早在1909~1912年間,最初的Cr18Ni8(習慣常稱為18-8)奧氏體(ti)不銹鋼獲得專利權。1912~1920年間相繼開始工業生產。經典的(或稱第一代)18-8鋼,含鉻約18%左右,添加有形成和穩定奧氏體的主要元素鎳約8~10%,碳含量也較高。經1100℃左右固溶淬火處理后,室溫下可獲得純奧氏體組織。它是奧氏體型不(bu)銹(xiu)鋼最基本最典型的代表鋼種,其它奧氏體不銹鋼均是在其基礎上發展起來的。至今仍在大量生產的有,我國GB1Cr18Ni9和低碳0Cr19Ni9(依次相當美國AISI 302不(bu)銹鋼和304不銹鋼)等鋼。后來,為克服晶間腐蝕敏感性,發展了穩定化奧氏體不銹鋼(第二代),如我國產量最大應用最普及的GB1Cr18Ni9Ti(相當蘇聯ЭЯ1T)鋼和超低碳奧氏體不銹鋼(第三代),如我國GB 00Cr19Ni11(相當美國AISI 304L不銹鋼(gang))等鋼。應當說明,目前通常泛稱的18-8(型)鋼,已不局限于經典的第一代18-8鋼。一般來說,它包括了不同等級碳含量或添加鈦等穩定化元素的18-8奧氏體不銹鋼。此外,在18-8鋼基礎上添加2%左右鉬的奧氏體不銹鋼,也常稱作18-8Mo鋼,如我國GB 0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2(相當AISI 316L不銹(xiu)鋼)鋼等。這些18-8類鋼均屬常用(或通用)的大量生產的基本鋼種。
為獲得(de)純(單(dan)一或完全)奧氏體組織和改(gai)善耐蝕性能,在提(ti)高(gao)鉻、鉬等鐵素(su)體形(xing)成元(yuan)素(su)的(de)同(tong)時(shi),必須相應(ying)(ying)增加鎳等奧氏體形(xing)成元(yuan)素(su)的(de)含量。對具(ju)體鋼種所(suo)需添加的(de)最低(di)鎳含量,應(ying)(ying)高(gao)于(yu)下列經驗公式計算值(zhi)(高(gao)溫快(kuai)冷后(hou)的(de)組織):
Ni(%)=1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2
公式中(zhong)元素(su)符號表示其(qi)在鋼(gang)中(zhong)的(de)相(xiang)(xiang)應含(han)(han)量(liang)(%)(見圖1-2-2)。但此公式不能代(dai)替實際鐵素(su)體(ti)評級來使用。通常(chang)18-8類鋼(gang)的(de)鎳(nie)(nie)當(dang)量(liang)并不充分(fen)。如(ru)(ru)果具體(ti)成分(fen)配(pei)比(bi)和(he)加(jia)熱(re)(re)過(guo)程(或熱(re)(re)處理)掌握不當(dang)等,往(wang)往(wang)出現一(yi)些鐵素(su)體(ti)。這會給熱(re)(re)加(jia)工等性(xing)能帶來不良后果。如(ru)(ru)鉻較高(gao)而鎳(nie)(nie)偏低(di),或加(jia)熱(re)(re)溫(wen)度過(guo)高(gao)和(he)碳含(han)(han)量(liang)很低(di)等,均會導致(zhi)鐵素(su)體(ti)的(de)形成。高(gao)純(chun)(級)18-8鋼(gang),因(yin)碳和(he)氮含(han)(han)量(liang)極低(di),也必須相(xiang)(xiang)應提高(gao)鎳(nie)(nie)含(han)(han)量(liang)以保持奧氏(shi)體(ti)組織。總之(zhi),應盡量(liang)避(bi)免和(he)減少形成α(δ)相(xiang)(xiang)。因(yin)此,現代(dai)18-8鋼(gang)已適當(dang)提高(gao)鎳(nie)(nie)含(han)(han)量(liang)(一(yi)般約17~20%Cr、Ni含(han)(han)量(liang)在8~14%左右)。高(gao)純(chun)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)鎳(nie)(nie)含(han)(han)量(liang)更高(gao)些。
我國18-8型鋼的代表鋼種,是應用最普遍的321不銹鋼。在實際正常生產情況下,往往尚存少量的鐵素體。當鉻和鈦、碳還有殘余鋁含量過高時,會使鐵素體含量明顯增加。隨著Cr/Ni和Ti/C比值等的提高,以及加熱溫度的過高(如超過1250℃左右),均造成鐵素體含量的大量增多,給熱加工性能帶來嚴重后果。尤其是生產管材,控制這些元素含量就更為重要。因此,在鋼種標準規定的范圍內,成分配比和生產工藝過程的合理掌握與精確控制是十分重要的。