奥氏體(tǐ)不锈钢最基本的合金元素是铬和镍,代表性的牌号是含铬為(wèi)18%左右、含镍為(wèi)8%左右的铬-镍奥氏體(tǐ)不锈钢,常称為(wèi)18-8不锈钢。铬和镍的元素配比基本上保证了钢的组织是稳定的奥氏體(tǐ)。


 奥氏體(tǐ)不锈钢的发展很(hěn)快,為(wèi)了适应不同条件的需要,在18-8钢的基础上,改变碳的含量或添加其他(tā)合金元素,赋予了这类不锈钢更优良的性能(néng)。


  1. 降低碳的含量或加入钛、铌元素,可(kě)提高耐晶间腐蚀性能(néng),钛或铌的加入量有(yǒu)一定的要求,见本书第一章第二节的内容。钛加入量及Ti/C比与晶间腐蚀的关系见图3-1。


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  2. 加入钼、元素可(kě)提高在硫酸中的耐腐蚀性。钼及铜对18-8 钢在硫酸中耐腐蚀性的影响分(fēn)别见图3-2和图3-3。


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 18-8钢加入1.5%~4%的钼,还可(kě)提高在各种有(yǒu)机酸、硫酸盐、漂白粉等介质中的耐腐蚀性能(néng),但加钼的不锈钢不适合在硝酸中使用(yòng)。在奥氏體(tǐ)不锈钢中加入钼量过高时,可(kě)能(néng)会因出现较多(duō)量的δ-铁素體(tǐ)和σ相而引起脆性及晶间腐蚀性降低,特别是经过敏化处理(lǐ)时,高钼的不利作用(yòng)更突出,见图3-2中的線(xiàn)2。


铜加入铬-镍奥氏體(tǐ)不锈钢中,会提高在硫酸中的耐腐蚀性,但加入某些铬-锰-氮不锈钢中时,可(kě)能(néng)会使产生晶间腐蚀的敏化温度范围扩大,出现晶间腐蚀的敏化时间缩短,而产生不利影响,在热处理(lǐ)或使用(yòng)时应予以注意。


3. 加入硅并提高铬、镍等元素的含量,可(kě)高不锈钢在浓硝酸中的耐腐蚀性。


4. 奥氏體(tǐ)不锈钢中加入钼或氮元素,可(kě)以提高在含有(yǒu)氯离子介质中的抗点腐蚀性能(néng),以304不锈钢316LN不锈钢两种奥氏體(tǐ)不锈钢比较,前者抗点蚀指数只為(wèi)18,而后者的抗点蚀指数可(kě)达27。316L不锈钢抗点蚀能(néng)力遠(yuǎn)高于304不锈钢。


5. 锰和氮可(kě)以取代铬-镍奥氏體(tǐ)不锈钢中的镍,以节约稀有(yǒu)贵重金属镍。


6. 奥氏體(tǐ)不锈钢大幅度降低碳的含量,严格限制钽(Ta)、钴的含量,可(kě)改变原子核性质,而应用(yòng)于原子能(néng)工业。加入某些合金元素时,考虑元素对组织的稳定作用(yòng),在铬、镍的含量上允许做适当的调整。


对于铬-镍奥氏體(tǐ)不锈钢,在含有(yǒu)其他(tā)合金元素时,為(wèi)保证钢的组织是完全奥氏體(tǐ)组织,镍的含量应不小(xiǎo)于下列经验公式所给出的数值:Ni≥1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2。


式中各元素符号分(fēn)别表示该元素在钢中的质量百分(fēn)数含量。当钢中镍的含量低于按此公式的计算值时,则钢的组织不完全是奥氏體(tǐ),可(kě)能(néng)还有(yǒu)一定量的δ-铁素體(tǐ)。此公式适用(yòng)于自高温快速冷却钢的组织。


对于以锰、氮代镍的Cr-Mn-Ni-N奥氏體(tǐ)不锈钢,当锰含量在5%~14%范围时,為(wèi)保证在1150℃时能(néng)具有(yǒu)完全奥氏體(tǐ)组织,所需要的碳加氮的最小(xiǎo)含量应满足下列公式:


C+N≥0.078[Cr+0.63W +1.4Mo+2.5V+2.8Nb+1.74(Si-0.5)-12.5]-0.05Ni


式中各元素符号分(fēn)别表示该元素在钢中的质量百分(fēn)数含量。在18-8钢基础上,奥氏體(tǐ)不锈钢的发展变化过程见图3-4。





图3-4除显示了奥氏體(tǐ)不锈钢外,还显示了在奥氏體(tǐ)不锈钢基础上,通过调整铬、镍含量或加入其他(tā)合金元素后演变而来的部分(fēn)耐腐蚀合金和沉淀硬化不锈钢。


我國(guó)标准中,奥氏體(tǐ)不锈钢棒材、锻材和铸材的部分(fēn)牌号及化學(xué)成分(fēn)见表3-1。