錳和鎳一樣都是促使形成奧氏體的合金元素,因而可以代替鎳(或部分代替),但是錳本身并不耐蝕,因此在不銹鋼中不能單獨使用錳作為合金元素。
錳(meng)對奧(ao)氏(shi)體(ti)的作(zuo)(zuo)用與(yu)鎳(nie)相似,不在于形成奧(ao)氏(shi)體(ti),而是降低鋼(gang)的臨界冷卻(que)速(su)度,在冷卻(que)時(shi)增加奧(ao)氏(shi)體(ti)的穩定性(xing),抑制(zhi)奧(ao)氏(shi)體(ti)的分解,使(shi)高溫下形成的奧(ao)氏(shi)體(ti)能(neng)夠保持到常溫。在提高鋼(gang)的耐(nai)蝕性(xing)方面(mian),錳(meng)的作(zuo)(zuo)用不大,這是因為錳(meng)對提高鐵基固(gu)溶體(ti)電極電位的作(zuo)(zuo)用不大,形成氧(yang)化膜的防護作(zuo)(zuo)用也很(hen)低,所(suo)以工(gong)業上雖(sui)有錳(meng)合金(jin)化的奧(ao)氏(shi)體(ti)鋼(gang)(如7Mn15Cr2A13V2WMo、5Mn15Cr8Ni5Mo3V2、40Mn18Cr4、50Mn18Cr4WN等(deng)),但它們(men)不能(neng)作(zuo)(zuo)為不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)使(shi)用,所(suo)以它們(men)都不是不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)。
完(wan)全(quan)用(yong)錳(meng)代(dai)替(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie)(nie),是(shi)不(bu)能(neng)解決鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕問(wen)題(ti),這是(shi)因(yin)(yin)為鉻(ge)錳(meng)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)要獲(huo)得(de)(de)(de)完(wan)全(quan)奧氏體(ti)組織,除了鉻(ge)與錳(meng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)適當含量以(yi)(yi)外,還應當考(kao)慮碳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含量。當鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)碳含量低時(shi),將很難(nan)得(de)(de)(de)到完(wan)全(quan)奧氏體(ti)組織。如果(guo)提高鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)碳含量,將會降(jiang)低鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性(xing)。再者,鉻(ge)錳(meng)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)500~800℃加熱后,鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗晶(jing)間腐(fu)蝕能(neng)力將會很低,加入鈦和(he)(he)鈮(ni)也不(bu)能(neng)降(jiang)低它對晶(jing)間腐(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)。因(yin)(yin)此,目前(qian)應用(yong)較多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)在(zai)18-8鉻(ge)鎳(nie)(nie)型奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上,以(yi)(yi)錳(meng)代(dai)替(ti)部分鎳(nie)(nie)或(huo)采用(yong)同時(shi)加錳(meng)和(he)(he)氮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法來(lai)代(dai)替(ti)全(quan)部鎳(nie)(nie),以(yi)(yi)及用(yong)錳(meng)和(he)(he)氮代(dai)鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低鎳(nie)(nie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)與無鎳(nie)(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻(ge)-錳(meng)-氮不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),如 12Cr17Mn6Ni5N(201)、20Cr15Mn15Ni2N 和(he)(he)26Cr18Mn12Si2N等。而且,目前(qian)已經納入國家標(biao)準并獲(huo)得(de)(de)(de)應用(yong),有的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)以(yi)(yi)代(dai)替(ti)傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)18-8型鉻(ge)鎳(nie)(nie)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang),如10Cr17Mn9Ni4N和(he)(he)20Cr13Mn9Ni4,具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐大(da)氣腐(fu)蝕性(xing)。
氮是奧氏體穩定元素,可提高鋼的強度。在奧氏體不銹鋼或奧氏體-鐵素體不銹鋼中,能增強耐點蝕及縫隙腐蝕性,并減少金屬間。相在高溫或焊接時析出的機會。同時,以氮和錳的復合合金代替昂貴的鎳,還有提高氮溶解度的優點。錳與氮的綜合作用還可取代不銹鋼中的鎳,從而創新和發展了新型的Cr-Mn-N不銹耐酸鋼。以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼和無鎳的鉻錳氮不銹鋼,目前已在工業上獲得應用。這類鋼的典型牌號是12Cr17Mn6Ni5N(201),它比06Cr19Ni10(304)牌號的奧氏體不銹鋼具有更高的強度和耐蝕性。