錳和鎳一樣都是促使形成奧氏體的合金元素,因而可以代替鎳(或部分代替),但是錳本身并不耐蝕,因此在不銹鋼中不能單獨使用錳作為合金元素。
錳對(dui)奧(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)與鎳相似,不在于形(xing)成(cheng)奧(ao)(ao)氏體(ti),而(er)是(shi)降低(di)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)臨界(jie)冷(leng)卻速度,在冷(leng)卻時增加奧(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing),抑制奧(ao)(ao)氏體(ti)的(de)(de)(de)分解,使高(gao)溫下形(xing)成(cheng)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)能夠保持到常溫。在提高(gao)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)方面,錳的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)不大,這是(shi)因為(wei)錳對(dui)提高(gao)鐵基固溶體(ti)電(dian)極電(dian)位的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)不大,形(xing)成(cheng)氧化(hua)膜(mo)的(de)(de)(de)防護作(zuo)(zuo)用(yong)也很低(di),所以工(gong)業上雖有(you)錳合(he)金化(hua)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(如(ru)7Mn15Cr2A13V2WMo、5Mn15Cr8Ni5Mo3V2、40Mn18Cr4、50Mn18Cr4WN等),但它(ta)們(men)(men)不能作(zuo)(zuo)為(wei)不銹鋼(gang)(gang)(gang)使用(yong),所以它(ta)們(men)(men)都不是(shi)不銹鋼(gang)(gang)(gang)。
完全(quan)用錳(meng)代(dai)替不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)鎳(nie),是不(bu)(bu)(bu)能解(jie)決鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)問題,這是因(yin)為鉻錳(meng)鋼(gang)(gang)要獲(huo)得完全(quan)奧氏體(ti)組織(zhi),除了鉻與錳(meng)的(de)(de)(de)(de)(de)適(shi)當含量(liang)以(yi)外,還(huan)應當考慮碳的(de)(de)(de)(de)(de)含量(liang)。當鋼(gang)(gang)中(zhong)碳含量(liang)低(di)(di)時(shi)(shi),將很難得到完全(quan)奧氏體(ti)組織(zhi)。如(ru)(ru)果提高鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)碳含量(liang),將會(hui)降低(di)(di)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)。再者(zhe),鉻錳(meng)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)在500~800℃加(jia)(jia)熱后,鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)抗晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)能力將會(hui)很低(di)(di),加(jia)(jia)入(ru)鈦(tai)和(he)(he)鈮(ni)也不(bu)(bu)(bu)能降低(di)(di)它(ta)對晶間腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)敏感性(xing)。因(yin)此(ci),目(mu)前應用較多(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)是在18-8鉻鎳(nie)型奧氏體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上,以(yi)錳(meng)代(dai)替部分鎳(nie)或(huo)采用同時(shi)(shi)加(jia)(jia)錳(meng)和(he)(he)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)方法來代(dai)替全(quan)部鎳(nie),以(yi)及用錳(meng)和(he)(he)氮(dan)代(dai)鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)低(di)(di)鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)與無鎳(nie)的(de)(de)(de)(de)(de)鉻-錳(meng)-氮(dan)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),如(ru)(ru) 12Cr17Mn6Ni5N(201)、20Cr15Mn15Ni2N 和(he)(he)26Cr18Mn12Si2N等。而且,目(mu)前已經納入(ru)國家標準(zhun)并(bing)獲(huo)得應用,有的(de)(de)(de)(de)(de)可以(yi)代(dai)替傳統的(de)(de)(de)(de)(de)18-8型鉻鎳(nie)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang),如(ru)(ru)10Cr17Mn9Ni4N和(he)(he)20Cr13Mn9Ni4,具有良好的(de)(de)(de)(de)(de)耐大氣(qi)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)。
氮是奧氏體穩定元素,可提高鋼的強度。在奧氏體不銹鋼或奧氏體-鐵素體不銹鋼中,能增強耐點蝕及縫隙腐蝕性,并減少金屬間。相在高溫或焊接時析出的機會。同時,以氮和錳的復合合金代替昂貴的鎳,還有提高氮溶解度的優點。錳與氮的綜合作用還可取代不銹鋼中的鎳,從而創新和發展了新型的Cr-Mn-N不銹耐酸鋼。以錳和氮代鎳的低鎳不銹鋼和無鎳的鉻錳氮不銹鋼,目前已在工業上獲得應用。這類鋼的典型牌號是12Cr17Mn6Ni5N(201),它比06Cr19Ni10(304)牌號的奧氏體不銹鋼具有更高的強度和耐蝕性。