按合金化方式,奧(ao)氏體不銹(xiu)鋼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(sui)著鉻(ge)、鎳含量(liang)的(de)變化(hua)(hua)和(he)其他合金(jin)元(yuan)素的(de)加入(ru),以(yi)及受熱處理或冷變形的(de)影響(xiang),在奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)的(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)上還會產(chan)生其他相,如(ru)鐵素體(ti)(ti)(ti)、馬氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)、碳化(hua)(hua)物、氮(dan)化(hua)(hua)物、金(jin)屬間相等(deng)。鉻(ge)當(dang)量(liang)和(he)鎳當(dang)量(liang)決定(ding)不銹鋼(gang)的(de)組織,當(dang)鉻(ge)當(dang)量(liang)偏高(gao)(gao)時(shi),就會使奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)中含有一定(ding)量(liang)的(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)。這些(xie)少量(liang)的(de)鐵素體(ti)(ti)(ti)可以(yi)明顯提高(gao)(gao)奧氏(shi)(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹鋼(gang)耐晶間腐蝕(shi)和(he)應力腐蝕(shi)破裂(lie)性(xing)能。


  鐵素(su)體(ti)的(de)(de)出現也對奧氏體(ti)不(bu)(bu)銹鋼性(xing)能(neng)帶來不(bu)(bu)利的(de)(de)影響(xiang),如熱加工(gong)產生裂紋的(de)(de)傾(qing)向性(xing)增大(da)、耐孔(kong)蝕(shi)性(xing)下(xia)降(jiang)、耐尿素(su)生產等(deng)(deng)腐蝕(shi)環境中的(de)(de)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)、容(rong)易(yi)形成脆性(xing)相(xiang)等(deng)(deng)。


 大部分(fen)常用鉻(ge)(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang),自高(gao)溫(wen)驟冷(leng)(leng)到室(shi)溫(wen)所獲得(de)的奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)(ti)組織是(shi)亞穩(wen)定的,當(dang)繼續冷(leng)(leng)卻到室(shi)溫(wen)以(yi)下的更(geng)低(di)溫(wen)度,或在經受冷(leng)(leng)變形(xing)時,就有(you)(you)一(yi)定量(liang)的奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變為(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中的馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)有(you)(you)兩種形(xing)態:一(yi)種是(shi)具有(you)(you)體(ti)(ti)(ti)(ti)心(xin)立(li)方結構(gou)的a'馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti),呈鐵(tie)(tie)磁性;另一(yi)種叫ε相,具有(you)(you)密(mi)集立(li)方結構(gou),為(wei)非鐵(tie)(tie)磁性。對于(yu)常用的鉻(ge)(ge)鎳奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang),如(ru)果只是(shi)由于(yu)冷(leng)(leng)卻,即使冷(leng)(leng)到-196℃,也不會產生馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)。但快冷(leng)(leng)到室(shi)溫(wen)特別是(shi)到低(di)溫(wen)后再施以(yi)變形(xing)、則可(ke)能要(yao)產生馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(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(ge)是(shi)(shi)奧氏體不銹(xiu)鋼主要的(de)(de)合金元素(su),它是(shi)(shi)鋼中的(de)(de)鐵(tie)素(su)體形成元素(su)。鉻(ge)對奧氏體不銹(xiu)鋼性(xing)能(neng)(neng)影響最大的(de)(de)是(shi)(shi)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng)。奧氏體不銹(xiu)鋼隨著(zhu)鉻(ge)量增(zeng)加(jia),耐(nai)(nai)硝酸等氧化(hua)性(xing)酸腐蝕(shi)和(he)高溫抗氧化(hua)、硫(liu)化(hua)性(xing)能(neng)(neng)提高;在鎳以及鉬(mu)和(he)銅的(de)(de)復合作(zuo)用下(xia),鉻(ge)的(de)(de)增(zeng)加(jia)能(neng)(neng)提高鋼耐(nai)(nai)一(yi)些還原性(xing)介(jie)質、有機物、尿素(su)和(he)堿介(jie)質的(de)(de)腐蝕(shi)性(xing)能(neng)(neng);鉻(ge)提高了鋼的(de)(de)耐(nai)(nai)局部腐蝕(shi)的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng),如耐(nai)(nai)晶間腐蝕(shi)、孔蝕(shi)、縫隙腐蝕(shi)以及某些條(tiao)件下(xia)的(de)(de)應力(li)腐蝕(shi)破裂性(xing)能(neng)(neng)。


 鎳是奧(ao)氏體(ti)不銹鋼主(zhu)要的奧(ao)氏體(ti)形成(cheng)元(yuan)素,通過增(zeng)(zeng)加鎳可以獲(huo)得(de)完(wan)全(quan)奧(ao)氏體(ti)組織,使(shi)鋼具(ju)有良好的塑韌性(xing)(xing)和低溫韌性(xing)(xing),并且具(ju)有優良的冷(leng)熱加工工藝性(xing)(xing)能(neng)(neng)和焊接性(xing)(xing)能(neng)(neng);鎳提高了奧(ao)氏體(ti)不銹鋼表面膜的穩定(ding)性(xing)(xing),增(zeng)(zeng)加了抗高溫氧化(hua)性(xing)(xing)能(neng)(neng);隨(sui)鎳量提高,耐氯(lv)化(hua)物(wu)應(ying)力腐蝕(shi)破裂性(xing)(xing)能(neng)(neng)和耐還原(yuan)性(xing)(xing)酸的性(xing)(xing)能(neng)(neng)增(zeng)(zeng)加。


 氮(dan)(dan)(dan)(dan)是(shi)非常(chang)強烈的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體形成元(yuan)素。氮(dan)(dan)(dan)(dan)正日益成為(wei)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)中的(de)(de)(de)重(zhong)要合金(jin)元(yuan)素,氮(dan)(dan)(dan)(dan)的(de)(de)(de)作用(yong)除代替部分昂貴的(de)(de)(de)鎳外,主要是(shi)作為(wei)固溶強化元(yuan)素提高奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)強度,而并(bing)不(bu)(bu)(bu)顯著降低(di)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑韌(ren)性;氮(dan)(dan)(dan)(dan)提高奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐晶間腐蝕、孔蝕、縫隙(xi)腐蝕性能。近年(nian)來,用(yong)氮(dan)(dan)(dan)(dan)合金(jin)化的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)研究開發取(qu)得了較(jiao)大的(de)(de)(de)進展,目前應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)含(han)氮(dan)(dan)(dan)(dan)奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)可分為(wei)控氮(dan)(dan)(dan)(dan)型(xing)(N=0.05%~0.10%)、中氮(dan)(dan)(dan)(dan)型(xing)(N=0.10%~0.40%)和高氮(dan)(dan)(dan)(dan)型(xing)(N大于0.4%)三種。


 鉬是(shi)鋼(gang)中的鐵素體(ti)形成元素,隨鉬量(liang)(liang)的加人和提(ti)(ti)高(gao)(gao),附還(huan)原(yuan)性酸(suan)和耐(nai)孔蝕(shi)(shi)、縫隙腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)增加,鉬還(huan)能(neng)(neng)提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的高(gao)(gao)溫強度(du)。鋼(gang)中含銅能(neng)(neng)顯著(zhu)提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)還(huan)原(yuan)性介質的腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng),如耐(nai)硫(liu)酸(suan)、磷酸(suan)腐蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng),特別是(shi)鉬、銅復合(he)合(he)金化時,效(xiao)果更獎出。硅(gui)能(neng)(neng)增加鋼(gang)的抗高(gao)(gao)溫氧化性能(neng)(neng);一定的含硅(gui)量(liang)(liang),對提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)氯化物(wu)應力腐蝕(shi)(shi)、耐(nai)濃(nong)硝酸(suan)和濃(nong)硫(liu)酸(suan)的腐蝕(shi)(shi),如含硅(gui)量(liang)(liang)在4%時,可耐(nai)發煙硝酸(suan)腐蝕(shi)(shi);硅(gui)對硝酸(suan)級(ji)(ji)、尿素級(ji)(ji)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)是(shi)非常有害的,必(bi)須嚴格控制(zhi)。