按合金化方式,奧氏體不銹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(gang)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。


  隨著鉻(ge)、鎳(nie)含量(liang)的(de)(de)變化和其(qi)他合金元素(su)的(de)(de)加(jia)入,以及受(shou)熱處(chu)理或冷變形的(de)(de)影(ying)響(xiang),在奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)奧(ao)氏體(ti)基(ji)體(ti)上(shang)還會(hui)產生(sheng)其(qi)他相(xiang),如鐵(tie)素(su)體(ti)、馬氏體(ti)、碳化物(wu)、氮化物(wu)、金屬間(jian)相(xiang)等。鉻(ge)當(dang)量(liang)和鎳(nie)當(dang)量(liang)決定不(bu)銹鋼的(de)(de)組織,當(dang)鉻(ge)當(dang)量(liang)偏高時(shi),就會(hui)使奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼中含有一定量(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)。這些少量(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)可(ke)以明(ming)顯提高奧(ao)氏體(ti)不(bu)銹鋼耐晶(jing)間(jian)腐蝕和應力(li)腐蝕破裂性能。


  鐵(tie)素體的出現也對奧氏體不銹鋼性(xing)能帶來不利(li)的影響,如熱加工產(chan)生(sheng)裂紋的傾向(xiang)性(xing)增大、耐孔蝕(shi)(shi)性(xing)下降、耐尿(niao)素生(sheng)產(chan)等腐蝕(shi)(shi)環境中的腐蝕(shi)(shi)性(xing)能下降、容易(yi)形成(cheng)脆(cui)性(xing)相等。


 大部分常用鉻鎳奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼,自(zi)高溫(wen)驟(zou)冷到(dao)(dao)室(shi)溫(wen)所獲得的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)是亞穩定(ding)的(de)(de)(de),當繼續(xu)冷卻到(dao)(dao)室(shi)溫(wen)以(yi)下的(de)(de)(de)更低溫(wen)度,或在(zai)經受(shou)冷變(bian)形(xing)(xing)時,就有(you)一(yi)定(ding)量的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)轉變(bian)為馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)。奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)(de)馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)有(you)兩種(zhong)形(xing)(xing)態:一(yi)種(zhong)是具(ju)有(you)體(ti)(ti)(ti)心立方(fang)結(jie)構的(de)(de)(de)a'馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti),呈鐵磁(ci)性;另一(yi)種(zhong)叫ε相,具(ju)有(you)密集立方(fang)結(jie)構,為非(fei)鐵磁(ci)性。對(dui)于常用的(de)(de)(de)鉻鎳奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼,如果只是由(you)于冷卻,即使冷到(dao)(dao)-196℃,也不會產生馬(ma)(ma)氏體(ti)(ti)(ti)。但快冷到(dao)(dao)室(shi)溫(wen)特別是到(dao)(dao)低溫(wen)后再施以(yi)變(bian)形(xing)(xing)、則(ze)可(ke)能(neng)要產生馬(ma)(ma)氏體(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)(ge)是(shi)(shi)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)主(zhu)要的(de)(de)合金元素(su),它(ta)是(shi)(shi)鋼(gang)中的(de)(de)鐵(tie)素(su)體形(xing)成元素(su)。鉻(ge)(ge)對奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)性(xing)能影響最大的(de)(de)是(shi)(shi)耐蝕性(xing)能。奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)隨(sui)著鉻(ge)(ge)量增(zeng)加(jia),耐硝(xiao)酸(suan)等氧(yang)(yang)化(hua)(hua)性(xing)酸(suan)腐蝕和高(gao)溫抗氧(yang)(yang)化(hua)(hua)、硫(liu)化(hua)(hua)性(xing)能提(ti)高(gao);在鎳以(yi)及(ji)(ji)鉬和銅的(de)(de)復合作用下(xia),鉻(ge)(ge)的(de)(de)增(zeng)加(jia)能提(ti)高(gao)鋼(gang)耐一些還原性(xing)介(jie)質(zhi)、有機物、尿素(su)和堿介(jie)質(zhi)的(de)(de)腐蝕性(xing)能;鉻(ge)(ge)提(ti)高(gao)了(le)鋼(gang)的(de)(de)耐局(ju)部(bu)腐蝕的(de)(de)性(xing)能,如耐晶間腐蝕、孔蝕、縫隙(xi)腐蝕以(yi)及(ji)(ji)某些條件下(xia)的(de)(de)應力腐蝕破裂性(xing)能。


 鎳(nie)是奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼主要的奧(ao)氏(shi)(shi)體形成元素,通過增(zeng)(zeng)加鎳(nie)可以獲(huo)得(de)完全奧(ao)氏(shi)(shi)體組織,使鋼具(ju)有良好的塑韌性(xing)(xing)和低溫(wen)韌性(xing)(xing),并且具(ju)有優良的冷熱(re)加工工藝性(xing)(xing)能和焊接性(xing)(xing)能;鎳(nie)提高(gao)了(le)奧(ao)氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼表面(mian)膜的穩(wen)定性(xing)(xing),增(zeng)(zeng)加了(le)抗(kang)高(gao)溫(wen)氧化性(xing)(xing)能;隨鎳(nie)量(liang)提高(gao),耐氯化物(wu)應(ying)力腐蝕破裂性(xing)(xing)能和耐還原(yuan)性(xing)(xing)酸的性(xing)(xing)能增(zeng)(zeng)加。


 氮(dan)(dan)(dan)是非常(chang)強烈的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)形成元素(su)。氮(dan)(dan)(dan)正日(ri)益成為(wei)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中的(de)重要合金元素(su),氮(dan)(dan)(dan)的(de)作(zuo)用(yong)除代(dai)替部分昂貴的(de)鎳外(wai),主要是作(zuo)為(wei)固溶(rong)強化(hua)(hua)元素(su)提高(gao)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)強度,而并不(bu)顯著降低(di)鋼(gang)的(de)塑韌(ren)性;氮(dan)(dan)(dan)提高(gao)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)耐晶間(jian)腐蝕(shi)、孔蝕(shi)、縫隙(xi)腐蝕(shi)性能。近年來,用(yong)氮(dan)(dan)(dan)合金化(hua)(hua)的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)研究開發取得(de)了較大(da)的(de)進展,目(mu)前應(ying)用(yong)的(de)含氮(dan)(dan)(dan)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)可分為(wei)控氮(dan)(dan)(dan)型(N=0.05%~0.10%)、中氮(dan)(dan)(dan)型(N=0.10%~0.40%)和高(gao)氮(dan)(dan)(dan)型(N大(da)于0.4%)三種。


 鉬(mu)是(shi)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)鐵素體(ti)形(xing)成(cheng)元素,隨鉬(mu)量(liang)的(de)(de)加人和提高(gao),附還原性(xing)酸(suan)(suan)和耐孔蝕(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)增加,鉬(mu)還能(neng)(neng)(neng)(neng)提高(gao)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)高(gao)溫強(qiang)度。鋼(gang)(gang)中含(han)銅(tong)能(neng)(neng)(neng)(neng)顯著(zhu)提高(gao)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐還原性(xing)介質的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),如(ru)耐硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng),特別是(shi)鉬(mu)、銅(tong)復合合金(jin)化(hua)(hua)時,效(xiao)果更獎出。硅(gui)(gui)能(neng)(neng)(neng)(neng)增加鋼(gang)(gang)的(de)(de)抗(kang)高(gao)溫氧化(hua)(hua)性(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng);一(yi)定的(de)(de)含(han)硅(gui)(gui)量(liang),對提高(gao)奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐氯化(hua)(hua)物應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、耐濃硝(xiao)酸(suan)(suan)和濃硫(liu)(liu)酸(suan)(suan)的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),如(ru)含(han)硅(gui)(gui)量(liang)在4%時,可耐發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi);硅(gui)(gui)對硝(xiao)酸(suan)(suan)級(ji)、尿(niao)素級(ji)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)非常有害的(de)(de),必須嚴格(ge)控制。