奧氏體不銹鋼是克服馬氏體不銹鋼耐蝕性不足以及鐵素體脆性大而發展起來的鋼種。以鉻和鎳為主要合金元素的奧氏體不銹鋼耐蝕性高,而且塑性好,易于加工成形,具有良好的可焊性、低溫韌性和無磁性等性能,是最重要的也是目前應用最廣泛的不銹耐酸鋼,約占不銹鋼總產量2/3。鋼號也最多,當今我國常用奧氏體不銹鋼的牌號就有40多個,并已有33個牌號納入國家標準。
這類鋼的(de)基本成分是18%~25%鉻,8%~20鎳(nie),低碳(tan)(tan),也含有少量(liang)的(de)銅、鈮(ni)、鈦等。由(you)于鋼中含有較多(duo)的(de)鉻、鎳(nie)元(yuan)素(su),因而可使其(qi)在室溫下具有奧(ao)氏(shi)體組織(zhi)。當鋼中碳(tan)(tan)含量(liang)極低時,在室溫呈單相奧(ao)氏(shi)體組織(zhi)。
按照(zhao)維持合(he)金奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)基體(ti)所采取(qu)的(de)合(he)金化(hua)(hua)方式,奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可分(fen)為鉻(ge)鎳不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和(he)鉻(ge)錳不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)兩大系(xi)列。前者以鎳為主要奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化(hua)(hua)元素,是奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)主體(ti);后者的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)化(hua)(hua)元素除錳之外(wai),還(huan)有(you)(you)氮,并常常含(han)有(you)(you)適量的(de)鎳,因此這一系(xi)列多被(bei)稱為鉻(ge)錳氮不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)或(huo)鉻(ge)鎳氮不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。
與鐵素體、馬氏體不銹鋼及鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼相比,鉻鎳奧氏體不銹鋼在多種腐蝕介質中具有優秀的耐蝕性,并且綜合力學性能良好,同時工藝性能和可焊性能優良,因而在多種化學加工及輕工等領域獲得最廣泛的應用。奧氏體不銹鋼的非鐵磁性和良好的低溫韌性也進一步擴大了其應用范圍,但是鉻鎳奧氏體不銹鋼強度、硬度偏低,不宜用于承受較重負荷及對硬度和耐磨性有要求的設備或部件。而鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼由于氮的固溶強化可以達到相當高的強度,適宜用于承受較重負荷而耐蝕性要求不太高的設備構件。
若奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中含(han)碳(tan)(tan)量較高,緩冷(leng)后,組(zu)織(zhi)中會出現少量的(de)(de)(de)碳(tan)(tan)化(hua)鉻(ge)。隨著含(han)碳(tan)(tan)量增加,碳(tan)(tan)化(hua)鉻(ge)量增加,從而減(jian)少了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)中的(de)(de)(de)鉻(ge)含(han)量,使鋼成為兩(liang)相(xiang),嚴重地削弱了(le)鋼的(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性。因(yin)此工(gong)業上用的(de)(de)(de)鎳鉻(ge)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼的(de)(de)(de)含(han)碳(tan)(tan)量均較低(di)。其含(han)碳(tan)(tan)量一般(ban)控(kong)(kong)制在0.1%左右,有(you)的(de)(de)(de)甚至控(kong)(kong)制在0.03%以下。
1. 奧氏體不銹鋼的(de)主(zhu)要缺點如下(xia):
1. 不能熱處理強化
這類(lei)鋼經固溶(rong)處理后強(qiang)度很低,為(wei)了提(ti)(ti)高其強(qiang)度可以進行冷(leng)變(bian)(bian)形,劇烈的(de)(de)冷(leng)變(bian)(bian)形能使鋼的(de)(de)強(qiang)度大(da)大(da)提(ti)(ti)高。這是(shi)由于(yu)加工硬化和(he)形變(bian)(bian)誘發馬(ma)氏體轉變(bian)(bian)所致,但塑性和(he)抗蝕性顯(xian)著降(jiang)低。
2. 切削加工(gong)性很差(cha)
這類鋼加工(gong)(gong)硬化現(xian)象(xiang)很(hen)嚴重,是切(qie)削強度(du)顯著增加。另外熱導率很(hen)低,使刀具(ju)溫度(du)迅速(su)升高。而且韌(ren)性很(hen)大,使切(qie)削不易剝(bo)離,從而縮(suo)短了(le)刀具(ju)壽命,增加了(le)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)時,降(jiang)低了(le)零件表(biao)面的光(guang)潔度(du)。
3. 奧氏體不銹鋼存在晶間腐蝕問題
當(dang)溫(wen)度升高到(dao)450℃~800℃時(shi),會從飽和的奧氏體中(zhong)嚴晶界產生貧(pin)鉻區(qu)(qu)。當(dang)析出(chu)時(shi)間不(bu)太長(chang)時(shi),由(you)于鉻的擴散(san)速度較慢(man),貧(pin)鉻區(qu)(qu)得(de)不(bu)到(dao)恢復(fu),使晶界附(fu)件的鉻含量低于11.7%,因而耐蝕性能顯著下降。