什么是奥氏體(tǐ)不锈钢 ？

  按合金化方式，奥氏體(tǐ)不锈钢可(kě)分(fēn)為(wèi)铬镍奥氏體(tǐ)不锈钢和铬锰奥氏體(tǐ)不锈钢，前者是奥氏體(tǐ)不锈钢主體(tǐ)。铬镍奥氏體(tǐ)不锈钢具有(yǒu)良好的综合力學(xué)性能(néng)、优良的冷热加工工艺性能(néng)和焊接性能(néng)，特别是在多(duō)种腐蚀介质中具有(yǒu)优良的耐蚀性能(néng)。另外，这种不锈钢还具有(yǒu)非铁磁性和良好的低温性能(néng)。因此，奥氏體(tǐ)不锈钢获得了最广泛的应用(yòng)。它的强度、硬度偏低，是它的不足之处。铬锰氨（铬锰镍氨）奥氏體(tǐ)不锈钢，除了铬、锰外还有(yǒu)氮及适当的镍，由于氮的固溶强化，这类不锈钢可(kě)以达到相当高的强度。

  随着铬、镍含量的变化和其他(tā)合金元素的加入，以及受热处理(lǐ)或冷变形的影响，在奥氏體(tǐ)不锈钢的奥氏體(tǐ)基體(tǐ)上还会产生其他(tā)相，如铁素體(tǐ)、马氏體(tǐ)、碳化物(wù)、氮化物(wù)、金属间相等。铬当量和镍当量决定不锈钢的组织，当铬当量偏高时，就会使奥氏體(tǐ)不锈钢中含有(yǒu)一定量的铁素體(tǐ)。这些少量的铁素體(tǐ)可(kě)以明显提高奥氏體(tǐ)不锈钢耐晶间腐蚀和应力腐蚀破裂性能(néng)。

  铁素體(tǐ)的出现也对奥氏體(tǐ)不锈钢性能(néng)带来不利的影响，如热加工产生裂纹的倾向性增大、耐孔蚀性下降、耐尿素生产等腐蚀环境中的腐蚀性能(néng)下降、容易形成脆性相等。

 大部分(fēn)常用(yòng)铬镍奥氏體(tǐ)不锈钢，自高温骤冷到室温所获得的奥氏體(tǐ)基體(tǐ)组织是亚稳定的，当继续冷却到室温以下的更低温度，或在经受冷变形时，就有(yǒu)一定量的奥氏體(tǐ)转变為(wèi)马氏體(tǐ)。奥氏體(tǐ)不锈钢中的马氏體(tǐ)有(yǒu)两种形态：一种是具有(yǒu)體(tǐ)心立方结构的a'马氏體(tǐ)，呈铁磁性；另一种叫ε相，具有(yǒu)密集立方结构，為(wèi)非铁磁性。对于常用(yòng)的铬镍奥氏體(tǐ)不锈钢，如果只是由于冷却，即使冷到－196℃,也不会产生马氏體(tǐ)。但快冷到室温特别是到低温后再施以变形、则可(kě)能(néng)要产生马氏體(tǐ)。

 碳在高温奥氏體(tǐ)中的溶解度是比较大的，当奥氏體(tǐ)钢迅速冷却到常温时，碳的溶解度大大减小(xiǎo)，使得碳以过饱和的形式固溶下来，若加热到一定的温度，并保温足够的时间，就会有(yǒu)碳化物(wù)析出。奥氏體(tǐ)不锈钢中最常见的碳化物(wù)是M₂₃C₆型，其次有(yǒu)MC和M₆C型。在不含钛、铌等强碳化物(wù)形成元素的奥氏體(tǐ)不锈钢中，最主要的碳化物(wù)是M₂₃C₆，M₂₃C₆中的M主要是铬。M₂₃C₆具有(yǒu)复杂的面心立方结构，析出温度范围為(wèi)400~950℃,最先析出的部位是铁素體(tǐ)－奥氏體(tǐ)相界，往后依次是晶界、非共格李晶界及非金属夹杂物(wù)边界和共格李晶界、最后是晶内。降低含碳量，加入一些如钛、铌等强碳化物(wù)形成元素，优先在晶内形成颗粒状的TiC、NbC,起稳定C作用(yòng)，都会减少和减缓M₂₃C₆析出。另外氮的加入也会减缓M₂₃C₆的析出。金属间相常见的σ相，将在以后专门介绍。

 铬是奥氏體(tǐ)不锈钢主要的合金元素，它是钢中的铁素體(tǐ)形成元素。铬对奥氏體(tǐ)不锈钢性能(néng)影响最大的是耐蚀性能(néng)。奥氏體(tǐ)不锈钢随着铬量增加，耐硝酸等氧化性酸腐蚀和高温抗氧化、硫化性能(néng)提高；在镍以及钼和铜的复合作用(yòng)下，铬的增加能(néng)提高钢耐一些还原性介质、有(yǒu)机物(wù)、尿素和碱介质的腐蚀性能(néng)；铬提高了钢的耐局部腐蚀的性能(néng)，如耐晶间腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀以及某些条件下的应力腐蚀破裂性能(néng)。

 镍是奥氏體(tǐ)不锈钢主要的奥氏體(tǐ)形成元素，通过增加镍可(kě)以获得完全奥氏體(tǐ)组织，使钢具有(yǒu)良好的塑韧性和低温韧性，并且具有(yǒu)优良的冷热加工工艺性能(néng)和焊接性能(néng)；镍提高了奥氏體(tǐ)不锈钢表面膜的稳定性，增加了抗高温氧化性能(néng)；随镍量提高，耐氯化物(wù)应力腐蚀破裂性能(néng)和耐还原性酸的性能(néng)增加。

 氮是非常强烈的奥氏體(tǐ)形成元素。氮正日益成為(wèi)奥氏體(tǐ)不锈钢中的重要合金元素，氮的作用(yòng)除代替部分(fēn)昂贵的镍外，主要是作為(wèi)固溶强化元素提高奥氏體(tǐ)不锈钢的强度，而并不显著降低钢的塑韧性；氮提高奥氏體(tǐ)不锈钢的耐晶间腐蚀、孔蚀、缝隙腐蚀性能(néng)。近年来，用(yòng)氮合金化的奥氏體(tǐ)不锈钢的研究开发取得了较大的进展，目前应用(yòng)的含氮奥氏體(tǐ)不锈钢可(kě)分(fēn)為(wèi)控氮型（N=0.05%~0.10%)、中氮型（N=0.10%~0.40%)和高氮型（N大于0.4%)三种。

 钼是钢中的铁素體(tǐ)形成元素，随钼量的加人和提高，附还原性酸和耐孔蚀、缝隙腐蚀性能(néng)增加，钼还能(néng)提高奥氏體(tǐ)不锈钢的高温强度。钢中含铜能(néng)显著提高奥氏體(tǐ)不锈钢耐还原性介质的腐蚀性能(néng)，如耐硫酸、磷酸腐蚀性能(néng)，特别是钼、铜复合合金化时，效果更奖出。硅能(néng)增加钢的抗高温氧化性能(néng)；一定的含硅量，对提高奥氏體(tǐ)不锈钢耐氯化物(wù)应力腐蚀、耐浓硝酸和浓硫酸的腐蚀，如含硅量在4%时，可(kě)耐发烟硝酸腐蚀；硅对硝酸级、尿素级不锈钢是非常有(yǒu)害的，必须严格控制。