按合金化方式,奧氏(shi)體不銹鋼(gang)可分為鉻鎳奧氏體不銹鋼和鉻錳奧氏體不銹鋼,前者是奧氏體不銹鋼主體。鉻鎳奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能、優良的冷熱加工工藝性能和焊接性能,特別是在多種腐蝕介質中具有優良的耐蝕性能。另外,這種不銹鋼還具有非鐵磁性和良好的低溫性能。因此,奧氏體不銹鋼獲得了最廣泛的應用。它的強度、硬度偏低,是它的不足之處。鉻錳氨(鉻錳鎳氨)奧氏體不銹鋼,除了鉻、錳外還有氮及適當的鎳,由于氮的固溶強化,這類不銹鋼可以達到相當高的強度。


  隨著(zhu)鉻、鎳含(han)量(liang)的(de)變(bian)化(hua)和(he)其(qi)(qi)他(ta)合金元素(su)(su)的(de)加入,以及受熱處理或(huo)冷變(bian)形的(de)影響,在奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)上還會產生其(qi)(qi)他(ta)相(xiang),如鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)、馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、碳(tan)化(hua)物、氮化(hua)物、金屬間(jian)相(xiang)等。鉻當(dang)量(liang)和(he)鎳當(dang)量(liang)決定(ding)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)組織,當(dang)鉻當(dang)量(liang)偏高(gao)時(shi),就會使奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)含(han)有(you)一定(ding)量(liang)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。這(zhe)些少量(liang)的(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)可以明顯提高(gao)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)耐晶間(jian)腐(fu)蝕和(he)應力腐(fu)蝕破裂性能(neng)。


  鐵素體的出現也對奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼性(xing)(xing)(xing)能(neng)帶來不利的影響,如熱加工產生(sheng)裂紋的傾(qing)向性(xing)(xing)(xing)增大、耐孔蝕性(xing)(xing)(xing)下(xia)降、耐尿素生(sheng)產等腐(fu)蝕環境中的腐(fu)蝕性(xing)(xing)(xing)能(neng)下(xia)降、容易形成脆(cui)性(xing)(xing)(xing)相等。


 大部分(fen)常用鉻鎳奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),自(zi)高溫(wen)(wen)驟冷(leng)(leng)到(dao)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)所獲得的奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)基體(ti)組織(zhi)是(shi)亞穩定的,當(dang)繼續冷(leng)(leng)卻到(dao)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)以下的更低溫(wen)(wen)度(du),或在經受冷(leng)(leng)變(bian)形(xing)(xing)時,就有一(yi)定量的奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)為馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)。奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)有兩種(zhong)形(xing)(xing)態:一(yi)種(zhong)是(shi)具有體(ti)心立方結構的a'馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti),呈鐵(tie)磁性;另一(yi)種(zhong)叫ε相,具有密集立方結構,為非(fei)鐵(tie)磁性。對(dui)于(yu)常用的鉻鎳奧氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),如果只是(shi)由于(yu)冷(leng)(leng)卻,即使(shi)冷(leng)(leng)到(dao)-196℃,也不(bu)(bu)會產生馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)。但快冷(leng)(leng)到(dao)室(shi)(shi)溫(wen)(wen)特別(bie)是(shi)到(dao)低溫(wen)(wen)后再施以變(bian)形(xing)(xing)、則可(ke)能(neng)要產生馬氏(shi)(shi)(shi)體(ti)。


 碳在高溫奧氏體中的溶解度是比較大的,當奧氏體鋼迅速冷卻到常溫時,碳的溶解度大大減小,使得碳以過飽和的形式固溶下來,若加熱到一定的溫度,并保溫足夠的時間,就會有碳化物析出。奧氏體不銹鋼中最常見的碳化物是M23C6型,其次有MC和M6C型。在不含鈦、鈮等強碳化物形成元素的奧氏體不銹鋼中,最主要的碳化物是M23C6M23C6中的M主要是鉻。M23C6具有復雜的面心立方結構,析出溫度范圍為400~950℃,最先析出的部位是鐵素體-奧氏體相界,往后依次是晶界、非共格李晶界及非金屬夾雜物邊界和共格李晶界、最后是晶內。降低含碳量,加入一些如鈦、鈮等強碳化物形成元素,優先在晶內形成顆粒狀的TiC、NbC,起穩定C作用,都會減少和減緩M23C6析出。另外氮的加入也會減緩M23C6的析出。金屬間相常見的σ相,將在以后專門介紹。


 鉻是奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼主要的(de)(de)(de)合金元素,它是鋼中的(de)(de)(de)鐵(tie)素體形成元素。鉻對奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼性能(neng)影響(xiang)最大(da)的(de)(de)(de)是耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng)。奧氏體不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼隨著鉻量增加(jia),耐(nai)(nai)硝酸等氧(yang)化性酸腐蝕(shi)(shi)(shi)和(he)(he)高溫抗氧(yang)化、硫化性能(neng)提(ti)高;在(zai)鎳以及鉬和(he)(he)銅的(de)(de)(de)復合作用下,鉻的(de)(de)(de)增加(jia)能(neng)提(ti)高鋼耐(nai)(nai)一些(xie)還(huan)原性介質、有(you)機(ji)物(wu)、尿素和(he)(he)堿介質的(de)(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)性能(neng);鉻提(ti)高了鋼的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)局部腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)性能(neng),如耐(nai)(nai)晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)、孔蝕(shi)(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)(shi)以及某(mou)些(xie)條件下的(de)(de)(de)應力腐蝕(shi)(shi)(shi)破裂性能(neng)。


 鎳(nie)是(shi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼主(zhu)要的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)形成元素(su),通過增(zeng)加(jia)鎳(nie)可(ke)以獲(huo)得完全(quan)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)組織,使(shi)鋼具有(you)良好(hao)的塑韌性(xing)(xing)(xing)和低(di)溫韌性(xing)(xing)(xing),并且具有(you)優良的冷(leng)熱(re)加(jia)工工藝性(xing)(xing)(xing)能(neng)和焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng);鎳(nie)提(ti)高了奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼表面膜的穩定(ding)性(xing)(xing)(xing),增(zeng)加(jia)了抗高溫氧化性(xing)(xing)(xing)能(neng);隨鎳(nie)量提(ti)高,耐氯化物應力腐蝕破裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)和耐還原性(xing)(xing)(xing)酸的性(xing)(xing)(xing)能(neng)增(zeng)加(jia)。


 氮(dan)(dan)是非常強(qiang)烈的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形成元(yuan)素。氮(dan)(dan)正日(ri)益成為(wei)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)重要合金(jin)元(yuan)素,氮(dan)(dan)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用除代替(ti)部分昂貴的(de)(de)鎳外,主要是作(zuo)(zuo)為(wei)固溶強(qiang)化(hua)(hua)元(yuan)素提高(gao)(gao)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)強(qiang)度(du),而并不(bu)(bu)顯著降(jiang)低鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)塑韌性;氮(dan)(dan)提高(gao)(gao)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)耐晶間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕性能(neng)。近(jin)年(nian)來,用氮(dan)(dan)合金(jin)化(hua)(hua)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)研(yan)究開發取得了較大(da)的(de)(de)進展(zhan),目前應用的(de)(de)含氮(dan)(dan)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可分為(wei)控氮(dan)(dan)型(xing)(N=0.05%~0.10%)、中氮(dan)(dan)型(xing)(N=0.10%~0.40%)和高(gao)(gao)氮(dan)(dan)型(xing)(N大(da)于0.4%)三種。


 鉬(mu)(mu)(mu)是(shi)(shi)鋼(gang)(gang)中的鐵素(su)體形成元(yuan)素(su),隨鉬(mu)(mu)(mu)量(liang)的加人和提(ti)高,附還(huan)原(yuan)性酸(suan)(suan)和耐(nai)孔蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)增加,鉬(mu)(mu)(mu)還(huan)能(neng)提(ti)高奧氏體不銹鋼(gang)(gang)的高溫強度(du)。鋼(gang)(gang)中含銅能(neng)顯(xian)著提(ti)高奧氏體不銹鋼(gang)(gang)耐(nai)還(huan)原(yuan)性介質的腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng),如耐(nai)硫酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng),特別是(shi)(shi)鉬(mu)(mu)(mu)、銅復合合金化(hua)時,效果(guo)更獎出。硅(gui)(gui)(gui)能(neng)增加鋼(gang)(gang)的抗高溫氧化(hua)性能(neng);一定(ding)的含硅(gui)(gui)(gui)量(liang),對提(ti)高奧氏體不銹鋼(gang)(gang)耐(nai)氯化(hua)物應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、耐(nai)濃硝(xiao)酸(suan)(suan)和濃硫酸(suan)(suan)的腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi),如含硅(gui)(gui)(gui)量(liang)在4%時,可耐(nai)發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi);硅(gui)(gui)(gui)對硝(xiao)酸(suan)(suan)級、尿素(su)級不銹鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)非常有害的,必(bi)須嚴格控制(zhi)。