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发表于 2009-3-4 17:30:26
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来自： 中国湖北十堰
奥氏体不锈钢：在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸肯有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。
5 R* Z; Z2 H0 q" s5 b x7 t 奥氏体型钢 4 ]8 k& I4 @/ J8 o* w9 v
(1)1Cr17Mn6Ni15N；(2)1Cr18Mn8Ni5N；(3)1Cr18Ni9；(4)1Cr18Ni9Si3；(5)0Cr18Ni9；(6)00Cr19Ni10；(7)0Cr19Ni9N；(8)0Cr19Ni10NbN；(9)00Cr18Ni10N；(10)1Cr18Ni12；(11) 0Cr23Ni13；(12)0Cr25Ni20；(13) 0Cr17Ni12Mo2；(14) 00Cr17Ni14Mo2；(15) 0Cr17Ni12Mo2N；(16) 00Cr17Ni13Mo2N；(17) 1Cr18Ni12Mo2Ti；(18) 0Cr18Ni12Mo2Ti；(19) 1Cr18Ni12Mo3Ti；(20) 0Cr18Ni12Mo3Ti；(21) 0Cr18Ni12Mo2Cu2；(22) 00Cr18Ni14Mo2Cu2；(23) 0Cr19Ni13Mo3；(24) 00Cr19Ni13Mo3；(25) 0Cr18Ni16Mo5；(26) 1Cr18Ni9Ti；(27) 0Cr18Ni10Ti；(28) 0Cr18Ni11Nb；(29) 0Cr18Ni13Si4 ) Q f, Q. _9 @ u: Q$ j
1.概述 O1 B5 |* i5 P9 j- \
奥氏体不锈钢1913年在德国问世，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。钢号也最多，当今我国常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个，最常见的就是18-8型。" _: g8 z9 k5 P5 Y, E. i7 ^
定义：常温下具有奥氏体组织的不锈钢。9 C) [0 e0 B- J' g
分类：Fe-Cr-Ni (主体)4 w: b& _7 m* c6 A6 w9 M
Fe-Cr-Mn! |! L+ `# a8 i- J$ l) C% l
国内外牌号对比：
?1 J6 H; V2 n9 W* D GB(中国) ASTM(美国) JIS(日本) DIN(德国)
* q% W" n3 Z W6 ]! i 1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177! f8 z0 q9 Y+ y Z. |2 c
1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188; `' S$ Q5 G5 Y' ~' o! ^
1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS188
8 t% q" Y5 f* n2 Q% A 0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189' N# C! c9 ]. \( g' ^: q
0Cr19i10 304L SUS304L X2CrNi1893 v, x3 i q5 P: M
0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810
2 U7 y; t) G9 |* |. B4 p2 J 00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810
) |5 y }, L: r" }& @ 0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189& N8 _9 |& I/ O
0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816; ]. `2 R! E) X
2. 奥氏体不锈钢的成分
1 R. c A$ n2 i$ p 在18-8型不锈钢的成分基础上演变，主要有以下几方面的重要发展：
9 j- ~& k' _! }, A 1) 加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀
. q: p( d$ T" g7 F! j 2) 降C或加Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向
5 x. q1 ~9 a U+ i8 g3 Q$ @- U5 _ 3) 加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度
, U; G+ p" ^5 R$ ]4 N5 C' R 4) 加Ni改善抗应力腐蚀性能.转自"我要不锈钢"
( C9 l' V6 @# ]/ ^" L I9 L 5) 加S、Se改善切削性和构件表面精度.
9 m' P8 i; W- [ 奥氏体不锈钢成分系统图
: H' K! H; L/ u& K7 G 3. 奥氏体不锈钢的组织/ Y- I' ?- J0 @
3.1铁素体相的形成2 u! X) y! \8 J/ A+ U& w- t1 c9 v$ Y
3.1.1铁素体相对奥氏体不锈钢性能的影响
# c$ w; _: H+ x( [ F相的出现一般都对奥氏体不锈钢的性能带来不利的影响：如使热加工产生裂纹的倾向性增大；钢的耐点蚀性下降，在诸多腐蚀环境（如尿素生产）中耐蚀性劣化；在高温下加长时间加热时，F相会转变为σ相使钢变脆等等。
1 r# t& S1 i: I! U6 Y5 q) h; K 3.1.2铁素体相的形成与含量的粗略判定
- f `9 u& C* A4 H1 m e$ ^ 含量的粗略判定：+ w1 l. F4 K- J) Q% g
Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo，Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn6 z5 ^( w( T) B
3.1.3铁素体相的消除
G/ ?' ~& {9 g0 i/ J 根本的办法是提高钢中奥氏体形成元素的含量。Ni是首选的元素，但是从经济的角度出发，Mn和N也受到人们的重视。特别是N，其抑制铁素体形成的能力为Ni的30倍，同时又有改善耐蚀性和提高强度的作用.' p( h( v; y/ T/ p3 B
标准的马氏体不锈钢是：403、410、414、416、416(Se)、420、431、440A、440B和440C型，这些钢材的耐腐蚀性来自“铬”，其范围是从11.5至18%，铬含量愈高的钢材需碳含量愈高，以确保在热处理期间马氏体的形成，上述三种440型不锈钢很少被考虑做为需要焊接的应用，且440型成份的熔填金属不易取得。
% t- B% u4 Y D5 K6 j. \ l 标准马氏体钢材的改良，含有类如镍、钼、钒等的添加元素，主要是用于将标准钢材受限的容许工作温度提升至高于1100K，当添加这些元素时，碳含量也增加，随着碳含量的增加，在焊接物的硬化热影响区中避免龟裂的问题变成更严重。 ! k& C3 s- a3 |( d+ Y
马氏体不锈钢能在退火、硬化和硬化与回火的状态下焊接，无论钢材的原先状态如何，经过焊接后都会在邻近焊道处产生一硬化的马氏体区，热影响区的硬度主要是取决于母材金属的碳含量，当硬度增加时，则韧性减少，且此区域变成较易产生龟裂、预热和控制层间温度，是避免龟裂的最有效方法，为得最佳的性质，需焊后热处理。+ ~- O6 v9 d% m) Y* ^ [ a
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火、回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。这种特性决定了这类钢必须具备两个基本条件：一是在平衡相图中必须有奥氏体相区存在，在该区域温度范围内进行长时间加热，使碳化物固溶到钢中之后，进行淬火形成马氏体，也就是化学成分必须控制在γ或γ+α相区，二是要使合金形成耐腐蚀和氧化的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。按合金元素的差别，可分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢。
7 X6 i6 z/ q! T$ f F F7 `- Z3 N 马氏体铬不锈钢的主要合金元素是铁、铬和碳。图1-4是Fe-Cr系相图富铁部分，如Cr大于13%时，不存在γ相，此类合金为单相铁素体合金，在任何热处理制度下也不能产生马氏体，为此必须在内Fe-Cr二元合金中加入奥氏体形成元素，以扩大γ相区，对于马氏体铬不锈钢来说，C、N是有效元素，C、N元素添加使得合金允许更高的铬含量。在马氏体铬不锈钢中，除铬外，C是另一个最重要的必备元素，事实上，马氏体铬不锈耐热钢是一类铁、铬、碳三元合金。当然，还有其他元素，利用这些元素，可根据Schaeffler图确定大致的组织。
5 h5 n) |8 Y- W2 H: ?* j 马氏体不锈钢主要为铬含量在12%-18%范围内的低碳或高碳钢。各国广泛应用的马氏体不锈钢钢种有如下3类：
3 N" H) w' k% L7 i) h, W) n 1.低碳及中碳13%Cr钢
- c/ k: }" X( M9 O: e" E4 `' ? 2.高碳的18%Cr钢- P2 H( B2 b4 F
3.低碳含镍（约2%）的17%Cr钢
- G# \5 ~/ {: u& V+ d1 A6 Z 马氏体不锈钢具备高强度和耐蚀性，可以用来制造机器零件如蒸汽涡轮的叶片（1Cr13）、蒸汽装备的轴和拉杆（2Cr13），以及在腐蚀介质中工作的零件如活门、螺栓等（4Cr13）。碳含量较高的钢号（4Cr13、9Cr18）则适用于制造医疗器械、餐刀、测量用具、弹簧等。8 @. Q4 e4 }" s* q+ ~
与铁素体不锈钢相似，在马氏体不锈钢中也可以加入其它合金元素来改进其他性能：1.加入0.07%S或Se改善切削加工性能，例如1Cr13S或4Cr13Se；2.加入约1%Mo及0.1% V，可以增加9Cr18钢的耐磨性及耐蚀性；3.加入约1Mo-1W-0.2V，可以提高1Cr13及2Cr13钢的热强性。
) u* G3 H3 z* M- t% n 马氏体不锈钢与调制钢一样，可以使用淬火、回火及退火处理。其力学性质与调制钢也相似：当硬度升高时，抗拉强度及屈服强度升高，而伸长率、截面收缩率及冲击功则随着降低。
* r3 o$ c2 r% \% s" w, U- ?/ \ 马氏体不锈钢的耐蚀性主要取决于铬含量，而钢中的碳由于与铬形成稳定的碳化铬，又间接的影响了钢的耐蚀性。因此在13%Cr钢中，碳含量越低，则耐蚀性越高。而在1Cr13、2Cr13、3Cr13及4Cr13四种钢中，其耐蚀性与强度的顺序恰好相反。 |
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发表于 2009-3-4 16:39:22
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