按合金化方式,奧氏(shi)體(ti)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(xiu)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)(ge)、鎳含量(liang)(liang)的變(bian)化和(he)其他(ta)合金元素的加入(ru),以及(ji)受熱(re)處理或(huo)冷變(bian)形的影響(xiang),在(zai)奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的奧氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)上還會產生其他(ta)相(xiang),如鐵素體(ti)(ti)、馬氏(shi)體(ti)(ti)、碳化物、氮化物、金屬間相(xiang)等。鉻(ge)(ge)當(dang)量(liang)(liang)和(he)鎳當(dang)量(liang)(liang)決定(ding)(ding)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的組織,當(dang)鉻(ge)(ge)當(dang)量(liang)(liang)偏高時,就會使奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)中含有一定(ding)(ding)量(liang)(liang)的鐵素體(ti)(ti)。這些少量(liang)(liang)的鐵素體(ti)(ti)可以明顯提(ti)高奧氏(shi)體(ti)(ti)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)耐晶間腐蝕和(he)應力(li)腐蝕破裂(lie)性能。


  鐵(tie)素體的(de)(de)(de)出現也對奧氏體不銹鋼性(xing)(xing)能帶來不利的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang),如熱(re)加工產(chan)生(sheng)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)(de)傾向性(xing)(xing)增大、耐(nai)孔蝕性(xing)(xing)下(xia)降、耐(nai)尿素生(sheng)產(chan)等腐(fu)蝕環(huan)境中的(de)(de)(de)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能下(xia)降、容易形成脆性(xing)(xing)相等。


 大部分常用鉻(ge)鎳奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,自高溫(wen)驟冷(leng)到(dao)室溫(wen)所(suo)獲得(de)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)組織(zhi)是亞穩(wen)定的(de)(de),當繼續冷(leng)卻(que)(que)到(dao)室溫(wen)以下(xia)的(de)(de)更低(di)溫(wen)度,或在(zai)經受冷(leng)變(bian)形(xing)(xing)時,就有(you)一定量的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變(bian)為(wei)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼中的(de)(de)馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)有(you)兩種形(xing)(xing)態:一種是具(ju)有(you)體(ti)(ti)心立(li)方結構的(de)(de)a'馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti),呈鐵(tie)磁(ci)性;另一種叫ε相,具(ju)有(you)密集(ji)立(li)方結構,為(wei)非鐵(tie)磁(ci)性。對于常用的(de)(de)鉻(ge)鎳奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼,如果(guo)只是由于冷(leng)卻(que)(que),即使冷(leng)到(dao)-196℃,也不(bu)會(hui)產(chan)(chan)生馬(ma)(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。但快冷(leng)到(dao)室溫(wen)特別是到(dao)低(di)溫(wen)后(hou)再施以變(bian)形(xing)(xing)、則可能要(yao)產(chan)(chan)生馬(ma)(ma)氏(shi)體(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。


 鉻是奧(ao)氏體不銹鋼(gang)主要的(de)合(he)金元素,它是鋼(gang)中(zhong)的(de)鐵(tie)素體形成元素。鉻對奧(ao)氏體不銹鋼(gang)性(xing)(xing)能(neng)影(ying)響最(zui)大的(de)是耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)。奧(ao)氏體不銹鋼(gang)隨著鉻量增(zeng)加,耐(nai)硝酸(suan)等氧化(hua)(hua)性(xing)(xing)酸(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)高(gao)溫抗氧化(hua)(hua)、硫化(hua)(hua)性(xing)(xing)能(neng)提(ti)高(gao);在鎳以(yi)及鉬和(he)銅的(de)復合(he)作用下,鉻的(de)增(zeng)加能(neng)提(ti)高(gao)鋼(gang)耐(nai)一(yi)些還原性(xing)(xing)介質、有機物、尿(niao)素和(he)堿介質的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng);鉻提(ti)高(gao)了鋼(gang)的(de)耐(nai)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)性(xing)(xing)能(neng),如耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)以(yi)及某些條件(jian)下的(de)應力(li)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)破裂性(xing)(xing)能(neng)。


 鎳(nie)(nie)是奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)主要的(de)奧氏(shi)(shi)體形(xing)成元素,通過增(zeng)加(jia)鎳(nie)(nie)可以獲得(de)完全(quan)奧氏(shi)(shi)體組織,使鋼(gang)具有(you)良好的(de)塑韌(ren)(ren)性(xing)和低溫韌(ren)(ren)性(xing),并且(qie)具有(you)優良的(de)冷熱(re)加(jia)工(gong)工(gong)藝性(xing)能(neng)(neng)(neng)和焊(han)接性(xing)能(neng)(neng)(neng);鎳(nie)(nie)提高了(le)奧氏(shi)(shi)體不(bu)銹鋼(gang)表面膜(mo)的(de)穩定性(xing),增(zeng)加(jia)了(le)抗高溫氧化性(xing)能(neng)(neng)(neng);隨鎳(nie)(nie)量提高,耐氯化物應力(li)腐蝕破裂性(xing)能(neng)(neng)(neng)和耐還原性(xing)酸的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)增(zeng)加(jia)。


 氮(dan)是非(fei)常強(qiang)烈(lie)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)形成元素(su)。氮(dan)正(zheng)日益成為奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)重(zhong)要合金元素(su),氮(dan)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用除代替部分(fen)昂貴(gui)的(de)(de)(de)鎳外,主要是作(zuo)(zuo)為固溶強(qiang)化元素(su)提高奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強(qiang)度,而并不(bu)顯著降低鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑韌性;氮(dan)提高奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐晶間腐(fu)蝕、孔蝕、縫隙腐(fu)蝕性能。近年來,用氮(dan)合金化的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)研究開發(fa)取(qu)得了較(jiao)大的(de)(de)(de)進展,目前應用的(de)(de)(de)含氮(dan)奧(ao)氏(shi)(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)可分(fen)為控氮(dan)型(xing)(N=0.05%~0.10%)、中(zhong)氮(dan)型(xing)(N=0.10%~0.40%)和高氮(dan)型(xing)(N大于(yu)0.4%)三種。


 鉬是鋼(gang)中的(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)形成元素(su),隨鉬量的(de)(de)加人和提(ti)(ti)高(gao)(gao),附還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)(xing)酸和耐孔蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能增加,鉬還(huan)能提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)強度。鋼(gang)中含(han)(han)銅能顯著提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐還(huan)原(yuan)性(xing)(xing)(xing)介(jie)質的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能,如耐硫酸、磷(lin)酸腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能,特(te)別是鉬、銅復合合金化(hua)時,效果更(geng)獎出。硅能增加鋼(gang)的(de)(de)抗高(gao)(gao)溫(wen)氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)能;一定的(de)(de)含(han)(han)硅量,對提(ti)(ti)高(gao)(gao)奧(ao)氏體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐氯化(hua)物應力腐(fu)蝕(shi)、耐濃硝酸和濃硫酸的(de)(de)腐(fu)蝕(shi),如含(han)(han)硅量在4%時,可(ke)耐發煙硝酸腐(fu)蝕(shi);硅對硝酸級(ji)、尿素(su)級(ji)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是非常有(you)害的(de)(de),必須嚴格控制。