)(ti)組織，所需要的碳加(jia)氮的最小(xiao)含量應滿足(zu)下列公式：


C+N≥0.078[Cr+0.63W +1.4Mo+2.5V+2.8Nb+1.74（Si-0.5)-12.5]-0.05Ni


式中各元素符號(hao)分別(bie)表示該元素在(zai)鋼中的質量(liang)百分數(shu)含量(liang)。在(zai)18-8鋼基(ji)礎上，奧(ao)氏體不銹鋼的發展變化過程見圖(tu)3-4。





圖3-4除顯示了奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)外，還顯示了在(zai)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)基礎上，通過調整鉻、鎳(nie)含量或加入其他合金元素后演(yan)變而來的部(bu)分耐腐蝕合金和沉淀硬(ying)化不銹鋼(gang)。


我國標準中，奧氏(shi)體不銹鋼(gang)棒材、鍛材和鑄材的部(bu)分牌號及(ji)化學(xue)成分見表3-1。