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。


 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼的(de)發展很快,為了適應不(bu)同條件的(de)需要(yao),在18-8鋼的(de)基礎上,改變碳(tan)的(de)含量或添加其他合金元素,賦予了這類不(bu)銹鋼更優良的(de)性能。


  1. 降低碳的(de)(de)(de)含量(liang)(liang)(liang)或(huo)加(jia)入鈦、鈮元素(su),可提高(gao)耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)性能,鈦或(huo)鈮的(de)(de)(de)加(jia)入量(liang)(liang)(liang)有一定的(de)(de)(de)要求,見本(ben)書第一章第二(er)節的(de)(de)(de)內(nei)容。鈦加(jia)入量(liang)(liang)(liang)及Ti/C比與(yu)晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)(de)關系見圖3-1。


圖 1.jpg


  2. 加入(ru)鉬(mu)、元素(su)可提高(gao)在(zai)硫(liu)酸(suan)中的(de)耐(nai)腐蝕性。鉬(mu)及銅對18-8 鋼在(zai)硫(liu)酸(suan)中耐(nai)腐蝕性的(de)影(ying)響分別見圖3-2和(he)圖3-3。


圖 3.jpg


 18-8鋼(gang)加(jia)入1.5%~4%的(de)(de)鉬,還(huan)可提高(gao)在各種(zhong)有機酸、硫(liu)酸鹽、漂(piao)白粉等介質(zhi)中(zhong)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性能(neng),但加(jia)鉬的(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)不(bu)適(shi)合在硝酸中(zhong)使用。在奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)加(jia)入鉬量過(guo)高(gao)時(shi),可能(neng)會因(yin)出(chu)現較(jiao)多(duo)量的(de)(de)δ-鐵(tie)素體和σ相而引起脆性及晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)性降低,特別是經過(guo)敏(min)化處理時(shi),高(gao)鉬的(de)(de)不(bu)利(li)作用更突出(chu),見圖3-2中(zhong)的(de)(de)線2。


銅(tong)加入(ru)鉻(ge)-鎳奧氏(shi)體不銹鋼(gang)中,會提高在硫酸中的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing),但加入(ru)某(mou)些鉻(ge)-錳(meng)-氮不銹鋼(gang)中時,可能會使(shi)產生晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏化(hua)溫度范圍擴大,出(chu)現晶(jing)間(jian)(jian)腐(fu)蝕(shi)的(de)敏化(hua)時間(jian)(jian)縮短,而產生不利影響(xiang),在熱(re)處(chu)理或使(shi)用時應予以(yi)注意。


3. 加入硅并(bing)提(ti)高(gao)鉻、鎳等元素的(de)含量,可高(gao)不銹鋼在濃硝酸中的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)。


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)以取代鉻-鎳奧氏體不銹鋼中的(de)鎳,以節約(yue)稀有貴重(zhong)金屬鎳。


6. 奧氏體不(bu)銹鋼大(da)幅度(du)降低(di)碳(tan)的(de)(de)含(han)量(liang),嚴格限制鉭(Ta)、鈷的(de)(de)含(han)量(liang),可改變原子(zi)核(he)性質,而應用于原子(zi)能工業。加入某些合(he)金元素時,考(kao)慮元素對組織的(de)(de)穩定(ding)作用,在(zai)鉻(ge)、鎳的(de)(de)含(han)量(liang)上允(yun)許做適當的(de)(de)調(diao)整。


對于(yu)鉻-鎳奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),在含有其他合金元素(su)時,為保證(zheng)鋼(gang)的組(zu)織(zhi)是完全奧氏體(ti)組(zu)織(zhi),鎳的含量應不(bu)小(xiao)于(yu)下列經驗公式(shi)所給出的數值:Ni≥1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2。


式(shi)(shi)中(zhong)各(ge)元素(su)符號分別表示(shi)該元素(su)在鋼(gang)中(zhong)的(de)質量(liang)百分數含(han)量(liang)。當鋼(gang)中(zhong)鎳的(de)含(han)量(liang)低于按(an)此(ci)公(gong)式(shi)(shi)的(de)計算值時,則鋼(gang)的(de)組織不完全(quan)是奧氏體,可能還有一(yi)定量(liang)的(de)δ-鐵素(su)體。此(ci)公(gong)式(shi)(shi)適用(yong)于自高溫快速冷卻鋼(gang)的(de)組織。


對于以錳、氮代鎳的(de)Cr-Mn-Ni-N奧氏(shi)體不銹鋼,當錳含(han)量在5%~14%范圍時,為(wei)保證在1150℃時能具有完全(quan)奧氏(shi)體組織,所(suo)需要(yao)的(de)碳加氮的(de)最(zui)小含(han)量應滿足下列公(gong)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(zhong)各元(yuan)素符號分(fen)別表示該元(yuan)素在鋼(gang)中(zhong)的質量百分(fen)數含量。在18-8鋼(gang)基礎上,奧氏體不銹鋼(gang)的發展變化過程見圖3-4。





圖3-4除(chu)顯(xian)示(shi)(shi)了(le)奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)外,還顯(xian)示(shi)(shi)了(le)在奧(ao)氏體不(bu)(bu)銹鋼(gang)基礎(chu)上,通過調整鉻(ge)、鎳(nie)含量(liang)或加入其他合金(jin)元素后演變而來的部分耐(nai)腐蝕(shi)合金(jin)和沉淀(dian)硬化不(bu)(bu)銹鋼(gang)。


我國標(biao)準中,奧氏體不銹鋼棒材、鍛材和鑄材的(de)部分牌(pai)號及化學成分見表3-1。