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(bu)銹鋼中不能單獨使用錳作為合金元素。
錳(meng)對(dui)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用與鎳相(xiang)似,不(bu)在(zai)(zai)于形(xing)成(cheng)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti),而是降低鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)臨界冷(leng)卻(que)速度,在(zai)(zai)冷(leng)卻(que)時增(zeng)加奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)穩定性,抑(yi)制(zhi)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)分解,使高溫(wen)下形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)能夠保持到常(chang)溫(wen)。在(zai)(zai)提(ti)高鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性方(fang)面,錳(meng)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用不(bu)大,這是因為(wei)錳(meng)對(dui)提(ti)高鐵基固溶體(ti)(ti)電極電位的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用不(bu)大,形(xing)成(cheng)氧(yang)化(hua)膜的(de)(de)(de)(de)(de)防護作(zuo)用也(ye)很低,所以工業上雖(sui)有錳(meng)合金化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)(ti)鋼(gang)(如7Mn15Cr2A13V2WMo、5Mn15Cr8Ni5Mo3V2、40Mn18Cr4、50Mn18Cr4WN等),但(dan)它們不(bu)能作(zuo)為(wei)不(bu)銹鋼(gang)使用,所以它們都不(bu)是不(bu)銹鋼(gang)。
完(wan)全用(yong)(yong)錳(meng)(meng)(meng)代(dai)(dai)(dai)替不銹(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)(de)鎳(nie),是(shi)不能解決鋼(gang)的(de)(de)(de)耐腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)問題,這是(shi)因為鉻(ge)錳(meng)(meng)(meng)鋼(gang)要(yao)獲得完(wan)全奧(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)(zu)織,除(chu)了(le)鉻(ge)與錳(meng)(meng)(meng)的(de)(de)(de)適當含(han)量以(yi)外,還應當考慮碳(tan)的(de)(de)(de)含(han)量。當鋼(gang)中碳(tan)含(han)量低(di)(di)時,將(jiang)很難得到完(wan)全奧(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)(zu)織。如果提高鋼(gang)中的(de)(de)(de)碳(tan)含(han)量,將(jiang)會(hui)降(jiang)低(di)(di)鋼(gang)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)。再者(zhe),鉻(ge)錳(meng)(meng)(meng)不銹(xiu)鋼(gang)在500~800℃加(jia)熱后(hou),鋼(gang)的(de)(de)(de)抗晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能力將(jiang)會(hui)很低(di)(di),加(jia)入(ru)鈦和(he)鈮也不能降(jiang)低(di)(di)它對晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)。因此,目前應用(yong)(yong)較多的(de)(de)(de)是(shi)在18-8鉻(ge)鎳(nie)型奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)基礎上,以(yi)錳(meng)(meng)(meng)代(dai)(dai)(dai)替部(bu)分鎳(nie)或采用(yong)(yong)同(tong)時加(jia)錳(meng)(meng)(meng)和(he)氮的(de)(de)(de)方(fang)法來代(dai)(dai)(dai)替全部(bu)鎳(nie),以(yi)及用(yong)(yong)錳(meng)(meng)(meng)和(he)氮代(dai)(dai)(dai)鎳(nie)的(de)(de)(de)低(di)(di)鎳(nie)不銹(xiu)鋼(gang)與無鎳(nie)的(de)(de)(de)鉻(ge)-錳(meng)(meng)(meng)-氮不銹(xiu)鋼(gang),如 12Cr17Mn6Ni5N(201)、20Cr15Mn15Ni2N 和(he)26Cr18Mn12Si2N等(deng)。而(er)且,目前已經納入(ru)國(guo)家標(biao)準并(bing)獲得應用(yong)(yong),有的(de)(de)(de)可以(yi)代(dai)(dai)(dai)替傳統(tong)的(de)(de)(de)18-8型鉻(ge)鎳(nie)不銹(xiu)鋼(gang),如10Cr17Mn9Ni4N和(he)20Cr13Mn9Ni4,具有良好的(de)(de)(de)耐大(da)氣腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)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。