鉻-鎳-錳-氮奧氏體不銹(xiu)鋼，是以錳、氮代替稀缺和昂貴的鎳元素而發展起來的鋼。錳對奧氏體的作用與鎳相似，但錳對提高固溶體電極電位的效果不大，在提高鋼的耐蝕性方面，作用也不大。因此，采用以錳和氮代鎳時，因為氮是奧氏體穩定元素，可以提高強度，增強耐點蝕及縫隙腐蝕能力，并減少金屬間相。在高溫時析出的機會。以錳、氮代鎳的低鎳奧氏體不銹鋼如12Cr18Mn9Ni5N、12Cr17Mn6Ni5、22Cr20Mn10Ni2Si2N、10Cr17Mn9Ni4N、20Cr13Mn9Ni4、20Cr15Mn15Ni2N等奧氏體不銹鋼已納入新的國家標準，并已在工業生產中得到廣泛應用。該類鋼的強度較12Cr18Ni9、12Cr17Ni7 等鋼的強度高30％～40％，塑、韌性等與12Cr18Ni9、12Cr17Ni7鋼相近。該類鋼在較弱的腐蝕條件下，耐蝕性尚好；在中等腐蝕性的氧化性酸介質中也有較好的耐蝕性。但在鹽霧試驗、室溫65％HNO3和50％H3PO4中，該類鋼的耐蝕性較12Cr17Ni7、06Cr19Ni10低。
該類鋼(gang)的耐蝕性(xing)適用于無污染(ran)和輕污染(ran)的大氣和清潔水環境以及弱腐蝕性(xing)的酸、堿、鹽等介(jie)質，可部(bu)分代替(ti)12Cr17Ni7、12Cr18Ni9等鋼(gang)。
該類鋼可用(yong)于建筑裝飾、廚(chu)房、衛生間設備和(he)用(yong)具(ju)、家(jia)用(yong)電(dian)器、交通運輸以及工業部門的(de)設備和(he)零件。
Cr-Ni-Mn-N奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)20世(shi)紀三四(si)十(shi)(shi)年代開(kai)始廣泛研究(jiu)的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)種類。其最初的(de)目(mu)的(de)主要是(shi)將奧氏(shi)體(ti)形成元素(su)N、Mn加(jia)入鋼(gang)(gang)中，以(yi)替代貴重金(jin)屬Ni，從而節約(yue)資(zi)源，解決Ni資(zi)源匱乏的(de)問題。隨著冶金(jin)技術的(de)發展，到(dao)20世(shi)紀六(liu)七十(shi)(shi)年代，加(jia)壓冶金(jin)技術的(de)出現，使得常壓下在鋼(gang)(gang)中溶(rong)解度很小的(de)N能(neng)更多地加(jia)入鋼(gang)(gang)中，目(mu)前已(yi)可以(yi)加(jia)到(dao)2.3％。N加(jia)入的(de)主要作(zuo)用一是(shi)顯著提升鋼(gang)(gang)的(de)力學性能(neng)，二是(shi)明(ming)顯增加(jia)鋼(gang)(gang)耐局部腐蝕(shi)的(de)能(neng)力。
Cr-Ni-Mn-N奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和Cr-Ni奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相(xiang)比(bi)，最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區別(bie)是大(da)量(liang)地(di)加(jia)入(ru)了合金(jin)元素(su)Mn、N，從而帶來了一(yi)系列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)變(bian)化(hua)(hua)。N在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入(ru)，之所(suo)以(yi)(yi)(yi)引起人(ren)們(men)極大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關注，主要(yao)(yao)跟其(qi)(qi)在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)緊密(mi)相(xiang)關。N在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)很多，其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)最主要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)現在(zai)(zai)三方(fang)面(mian)：對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)基體(ti)(ti)組織的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)；對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)力(li)(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)；對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)。研究表(biao)明，N是非常強(qiang)烈地(di)形(xing)成并穩(wen)(wen)定奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)且擴大(da)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)。據估算，1kg的(de)(de)(de)(de)(de)(de)N相(xiang)當于6～22kgNi。N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這種作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)使其(qi)(qi)在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)(yi)(yi)代替部分Ni，降(jiang)低(di)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)(han)量(liang)，可(ke)以(yi)(yi)(yi)使奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)更穩(wen)(wen)定，防止有(you)害金(jin)屬(shu)間相(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)，甚至在(zai)(zai)冷(leng)加(jia)工(gong)條(tiao)件下(xia)可(ke)避免出(chu)(chu)現馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)轉變(bian)。人(ren)們(men)對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)N在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)最感(gan)興趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是其(qi)(qi)在(zai)(zai)力(li)(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)現，很多含(han)(han)氮鋼(gang)(gang)和高(gao)氮鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)，都是圍繞N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)這一(yi)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)開展的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。N對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)力(li)(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)，突(tu)出(chu)(chu)表(biao)現為(wei)：N在(zai)(zai)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)強(qiang)度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時，并不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)降(jiang)低(di)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑、韌性(xing)(xing)(xing)，這為(wei)研究高(gao)強(qiang)高(gao)韌鋼(gang)(gang)提(ti)供了途徑。工(gong)業用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)表(biao)明，N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入(ru)，使不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度比(bi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)含(han)(han)N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)提(ti)高(gao)2～3倍。此外，N也(ye)提(ti)高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗蠕(ru)變(bian)、疲勞、磨損(sun)能(neng)力(li)(li)。大(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗數據表(biao)明：在(zai)(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)，每加(jia)入(ru)0.10％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)N，其(qi)(qi)強(qiang)度提(ti)高(gao)60～100MPa。N提(ti)高(gao)屈服強(qiang)度主要(yao)(yao)有(you)四個途徑：固溶強(qiang)化(hua)(hua)；晶粒尺寸效應；形(xing)變(bian)硬(ying)化(hua)(hua)；沉淀硬(ying)化(hua)(hua)。N對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)益作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)表(biao)現在(zai)(zai)耐(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)、點腐(fu)(fu)蝕(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)。N對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)比(bi)較復雜，一(yi)般認為(wei)，N含(han)(han)量(liang)在(zai)(zai)0.16％以(yi)(yi)(yi)下(xia)，對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)耐(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)有(you)益。N對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)機(ji)理主要(yao)(yao)有(you)：N延(yan)緩富(fu)Cr碳化(hua)(hua)物核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成和長(chang)大(da)過程(cheng)；降(jiang)低(di)Cr在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)；形(xing)成氮化(hua)(hua)鉻(ge)沉淀，減少Cr的(de)(de)(de)(de)(de)(de)析(xi)(xi)出(chu)(chu)。相(xiang)比(bi)之下(xia)，N對(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)(dui)點腐(fu)(fu)蝕(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)益作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)更為(wei)明顯(xian)。界面(mian)靠近金(jin)屬(shu)側的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)碳，會影(ying)(ying)響(xiang)再(zai)鈍化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動力(li)(li)，可(ke)迅速再(zai)鈍化(hua)(hua)，從而可(ke)抑(yi)(yi)制點蝕(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定生(sheng)長(chang)。N與其(qi)(qi)他元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)協同(tong)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)，如N可(ke)抑(yi)(yi)制Cr、Mo等(deng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過鈍化(hua)(hua)溶解，能(neng)在(zai)(zai)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)過程(cheng)中(zhong)(zhong)形(xing)成更具有(you)抗腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)層，提(ti)高(gao)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)能(neng)力(li)(li)。
為(wei)了提(ti)高N的(de)溶解度，Mn元(yuan)素被大量加(jia)入。在(zai)節鎳奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)，Mn是非常重(zhong)要的(de)合金元(yuan)素，其(qi)主(zhu)要作(zuo)用是與強(qiang)烈形成奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)元(yuan)素N復合加(jia)入到鋼(gang)中(zhong)，以節約奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)的(de)Ni。Mn是比(bi)較弱的(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形成元(yuan)素，但具有強(qiang)烈穩定奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)作(zuo)用。Cr-Ni奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)，隨(sui)著 Mn含量增(zeng)加(jia)強(qiang)度提(ti)高。在(zai)無鎳的(de)Cr-Mn-N奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)低溫下會(hui)出現(xian)韌脆轉變(bian)現(xian)象。
以Mn、N代Ni的節Ni和無Ni奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)，其耐蝕性主(zhu)要取決于鋼(gang)的Cr、Ni、Mo、N等(deng)元素的含(han)量，而Mn的作用甚(shen)微。目前研制成熟的鋼(gang)種(zhong)主(zhu)要有200系(xi)列。還有一些(xie)鋼(gang)種(zhong)也在(zai)廣泛研究中。
