鎳是形成和穩定奧氏體的主要元素，但屬于較為稀缺和昂貴的金屬。為此發展了以錳、氮代鎳的不銹鋼。早在20年代末已開始了Fe-Cr-Mn系不銹鋼的研究。30年代鉻錳奧氏體不銹鋼已經出現，40年代開始小量生產。50年代一些國家（包括我國在內）開展了大量研究工作，美國的Cr-Mn-Ni-N系奧氏體不銹鋼于1955年列入標準（AISI 201,202）并推廣應用。我國于1956年開始仿制。有關鉻錳奧氏體和雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼種部分情況已于雙相鋼中作了簡介，1959年開始列入標準（YB10-59）。


  鉻錳奧氏(shi)體不(bu)銹鋼，也稱為節(jie)鎳(nie)(nie)(nie)奧氏(shi)體不(bu)銹鋼。可(ke)分(fen)為無鎳(nie)(nie)(nie)和部(bu)分(fen)代鎳(nie)(nie)(nie)兩類(lei)。其奧氏(shi)體的形成和穩(wen)定化，主要依靠錳和氮來代替鎳(nie)(nie)(nie)。


1. Cr-Mn和Cr-Mn-N系奧氏(shi)體不銹鋼


  在(zai)大于(yu)15％Cr的(de)鉻(ge)(ge)錳鋼中，不能(neng)只用增加(jia)錳量(liang)的(de)辦法來獲(huo)得單相（純）的(de)奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)。并且錳使(shi)σ相區的(de)邊界(jie)向(xiang)含(han)鉻(ge)(ge)量(liang)較低的(de)方向(xiang)移動，會引(yin)起脆性，其形成過(guo)程(cheng)比(bi)鉻(ge)(ge)鎳(nie)鋼快得多。為(wei)了獲(huo)得室溫下(xia)純奧(ao)氏體(ti)組織(zhi)，只有在(zai)鉻(ge)(ge)含(han)量(liang)小于(yu)14～15％時，經過(guo)1100～1150℃固溶水(shui)淬后(hou)才能(neng)實現。


  在(zai)Cr-Mn鋼的基礎上(shang)，加入(ru)0.25％以下(xia)的氮(dan)，即(ji)無鎳Cr-Mn-N鋼，也不(bu)能在(zai)鉻含量(liang)高(gao)于15％時獲(huo)得純奧氏體組織。除非將(jiang)氮(dan)含量(liang)提高(gao)至0.35～0.45％以上(shang)，這(zhe)往(wang)往(wang)在(zai)鑄錠中產(chan)生嚴重(zhong)氣(qi)泡。（一般普通18-8不(bu)銹鋼的正常(chang)氮(dan)含量(liang)為0.03～0.06％，如在(zai)氬氧精煉時用部(bu)分氮(dan)代替(ti)氬氣(qi)，則可達0.06～0.09％N）。


 肖紀美等研究確(que)定(ding)，在5～14％Mn的(de)(de)Cr-Mn-N鋼中(zhong)，為(wei)在1150℃固溶處理溫度(du)下獲得單(dan)相奧氏體組(zu)織所需(xu)要的(de)(de)C＋N的(de)(de)最小含量與鋼中(zhong)鉻含量的(de)(de)關系式為(wei)


    C+N=0.078(Cr-12.5)


   式中 C、N和Cr均表示相(xiang)應(ying)元素在鋼中的含量，％；



2. Cr-Mn-Ni和Cr-Mn-Ni-N系奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼


  當鉻含量高于15％時，在Cr-Mn-N的基礎上(shang)，加入少(shao)量鎳，便(bian)可獲得純奧(ao)氏體組織（見圖1-2-7）。


7.jpg


  可以看出，通常作為奧氏體(ti)形(xing)成元素的(de)錳，當鉻(ge)含(han)量大(da)于15％時，形(xing)成奧氏體(ti)的(de)主(zhu)要元素是氮和鎳，而錳的(de)作用是增加氮在(zai)鋼中的(de)溶解(jie)度和穩定奧氏體(ti)（35］。


  此(ci)(ci)類鋼(gang)為純(chun)（單相）奧氏(shi)體組織時，無磁性(xing)(xing)。它具有(you)(you)較(jiao)高的(de)(de)屈服強度(du)和良好的(de)(de)深沖性(xing)(xing)能(neng)。添加銅可改善其冷(leng)變形性(xing)(xing)能(neng)。鉻(ge)(ge)(ge)錳奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)主要取決于(yu)鉻(ge)(ge)(ge)含(han)(han)量。即使含(han)(han)17～18％Cr的(de)(de)鋼(gang)，在化學介(jie)(jie)質中一般仍不如18-8鉻(ge)(ge)(ge)鎳鋼(gang)。但某些(xie)(xie)含(han)(han)鉬鋼(gang)在醋(cu)酸等(deng)有(you)(you)機酸或(huo)尿素介(jie)(jie)質中具有(you)(you)較(jiao)好的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。鉻(ge)(ge)(ge)錳奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)主要缺點(dian)是(shi)存在敏化態晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。因熱處理不當(dang)或(huo)經焊接(jie)后(hou)，在某些(xie)(xie)介(jie)(jie)質中會產生晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)。因此(ci)(ci)，其推廣應(ying)用(yong)(yong)受(shou)到一定的(de)(de)限制。采用(yong)(yong)超低碳，可以(yi)改善耐(nai)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。鉻(ge)(ge)(ge)錳雙相不銹(xiu)鋼(gang)比(bi)其奧氏(shi)體型鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)晶間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)優(you)良，但加工(gong)等(deng)生產工(gong)藝(yi)困(kun)難(nan)。比(bi)較(jiao)成熟，應(ying)用(yong)(yong)廣泛的(de)(de)典(dian)型鉻(ge)(ge)(ge)錳奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)是(shi)GB1Cr18Mn8Ni5N（相當(dang)美國AISI202）鋼(gang)。