元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响
元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响奥氏体不锈钢含有较多的Cr、Ni、Mn、N等元素。与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比，奥氏体不锈钢除了具有较高的耐腐蚀性外，还有许多优点。它具有很高的塑性，容易加工变形成各种型材，如薄板、管材等；加热时没有同素异构转变，即没有γ和α之间的相变，焊接性好；低温韧性好，一般情况下没有冷脆倾向；奥氏体不锈钢不具有磁性。由于奥氏体不锈钢的再结晶度比铁素体不锈钢的高，所以奥氏体不锈钢还可以用于550℃以上工作的热强钢。
奥氏体不锈钢是应用最广的不锈钢，约占不锈钢总产量的2/3。由于奥氏体不锈钢具有优异的不锈钢酸性、抗氧化性、高温和低温力学性能、生物相容性等，所以在石油、化工、电力、交通、航天、航空、航海、能源以及轻工、纺织、医学、食品等工业上广泛应用。
1.高钼（Mo＞4%）奥氏体不锈钢
高钼奥氏体不锈钢的典型代表是：00Cr18Ni16Mo5和00Cr18Ni16Mo5N。因为含钼量高，所以在耐还原性酸和耐局部腐蚀方面性能有很大提高，可用于更加苛刻的腐蚀环境中。含氮00Cr18Ni16Mo5N钢，由于氮的加入，奥氏体更加稳定，由于铁素体的生成，σ（χ）等脆性相的析出受到一定抑制。
00Cr20Ni25Mo4.5Cu由于此钢含有更高的Cr、Ni、Mo等元素，加之Mo与Cu的复合作用，使00Cr20Ni25Mo4.5Cu既在含Cl离子的水介质中耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀的能力有显著提高，图1～图4系在不同温度H2SO4、H3P O4和含F-50%H3P O4中
耐全面腐蚀和在氯化物水介质中耐应力腐蚀的实验结果。可以看出00Cr20Ni25Mo4.5Cu 比18-12-2型不锈钢的耐蚀范围有所扩大。
图1 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在H 2SO 4中的腐蚀 图2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在H 3PO 4
中的腐蚀(≤0.1mm/a)
图3 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在50℃含HF 的50%P 2O 5溶液中的腐蚀
图4 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 钢的耐应力腐蚀性能
σ—外加应力；σ0.2—钢的屈服强度；
CaC l2+CuC l2-40%CaC l2+lg/1CuC l2/1100℃;MgC l2—35%MgC l2(154℃,充气)
当Cr17Ni14Mo2和Cr17Ni13Mo3以及00Cr18Ni14Mo2等耐腐蚀性不能满足使用要求时，此类含Mo 约4.5%的高钼不锈钢则是可供选择的理想牌号。
2. 超级奥氏体不锈钢
当Cr-Ni 奥氏体不锈钢的耐点蚀当量值(PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)≥40时,便称为超级奥氏体不锈钢。超级奥氏体中的Cr 、Mo 、N 含量都比普通奥氏体不锈钢高出很多。表1列出了几种超级奥氏体不锈钢的商品牌号、化学成分标号和它们的耐点蚀当量（PREN ）值。
超级奥氏体不锈钢主要是为了解决在苛刻腐蚀条件下原有的Cr-Ni 奥氏体不锈钢耐点蚀、耐缝隙腐蚀等性能的不足而发展起来的。氮在奥氏体不锈钢中的大量应用为此类钢的发展创造了条件。超级奥氏体不锈钢的出现还填补了过去Cr-Ni 奥氏体不锈钢与高镍耐蚀合金之间没有高耐点蚀和高耐缝隙腐蚀不锈钢的空白。超级奥氏体不锈
钢性能的最大特点是在苛刻的腐蚀环境中，此类钢的耐点蚀、耐缝隙腐蚀性能优异，不仅远远优于原有的所有奥氏体不锈钢，还可与一些知名的镍基耐蚀合金相媲美。
表1 几种超级奥氏体不锈钢牌号和PRE值
图5和表2系超级奥氏体不锈钢的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能与各种Cr-Ni奥氏体不锈钢性能的比较。可以看出超级奥氏体不锈钢254SMO（00Cr24Ni22Mo6.5CuN）和AL6XN(00Cr21Ni25Mo6.5N)性能最佳
图5 在10%FeCl3溶液中，PRE值对产生点蚀和缝隙腐蚀的临界温度的
影响
表2 各种Cr-Ni奥氏体不锈钢焊前焊后产生缝隙腐蚀的温度的比较
表3列出了两种超级奥氏体不锈钢的力学性能。由于钢中高Mo、高N量的强化作用，超级奥氏体不锈钢的屈服强度约比普通Cr-Ni奥氏体不锈高50%，虽然塑、韧性稍有降低，但并不影响超级奥氏体不锈钢的工程应用。
表3 两种超级奥氏体不锈钢的力学性能
由于超级奥氏体不锈钢中Cr、Mo、N量高，在冶金厂生产和用户使用此类钢时的难点是：冶炼时高氮量的控制；钢的热塑性差，热加工工艺的掌握；在热加工、热处理和焊接过程中，χ（σ）相等脆性相易析出的防止等等。
3.高硅奥氏体不锈钢
高温、高浓度（超过共沸浓度特别是高于85%）的硝酸具有非常强的氧化性；高温、高浓度（≥90%）硫酸与中、稀浓度的硫酸的强还原性不同，前者具有非常强的氧化性，为了解决这些强氧化性酸的腐蚀，仅含铬是不够的，因而促进了高硅（≥4%）奥氏体不锈钢的发展。
00Cr18Ni15Si4（Nb）在硝酸浓度高于沸腾浓度（≥68.4%）时，此钢具有良好的耐腐蚀性。在高浓度硝酸中，其腐蚀率≤0.25mm/a。由于焊接性较好，可作为浓硝酸容器用钢。但是为了防止磁钢焊后的碳化物和碳、氮化物析出，使耐蚀性降低，钢中含C量要求非常低（0.01%）。
00Cr9Ni25Si7（Nicrofer 2509 Si7）此钢系德国克虏伯公司发展的。钢中铬量仅9%，远低于一般奥氏体不锈钢的铬量（17%-18%），其目的是为了使此种高硅钢具有可接受的热加工
性。由于钢中硅量高，故此钢仍具有不锈性。同时，高镍量也可使此钢在高硅量条件下获得稳定的奥氏体组织，但镍量太高，会有Fe5Ni3Si2金属间化合物析出而使钢的性能恶化。此钢的强度比4%Si钢高，但是延伸率仍可高达70%，这有益于板式换热器的冷加工的成形。00Cr9Ni25Si7钢的耐浓硫酸性能的等腐蚀图见图6，结果是令人满意的。
图6 几种不锈钢在浓硫酸中的等腐蚀图
00Cr11Ni22Si6Mo2Cu（SS-920）是20世纪九十年代国内开发的耐高温，高浓度硫酸用奥氏体不锈钢，除高硅外，还含2%Mo和1%Cu，以便更适用于硫酸用途。此钢的力学性能、耐蚀性、冷成型性和焊接性等与前述00Cr19Ni25Si7钢有许多类似之处。此钢具有良好的耐高温、高浓度硫酸腐蚀性能，高塑性，较好的冷成型性；但焊接性能也较差，必须采用激光焊且焊后需固溶处理，才能保证钢的综合性能。图7是此钢在≥90%浓硫酸中的耐蚀性。
图7 SS-920在浓硫酸中的等腐蚀率曲线（0.1mm/a）
4．以锰、氮代镍的奥氏体不锈钢
锰和氮均为奥氏体形成元素，特别是氮，其在钢中形成奥氏体的能力约为镍的30倍。锰形成奥氏体的能力虽然较弱，仅为镍的二分之一，但锰稳定奥氏体的能力很强，而且还能显著提高氮在钢中的溶解度，从而可提高氮向钢中的加入量，所以为获得奥氏体组织，以锰、氮相结合代镍是最佳匹配，成为了既能获得奥氏体组织又能节约铬镍奥氏体不锈钢中镍的主要合金化方向。
据统计，全世界的镍产量中每年约有60%用于生产不锈钢。镍是比较稀缺且价格昂贵的元素，特别是在战争时期，由于镍也是战略物资，因此镍的供应更为紧张；而在和平时期，不锈钢的成本和售价也常随镍价的涨跌而波动。为此，自20世纪30年代起，德、美诸国便开始了以锰、氮代镍的铬锰奥氏体不锈钢的研究，至20世纪40年代便取得成效，开发了铬锰（氮）系奥氏体不锈钢。
一般认为，目前已有的以锰、氮代镍的一些铬锰奥氏体不锈钢牌号与其所希望代替的铬镍奥氏体不锈钢相比，是一类虽然强度高但耐
蚀性、成型性（包括热加工性）和焊接性等均相对较低的一类节镍不锈钢。
近来，由于向钢中加入高氮量的工艺、技术、装备的进步，国内外不仅在大力开发高氮高强度的铬锰奥氏体不锈钢，而且对不加锰仅向钢中加入氮而开发的无锰、低镍、高氮和无锰、无镍、高氮奥氏体不锈钢的研究已取得了引人注目的进展，引起了国内外的日益广泛的关注。
AISI200系铬锰奥氏体不锈钢AISI201（1Cr17Mn6Ni5N）和AISI202（1Cr18Mn8Ni5N）。为了节镍，AISI201和AISI202所对应着代替的Cr-Ni奥氏体不锈钢的牌号是AISI301和302。表4列出了AISI201和202与希望它们替代的AISI301和302力学性能的对比，可以看出AISI201和202的屈服强度比AISI301和302高达30%以上。这虽然在一定程度上弥补了Cr-Ni奥氏体不锈钢固溶态强度偏低的不足，但也给习惯按301、302和304的性能进行生产、加工和使用时带来了诸多困难和不便。
表4 AISI201和202与AISI301和302的室温力学性能
表5列出了1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N的耐晶间腐蚀性能并与0Cr18Ni9（304）进行了对比。可以看出，固溶态的201和202和304均无晶间腐蚀敏感性，而敏华态则均对晶间腐蚀敏感。但在硝酸中，不论敏化态还是固溶态，304钢的耐蚀性均优于201、202，而敏化态，201和202的耐腐蚀性则更远低于304。
表5 AISI201和202与304晶间腐蚀敏感性对比
低镍高锰的AISI205（1Cr17Mn15Ni1.5N0.3）钢较AISI201加工硬化倾向小，希望用于旋压和特殊的深拉伸以及无磁、低温等用途。
211钢系在AISI201的基础上提镍、去氮加铜。得到：低冷加工硬化钢211（0Cr16.5Mn6Ni5.5Cu1.7）和冷镦用钢204Cu （1Cr16.5Mn8Ni3Cu3N）。提镍和加铜可降低钢的冷加工硬化倾向。镍和铜均稳定奥氏体，提高钢的层错能。去氮，把钢中氮量降到≤0.05%，可使氮的固溶强化作用下降，以降低钢的冷成型性因子（f）（见图8），有益于改善钢的冷成形性。
图8 氮对211钢的冷成形性因子的影响图9 211钢的冷加工硬化行为图9是211钢的冷加工硬化行为。可以看出211钢的冷加工硬化敏感性低于AISI201，但与AISI304相近。211的冲孔，打印、弯曲、拉伸、等也与AISI304相同，是一种在冷成形性方面可与304互换的铬锰系钢。
在改进型201钢基础上加入2.0%～4.0%Cu，形成了204Cu系不锈钢（0Cr17Mn8Ni2.5Cu3N），虽然含氮量要求在0.05%～0.25%范围内，但由于氮对冷成型性的不利影响，而又希望氮量尽量低的一种牌号。为了节镍，此钢的含镍量在1.5%～3.5%区间内，此钢主要用于冷镦用途。
高耐腐蚀钢216（0Cr20Mn8.5Ni6Mo2.5N0.4）是向AISI201钢中加入2.0%～3.0%Mo，提高铬量到约20%，提高氮量到0.4%而开发的，由于此钢强度高，耐蚀性好，希望能代AISI316。
耐晶间腐蚀优良的210L（00Cr16.5Mn6.5Ni4.5N0.15）、204L （00Cr18Mn9Ni6）和216L（00Cr20Mn8.5Ni6Mo2.5N0.4）是降低AISI201和非AISI的204、206中的C量到≤0.03%，以提高这些牌
号的耐敏化态晶间腐蚀性能，它们可用于厚截面尺寸钢材的焊接用途。
易切削钢203EZ（0Cr17Mn6Ni5.5Cu2S）是向钢中加入约2%的Cu 和约0.3%的S，使此钢易切削，而且冷成型性好，希望代替AISI303。总结：合金元素对奥氏体不锈钢组织性能的影响涉及因素多，情况比较复杂，且随着钢的化学成分的不同，实验条件、使用条件的变化，所得结果差异较大，因而很难一一列举。本文仅涉及奥氏体不锈钢的部分元素影响。
参考文献
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[5] 肖纪美，不锈钢的金属学问题，北京，冶金工业出版社，1983
[6] 冈毅民，中国不锈钢腐蚀手册，北京，冶金工业出版社，1992
超级奥氏体不锈钢性能
超级奥氏体不锈钢性能 1.1 化学成分与金相组织 一些主要高合金奥氏体不锈钢的主要化学成分在表1中给出。其中AL－6X和254 SMO为典型的6钼超级奥氏体不锈钢，而654 SMO为典型的7钼超级奥氏体不锈钢。 超级奥氏体不锈钢的基本金相组织为典型的，百分之百的奥氏体。但由于铬和钼的含量均较高，很有可能会出现些金属中间相，如chi和σ相。这些金属中间相常常会出现在板材的中心部位。但是如果热处理正确，就会避免这些金属中间相的生成，从而得到近百分之百的奥氏体。254 SMO 的金相组织没有任何其它金属中间相。该组织是经在1150～1200C温度下热处理之后得到的。 在使用过程中，如果出现了少量的金属中间相，它们也不会对机械性能和表面的耐腐蚀性能有很大的影响。但是要尽量避免温度范围600～1000C，尤其是在焊接和热加工时。 1.2 机械性能 奥氏体结构一般具有中等的强度和较高的可锻性。在加入一定量的氮之后，除提高了防腐能力外，在保持奥氏体不锈钢可锻性和韧性的同时，高氮超级奥氏体不锈钢还具有很高的机械强度。其屈服强度比普通奥氏体不锈钢要高出50～100％。在室温和较高温度下氮对机械性能的影响分别在 表2和表3有所显示。 如表2和表3所示，在所有温度下机械强度均随氮含量的增加而提高。尽管强度增加了许多，但超级奥氏体不锈钢的延伸率仍然很高。甚至高于许多低合金钢的延伸率。这主要是由于其较高的含氮量和与之相关的另一个特点——高加工硬化率，见图2和图3。因此经冷加工成型的部件就可获得很高的强度。可利用这一特性的用途包括较深井中的管道及螺栓等。和普通奥氏体不锈钢一样，超级奥氏体不锈钢的低温性能也是很好的。超级奥氏体不锈钢的抗撞击及抗断裂能力是很高的，并 且只有在低达－196℃时才会略有下降。 1.3 物理性能 物理性能主要取决于奥氏体结构，同时也部分地取决于材料的化学成分。就是说超级奥氏体不锈钢较普通奥氏体不锈钢，如304或316型，在物理性能方面是没有很大区别的。表4列出不同合 金的一些典型物理性能值。
304及430不锈钢的化学成分及力学性能
00Cr17Ni14Mo2不锈钢 (316L不锈钢 ) SUS316（L）- 00Cr17Ni14Mo2 添加了Mo(2～3%)达到优秀的耐孔蚀和耐腐蚀性，高温Creep强度优秀 特性及实用用途： 化学成分：（单位：wt%) 机械性能： SUS304不锈钢-0Cr18Ni9不锈钢材质性能及用途介绍 作为AUSTENITE系的基本钢种耐腐蚀性、耐热性、低温强度、机械性能优秀，热处理后不发生硬化，几乎没有磁性 特性及实用用途：
化学成分：（单位：wt%) 机械性能： SUS317L不锈钢-00Cr19Ni13Mo3不锈钢材质性能介绍 化学成分：（单位：wt％） 机械性能：
SUS 430不锈钢钢种介绍 1、概要 含有17% Cr, 在高温以混合相(α+γ)形式存在，1000OC以下是α单相的BCC结构。广泛使用的铁素体系不锈钢。 2、特点 1）深冲性能优秀，类似于304钢； 2）对氧化性酸有很强的耐腐蚀性，对碱液及大部分有机酸和无机酸也有一定的耐腐蚀能力；耐应力腐蚀开裂能力强于304钢种； 3）热膨胀系数低于304钢种，耐氧化能力高，适合于耐热设备； 4）冷轧产品外观光亮度好，漂亮； 5)和304比较,价格便宜,作为304钢种的替代钢种。 2、适用范围 主要用作在温和的大气中高抛光装饰用途，如燃气灶表面, 家电部件, 餐具, 建筑内装饰用，洗涤槽, 洗衣机内桶等。 6、热处理 熔点：1425~15100C； 退火：780~8500C。 7、使用状态 1）退火状态： NO.1，2D，2B，N0.4，HL，BA，Mirror,以及各种其他表面处理状态 8、使用注意事项 - 相对304，拉伸性能、焊接性能较差； - 由于是铁素体不锈钢，强度相对较低，加工硬化能力也低，选择使用时应该注意；
元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响
元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响奥氏体不锈钢含有较多的Cr、Ni、Mn、N等元素。与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比，奥氏体不锈钢除了具有较高的耐腐蚀性外，还有许多优点。它具有很高的塑性，容易加工变形成各种型材，如薄板、管材等；加热时没有同素异构转变，即没有γ和α之间的相变，焊接性好；低温韧性好，一般情况下没有冷脆倾向；奥氏体不锈钢不具有磁性。由于奥氏体不锈钢的再结晶度比铁素体不锈钢的高，所以奥氏体不锈钢还可以用于550℃以上工作的热强钢。 奥氏体不锈钢是应用最广的不锈钢，约占不锈钢总产量的2/3。由于奥氏体不锈钢具有优异的不锈钢酸性、抗氧化性、高温和低温力学性能、生物相容性等，所以在石油、化工、电力、交通、航天、航空、航海、能源以及轻工、纺织、医学、食品等工业上广泛应用。 1.高钼（Mo＞4%）奥氏体不锈钢 高钼奥氏体不锈钢的典型代表是：00Cr18Ni16Mo5和00Cr18Ni16Mo5N。因为含钼量高，所以在耐还原性酸和耐局部腐蚀方面性能有很大提高，可用于更加苛刻的腐蚀环境中。含氮00Cr18Ni16Mo5N钢，由于氮的加入，奥氏体更加稳定，由于铁素体的生成，σ（χ）等脆性相的析出受到一定抑制。 00Cr20Ni25Mo4.5Cu由于此钢含有更高的Cr、Ni、Mo等元素，加之Mo与Cu的复合作用，使00Cr20Ni25Mo4.5Cu既在含Cl离子的水介质中耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀的能力有显著提高，图1～图4系在不同温度H2SO4、H3P O4和含F-50%H3P O4中
耐全面腐蚀和在氯化物水介质中耐应力腐蚀的实验结果。可以看出00Cr20Ni25Mo4.5Cu 比18-12-2型不锈钢的耐蚀范围有所扩大。 图1 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在H 2SO 4中的腐蚀 图2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在H 3PO 4 中的腐蚀(≤0.1mm/a) 图3 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在50℃含HF 的50%P 2O 5溶液中的腐蚀
不锈钢力学性能
不锈钢的物理性能不锈钢和碳钢的物理性能数据对比，碳钢的密度略高于铁素体和马氏体型不锈钢，而略低于奥氏体型不锈钢；电阻率按碳钢、铁素体型、马氏体型和奥氏体型不锈钢排序递增；线膨胀系数大小的排序也类似，奥氏体型不锈钢最高而碳钢最小；碳钢、铁素体型和马氏体型不锈钢有磁性，奥氏体型不锈钢无磁性，但其冷加工硬化生成成氏体相变时将会产生磁性，可用热处理方法来消除这种马氏体组织而恢复其无磁性。奥氏体型不锈钢与碳钢相比，具有下列特点：1）高的电阴率，约为碳钢的5倍。2）大的线膨胀系数，比碳钢大40％，并随着温度的升高，线膨胀系数的数值也相应地提高。3）低的热导率，约为碳钢的1/3。不锈钢的力学性不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度15~80°C范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。不锈钢的耐热性能耐热性能是指高温下，既有抗氧化或耐气体介质腐蚀的性能即热稳定性，同时在高温时双有足够的强度即热强性。不锈钢国际标准标准标准标准名GB 中华人民共和国国家标准（国家技术监督局）KS 韩国工业标准协会规格Korean Standard AISI 美国钢铁协会规格America Iron and Steel Institute SAE 美国汽车技术者协会规格Society of Automative Engineers ASTM 美国材料试验协会规格American Society for Testing and Material AWS 美国焊接协会规格American Welding Society ASME 美国机械技术者协会规格American Society of Mechanical Engineers BS 英国标准规格British Standard DIN 德国标准规格Deutsch Industria Normen CAS 加拿大标准规格Canadian Standard Associatoin API 美国石油协会规格American Petroleum Association KR 韩国船舶协会规格Korean Resister of Shipping NK 日本省事协会规格Hihon Kanji Koki LR 英国船舶协会规格Llouds Register of Shipping AB 美国舰艇协会规格American Bureau of Shipping JIS 日本工业标准协会规格Japanese Standard 316和316L不锈钢316和317不锈钢（317不锈钢的性能见后）是含钼不锈钢种。317不锈钢中的钼含量略高明于316不锈钢.由于钢中钼，该钢种总的性能优于310和304不锈钢，高温条件下，当硫酸的浓度低于15％和高于85％时，316不锈钢具有广泛的用途。316不锈钢还具有良好的而氯化物侵蚀的性能，所以通常用于海洋环境。316L不锈钢的最大碳含量0.03,可用于焊接后不能进行退火和需要最大耐腐蚀性的用途中。耐腐蚀性：耐腐蚀性能优于304不锈钢，在浆和造纸的生产过程中具有良好的耐腐蚀的性能。而且316不锈钢还耐海洋和侵蚀性工业大气的侵蚀。耐热性：在1600度以下的间断使用和在1700度以下的连续使用中，316不锈钢具有好的耐氧化性能：在800-1575度的范围内，最好不要连续作用316不锈钢，但在该温度范围以外连续使用316不锈钢时，该不锈钢具有良好的耐热性。316L不锈钢的耐碳化物析出的性能比316不锈钢更好，可用上述温度范围。热处理：在1850-2050度的温度范围内进行退火，然后迅速退火，然后迅速冷却。316不锈钢不能过热处理进行硬化。焊接：316不锈钢具有良好的焊接性能。可采用所有标准的焊接方法进行焊接。焊接时可根据用途，分别采用316Cb、316L或309Cb不锈钢填料棒或焊条进行焊接。为获得最佳的耐腐蚀性能，316不锈钢钢的焊接断面需要进行焊后退火处理。如果使用316L不锈钢，不需要进行焊后退火处理。典型用途：纸浆和造纸用设备热交换器、染色设备、胶片冲洗设备、管道、沿海区域建筑物外部用材料。不锈钢加工及施工Drawing深加工：易产生磨擦热量所以使用耐压、耐热性高不锈钢种同时成型加工结束后应除掉表面附着的油。焊接：焊接之前应彻底除掉有害于焊接的锈、油、水份、油漆等，选定适合钢种的焊条。点焊时间距比碳钢点焊间距短，除掉焊渣时应使用不锈钢刷。焊完以后，为了防止局部腐蚀或强度下降，应对表面进行研磨处理或清洗。切断以及冲压：由于不锈钢比一般材料强度高，所以冲压以及剪切时需要更高的压力，而刀与刀间隙准确时才能不发生切变不良和加工硬化，最好采用等离子或激光切断，当不得不采用气割或电弧切断时，对热影响区进行研磨以及必要进行热处理。折弯加工：簿板可以折弯到180，但为了减少弯面的裂纹同半径大小最好2倍板厚的，厚板沿压延方向时给2倍板厚半径，与压延垂直方
常用不锈钢化学成分.
常用不锈钢化学成分 钢号国内号 各化学成分含量（%） C Cr Ni Ti Mn Si S Mo P Al Cu Fe 3040Cr19Ni9≤0.0818.0～20.08.0～10.5——≤2.00≤1.00≤0.030≤0.045————余量304L00Cr19Ni11≤0.0318.0～20.09.0～13.0——≤2.00≤1.00≤0.030≤0.045余量309S0Cr23Ni13≤0.0822.0～24.012.0～15.0——≤2.00≤1.00≤0.030≤0.035————余量3160Cr17Ni12Mo2≤0.0816.0～18.010.0～14.0——≤2.00≤1.00≤0.030 2.0～3.0≤0.045————余量316L00Cr17Ni14Mo2≤0.0316.0～18.012.0～15.0——≤2.00≤1.00≤0.030 2.0～3.0≤0.045————余量3211Cr18Ni9Ti≤0.1217.0～19.08.00～11.0≥5×C≤2.00≤1.00≤0.030≤0.035————余量322≤0.1216.0～18.0 6.00～8.00 1.00≤2.00≤1.00≤0.030≤0.045 1.00——余量332≤0.0819.0～23.030.0～40.0≤0.60≤2.00≤0.75≤0.030≤0.040≤0.60——余量4301Cr17≤0.1216.0～18.0≤0.60——≤1.00≤0.75≤0.030≤0.035——余量430LX1Cr17(铁素体)≤0.0316.0～19.0≤0.600.1～1.0≤1.00≤0.75≤0.030≤0.040——余量英格莱600≤0.1514.0～17.0≥72.0——≤1.00≤0.50≤0.015————≤0.506～10英格莱801≤0.0520.5032.0 1.10——————————0.15余量英格莱8250Cr21Ni42Mo3Cu2Ti≤0.0219.5～23.538.0～46.00.6～1.2≤1.00≤0.50≤0.030 2.5～3.5——≤0.20 1.5～3.022.0min 英格莱840≤0.0818.0～22.018.0～22.0—— 1.00 1.00————≤0.60——余量334≤0.0818.0～22.018.0～22.0≤0.60≤2.00≤0.75≤0.030≤0.040≤0.60——余量NAS840≤0.0818.0～22.018.0～22.0≤0.60余量310S0Cr25Ni20≤0.0824.0～26.019.0～22.0——≤2.00≤1.50≤0.030≤0.045————余量840REP≤0.0824.0～26.019.0～22.0——余量英格莱8001Cr21Ni33AlTi≤0.1019.0～23.030.0～35.00.40≤1.50≤1.00≤0.015——0.15～0.6≤0.7539.5min NAS800≤0.1019.0～23.030.0～35.00.15～0.6余量钢号国内号C Cr Ni Ti Mn Si S Mo P Al Cu Fe 注：钢号是美国命名法 各成分作用：C含量增加，合金硬度和耐磨性都增大，而塑性跟韧性减小； Si抗氧化；Mn在奥氏体中可耐磨，韧性好；P、S为有害杂质，P冷脆，S热脆； Cr、Ni、Mo具有抗蚀性，Ni只有与Cr一起才起作用；Al抗氧化；Cu耐蚀。
奥氏体不锈钢层错能的理论研究
学号：1205101032 计算机在材料中的应用 奥氏体不锈钢层错能的理论研究 姓名：徐敏 专业：材料科学与工程 二〇-六年-月
摘要 层错能是材料塑性变形中的重要本征参数，对材料的脆性-韧性转变有着重要影响。常温下材料最常见的两种塑性变形方式是位错滑移和孪生，位错的滑移和孪生导致了滑移带和孪晶的产生。虽然滑移带和孪晶引起晶格的畸变量较小，但是层错能的高低，尤其是本征层错能(γisf)和非稳定层错能(γus)，却影响着位错的形核、运动、束集、交滑移和分解。降低材料的层错能有利于进-步激发位错的滑移和孪生，从而改善材料的力学性能。 N和Ni是奥氏体不锈钢中主要的合金化元素，对不锈钢的组织、性能有着重要影响。尽管实验上己有不锈钢γisf的值，但是测量过程对实验设备要求很高，并且只能获得γisf，且实验测得的γisf偏差较大。而计算材料科学的发展刚好弥补了实验上的不足，目前已经成功应用于A1、Fe、Cu、Ni等材料的层错能的研究。 本论文采用基于密度泛函理论的第-性原理，从原子层次上研究了Ni对奥氏体不锈钢层错能的影响。主要研究内容如下: （1）研究了Ni对奥氏体不锈钢稳定性的影响。结果表明Ni固溶后都能够提高奥氏体不锈钢的稳定性，Ni的占位对于奥氏体不锈钢的稳定性影响不明显。 （2）从电子层次上探索了Ni对于奥氏体不锈钢的影响:Ni固溶于奥氏体不锈钢后改善了Fe和Cr原子周围的电荷分布，加强了Cr原子和Fe原子之间的成键能力（3）研究了Ni对奥氏体不锈钢γus、γisf的影响:Ni含量的增加，提高了位错滑移所需克服的势垒，增加了位错滑移的难度 关键词:奥氏体不锈钢，层错能，镍，第-性原理
奥氏体不锈钢化学成份和该成份对其组织性能影响
1.碳的影响： 碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素，碳形成奥氏体的能力为镍的30倍。钢中随着含碳量增加，奥氏体不锈钢强度也随之提高。此外，还能提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物（如42%MgCl2沸腾溶液）中的耐应力腐蚀性能。但是在奥氏体不锈钢中，碳通常被视为有害元素，因为在焊接或加热到450度到850度，碳可以和钢中的铬形成Cr23C6型碳化物。导致局部铬贫化，使钢的耐晶间腐蚀性能下降。20世纪60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢，为含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不锈钢。因此，在冷、热加工及焊接与碳弧气刨时应防止不锈钢表面增碳，以免铬的碳化物析出。 2.铬的影响： 在奥氏体不锈钢中，铬是强烈形成并稳定铁素体的元素，可以缩小奥氏体区。在铬镍奥氏体不锈钢中，当碳含量为0.1%，铬含量为18%时，为获得稳定单一奥氏体组织，所需镍的含最最低为8%，铬能增大碳的溶解度而降低铬的贫化度，因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的。铬还能极有效地改善奥氏体不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能。因此铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性。铬可提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能，在镍、钼、铜的复合作用下，铬可提高钢耐一些还原性介质、如有机酸、碱介质的性能。 3.镍的影响： 奥氏体不锈钢中主要合金元素镍，其主梌用是形成并稳定奥氏体，获得完全奥氏体组织，使强有良好的强度、塑性和韧性并具有优良的冷、热加工性、可焊性及低温与无磁性，镍还可以显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向。由于镍能改善铬的氧化膜成份、结构和性能，从而提高奥氏体不锈钢耐氧化性介质的性能。但是降低了钢的抗高温硫化性能，这是由于钢中晶界处形成低熔点硫化镍所致。 4.钼的影响： 钼的作用主要是提高钢在还原性介质（比如H2So4、H2PO4以及一些有机酸和尿素环境）的耐蚀性，并提高钢的耐点蚀及缝隙腐蚀等性能。含钼不儿钢的热加工性比不含钼的差，钼含量越高，热加工越坏。另外含钼奥氏体不锈钢中容易形成X（σ)沉淀，这会恶化钢的塑性和韧性。钼的耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力相当于铬的3倍左右。 5.氮的影响： 氮日益成为铬镍氮奥氏体不锈钢的重要合金元素，氮能提高钢的耐局部腐蚀（耐晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀）性，氮形成奥氏体的能力与碳相当，约为镍的30倍。作为间隙元素的氮，其固溶强化作用很强，因为它的加入可以显著提搞奥氏体不锈钢的强度。每加入0.1%氮可使铬镍奥氏体不锈钢的室温强度提高60～100MPa。在酸介质中，氮可提高奥氏体不锈钢的耐一般腐蚀能力，适量的氮还可提高敏经态奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。在氯化物环境中，氮提高奥氏体不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能十分显著。 6.铜的影响： 铜能显著降低铬镍奥氏体不锈钢的冷作硬化倾向，提高冷国工成型性能。奥氏体不锈钢中的铜含量为1%～4%时，铜对钢的组织没有影响，对钢的冷成型性有良好的作用，因此含铜的奥氏体锈钢多用于要求冷作的一些用途中，铜可以显著降低热加工性，特别是当奥氏休不锈钢中含镍量较低时更为明显，因此当钢中铜含量较高时，镍含量应相应提高。
AL-6XN等超级奥氏体不锈钢性能
254SMO、AL－6XN等超级奥氏体不锈钢性能 1.1 化学成分与金相组织 一些主要高合金奥氏体不锈钢的主要化学成分在表1中给出。其中AL－6XN 和254 SMO为典型的6钼超级奥氏体不锈钢，而654 SMO为典型的7钼超级奥氏体不锈钢。 超级奥氏体不锈钢的基本金相组织为典型的，百分之百的奥氏体。但由于铬和钼的含量均较高，很有可能会出现些金属中间相，如chi和σ相。这些金属中间相常常会出现在板材的中心部位。但是如果热处理正确，就会避免这些金属中间相的生成，从而得到近百分之百的奥氏体。254 SMO 的金相组织没有任何其它金属中间相。该组织是经在1150～12000C温度下热处理之后得到的。 在使用过程中，如果出现了少量的金属中间相，它们也不会对机械性能和表面的耐腐蚀性能有很大的影响。但是要尽量避免温度范围600～10000C，尤其是在焊接和热加工时。 1.2 机械性能 奥氏体结构一般具有中等的强度和较高的可锻性。在加入一定量的氮之后，除提高了防腐能力外，在保持奥氏体不锈钢可锻性和韧性的同时，高氮超级奥氏体不锈钢还具有很高的机械强度。其屈服强度比普通奥氏体不锈钢要高出50～100％。在室温和较高温度下氮对机械性能的影响分别在表2和表3有所显示。
如表2和表3所示，在所有温度下机械强度均随氮含量的增加而提高。尽管强度增加了许多，但超级奥氏体不锈钢的延伸率仍然很高。甚至高于许多低合金钢的延伸率。这主要是由于其较高的含氮量和与之相关的另一个特点——高加工硬化率，见图2和图3。因此经冷加工成型的部件就可获得很高的强度。可利用这一特性的用途包括较深井中的管道及螺栓等。和普通奥氏体不锈钢一样，超级奥氏体不锈钢的低温性能也是很好的。超级奥氏体不锈钢的抗撞击及抗断裂能力是很高的，并且只有在低达－196℃时才会略有下降。 1.3 物理性能 物理性能主要取决于奥氏体结构，同时也部分地取决于材料的化学成分。就是说超级奥氏体不锈钢较普通奥氏体不锈钢，如304或316型，在物理性能方面是没有很大区别的。表4列出不同合金的一些典型物理性能值。 在结合部位上可能会出现一些变形。虽然镍基合金的热膨胀度一般较低，但其较差的导热性正好将其这一优点抵消。这些物理性能在设计用不锈钢制作部件或不锈钢与其它合金连接时，具有很重要的意义。 2 超级奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能 在很大程度上，奥氏体不锈钢的发展是为了满足各种环境中对防腐性能的要求。许多合金曾是被设计用于一种特定环境的，随后其应用范围发展得越来越广泛。因此，对超级奥氏体不锈钢的选用，其耐腐蚀性能是一个很重要的依据。这里主要介绍均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂。 3.1 均匀腐蚀 提高不锈钢稳定性的最重要合金元素为铬和钼。超级奥氏体不锈钢中这些成分的含量均较高，因此在各种溶液中都显出很好的耐腐蚀性。在有些环境中，硅、铜和钨等元素的添加可进一步提高材料的耐腐蚀性。图1所示是一些奥氏体不锈钢在纯硫酸中的等腐蚀速度曲线图。可以看出，合金含量较高的不锈钢，如904L，254 SMO和654 SMO等，在较大浓度和温度范围内比普通型奥氏体不锈钢，如304和316等，具有更好的耐腐蚀性。该图同时也显示了高硅不锈钢SX具有非常强的，抵抗浓硫酸的能力。
301系列不锈钢化学成分
301系列不锈钢化学成 分 https://www.360docs.net/doc/7f469852.html,work Information Technology Company.2020YEAR
SUS301不锈钢-1Cr17Ni7 不锈钢材质性能及用途介绍 SUS301(L)-1Cr17Ni7对比304含有低Ni，Cr及高N成分，301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象。被用于要求较高强度的各种场合。根据粗压延可以达到的高强度化，对比Steel Al有优秀的高温强度，抗疲劳强度及耐腐蚀性，使用在电车上达到重量轻，优秀的稳定性及经济性（301L） 化学成分：（单位：wt％） 301特性及用途： 机械性能： 301（L）— 1Cr17Ni7 —相对304含有低Ni，Cr及高N成分，经过粗压延可以达到高强度化 —相对碳钢，铝有优秀的高温强度，抗疲劳强度及耐腐蚀性，使用在电车上可以减轻重量 ● 简介 301是一种亚稳奥氏体不锈钢，在充分固溶的条件下，具有完全奥氏体组织。在奥氏体不锈钢中，301是最易冷变形强化的钢种，通过冷变形加工可使钢的强度、硬度提高，并且保留足够的塑、韧性，加之此钢在大气条件下具有良好的耐锈性，但在还原性介质耐蚀性欠佳，在酸碱盐等化工介质耐蚀性较差，因此不推荐用于腐蚀苛刻的环境。301主要以冷加工状态应用于承受较高负荷，又希望减轻装备重量和不生锈的设备部件。此外，此钢在受外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的撞击能量，对设备和人员将提供更可靠的安全保障。 ● ●工艺性能
热加工工艺性能良好，可生产棒、板、管、带等冶金产品，热加工温度范围：1150～850℃，软化退火温度1050～1100℃。301焊接性良好，冷轧薄板焊接后在焊缝区产生低强度区。 ● 301L 在301基础上降低C的含量，改善耐晶间腐蚀，添加N，弥补C量下降引起的强度下降。
双相不锈钢奥氏体铁素体不锈钢之比较
双相不锈钢奥氏体铁素体不锈钢之比较 所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各 占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。 由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下： （1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型 需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。（2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量 最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀 破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。 （3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有 极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。． （4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏 体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。 （5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合
与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。（6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下： （1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。 （2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。 （3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。 与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下： （1）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。 （2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。 （3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。（4）焊接性能也远优于铁素体不锈钢，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。 （5）应用范围较铁素体不锈钢宽。 与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下： 合金元素含量高，价格相对高，一般铁素体不含镍。
SUS304不锈钢高温力学性能的物理模拟
304 不锈钢高温力学性能的物理模拟 关小霞田建军杨健 指导教师：杨庆祥胡宏彦博士 燕山大学材料科学与工程学院 摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机对304 不锈钢的高温力学性能进行了物理模拟。对模拟结果中应力-应变曲线进行分析，并结合断口附近组织形貌的观察，得出结论：金属的极限应力随温度升高呈下降趋势；在δ-Fe向γ-Fe转变的某一温度，金属塑性急剧下降；对断口附近金相组织及SEM分析，推测晶界处可能存在着元素偏聚或析出相现象。 关键词：304不锈钢；力学性能；物理模拟 1.前言： 双辊铸轧不锈钢薄带技术是目前冶金及材料领域的前沿技术之一[1]，是直接用钢水制成2-5mm厚薄带的工艺过程。该技术可以大大简化薄带钢的生产流程，降低生产成本，并形成低偏析、超细化的凝固组织，从而使带材具有良好的性能，被公认为钢铁工业的革命性技术[2、3]。但是，不锈钢经铸轧后，薄带表面会形成宏观的裂纹，从而降低不锈钢薄带的力学性能，影响其质量[4-6]。 国内外在双辊铸轧不锈钢薄带技术上已经开展了一些研究工作。文献[7]对比了铸轧铁素体和奥氏体不锈钢薄带；文献[8、9]对铸轧304不锈钢薄带过程中高温铁素体的溶解动力学进行了研究；文献[10]对不锈钢薄带铸轧过程中凝固热参数和组织进行了研究；文献[11-14]对不锈钢薄带铸轧过程中的流场和温度场进行了数值模拟；文献[15]对铸轧304不锈钢薄带的力学性能进行了研究。文献[16]对304不锈钢在加热过程中的高温铁素体形核与长大和夹杂物在固－液界面的聚集进行了原位观察；文献[17]对薄带铸轧溶池液面进行了物理模拟；文献[18]对铸轧不锈钢薄带过程的凝固组织、流场、温度场及热应力场进行了数值模拟。但是，缺少对铸轧不锈钢薄带表面与内部裂纹的生成机理、演变规律以及预防措施方面的研究。 在高温性能物理模拟方面，国内外也有不少研究。文献[19]应用THERMECMASTOR-Z热加工模拟机对奥氏体不锈钢的高温热变形进行了模拟试验；文献[20]利用Gleeble-1500试验机对铸态奥氏体不锈钢在1000-1200℃温度区间进行了热压缩试验；文献[21]从位错理论角度出发，对高钼不锈钢热加工特征与综合流变应力模型进行了研究。但是，对铸轧不锈钢薄带高温力学性能的物理模拟方面的研究却极少。
奥氏体不锈钢的力学性能及工艺性能
奥氏体不锈钢的力学性能 不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度 15~80℃范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。 奥氏体不锈钢的工艺性能 1. 焊接性能 奥氏体不锈钢与其它各类不锈钢相比,有着较好的焊接性能,对氢脆也不敏感,可用各种焊接方法顺利地对工件进行焊接或补焊。工件在焊前无需预热,若无特殊要求,焊后也可不进行热处理。奥氏体不锈钢在焊接工艺上应注意焊缝金属的热裂纹。在焊接热影响区的晶界上析出铬的碳化物以及焊接残余应力。对于热裂纹,可采用含适量铁素体的不锈钢焊条焊接,能取得良好的效果。对于要接触易产生局部腐蚀的介质的工件,焊后应尽可能地进行热处理,以防发生晶间腐蚀、应力腐蚀开裂和其它局部腐蚀。 2. 铸造性能 奥氏体不锈钢的铸造性能比马氏体和铁素体不锈钢好。这类钢中的1828 型钢的铸造收缩率一般为2 %～2. 5 %;18212Mo 型钢的铸造收缩率一般约为2.8 %左右。在这类钢中,含钛的奥氏体不锈钢,其铸造性能比不含钛者要差,易使铸件产生夹杂,冷隔等铸造缺陷。含氮的奥氏体不锈钢(如 ZGCr18Mn8Ni4N)铸造时气孔敏感性较大,在冶炼、铸造工艺上都必须采取防护措施,严格烘烤炉料,采用干型,并严格控制出钢温度和浇注温度等。 合金元素(如铬、镍、钼、铜等)含量高的奥氏体不锈钢(如 ZG1Cr24Ni20Mo2Cu3)在铸造时,铸件(特别是形状较复杂的厚大铸件,以及长管
不锈钢的力学性能
不锈钢的力学性能 材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。 一、强度（抗拉强度、屈服强度） 不锈钢的强度由各种因素来确定，但最重要的和最基本的因素是其中添加的不同化学元素，主要是金属元素。不同类型的不锈钢由于其化学成分的差异，就有不同的强度特性。 （1）马氏体型不锈钢 马氏体型不锈钢与普通合金钢一样具有通过淬火实现硬化的特性，因此可通过选择牌号及热处理条件来得到较大范围的不同的力学性能。 马氏体型不锈钢从大的方面来区分，属于铁—铬—碳系不锈钢.进而可分为马氏体铬系不锈钢和马氏体铬镍系不锈钢。在马氏体铬系不锈钢中添加铬、碳和钼等元素时强度的变化趋势和在马氏体铬镍系不锈钢中添加镍的强度特性如下所述。 马氏体铬系不锈钢在淬火—回火条件下，增加铬的含量可使铁素体含量增加，因而会降低硬度和抗拉强度。低碳马氏体铬不锈钢在退火条件下，当铬含量增加时硬度有所提高，而延伸率略有下降。在铬含量一定的条件下，碳含量的增加使钢在淬火后的硬度也随之增加，而塑性降低。添加钼的主要目的是提高钢的强度、硬度及二次硬化效果。在进行低温淬火后，钼的添加效果十分明显。含量通常少于1%。 在马氏体铬镍系不锈钢中，含一定量的镍可降低钢中的δ铁素体含量，使钢得到最大硬度值。 马氏体型不锈钢的化学成分特征是，在0.1%----1.0%C，12%---27%Cr的不同成分组合基础上添加钼、钨、钒和铌等元素。由于组织结构为体心立方结构，因而在高温下强度急剧下降。而在600℃以下，高温强度在各类不锈钢中最高，蠕变强度也最高。 （2）铁素体型不锈钢 据研究结果，当铬含量小于25%时铁素体组织会抑制马氏体组织的形成，因而随铬含量的增加其强度下降；高于25%时由于合金的固溶强化作用，强度略有
常见奥氏体不锈钢材质特性
1Cr18Ni9（AISI302） 1Cr18Ni9是一种历史最悠久的奥氏体不锈钢，钢的塑性、韧性、热冷加工性能良好，可生产板、管、始、带、棒材、锻件等各类冶金产品，它不能通过热处理手段进行强化，可通过冷变形获得较高的强度。在固溶状态下，在氧化性酸、大气、水、蒸汽等介质中具有良好的耐蚀性。钢的耐晶间腐蚀性能不佳，经650敏化处理或在中温长期保温后，此钢具有晶间腐蚀倾向，若要消除这种倾向，必须经过固溶处理，否则，仅能改用稳定化型或超低碳钢种。此外，lCr18Ni9的无磁性能及低温性能较好。因此，lCrl8Ni9钢主要应用于对耐蚀性和强度要求不高的结构件和焊接件，亦可用于无磁部件和低温装置的部件。在具有晶间腐蚀的环境中，不宜以焊接状态使用。 （1）化学成份 lCrl8Ni9钢的化学成份列于表13.7-53。为了比较也列入了ASTM标准中所规定的化学成份。 （2）室温力学性能 1Cr18Ni9钢的室温力学性能见表13.7-54。钢的压缩强度见表13.7-55。高温时效对1Cr18Ni9钢室温瞬时力学性能的影响见表13.7-56。
（3）冷作硬化特性 冷加工变形后，1Cr18Ni9的强度可显著提高，但硬化效果不如lCr17Ni7。钢的冷加工强化效果见图13.7-296，美国ASTM标准规定的经硬化后的力学性能，冷变形温度对1Cr18Ni9钢室温力学性能的影响见图13.7－297，经短时时效后的冷变形1Cr18Ni9钢的室温力学性能。 （4）耐蚀性能： 1）均匀腐蚀固溶处理状态的1Cr18Ni9钢的耐均匀腐蚀性能。 2）晶间腐蚀1Cr18Ni9耐晶间腐蚀性能不良，敏化态不能通过晶间腐蚀检验，固溶态可通过晶间腐蚀检验。因此，在焊接状态在产生晶间腐蚀的介质中不宜采用。 3）辐照性能1Cr18Ni9经中子辐照后抗拉强度明显提高。 （5）工艺性能： 1)热加工性能1Cr18Ni9热加工性能良好，适宜的热加工温度范围为1160-1200℃，终加工温度应大于850℃。 2)冷加工性能固溶状态1Cr18Ni9具有良好的冷加工性能，可顺利进行冷轧，冷拔操作加工。钢的冷成形性能良好，可进行冷冲压和冷弯等冷成形作业，钢的极限拉深系数约为2.06，工作拉深系数为1.80~1.90。 3)热处理钢的固溶热处理温度为1100～1150℃，冷加工中间热处理温度为850~970℃，冷却方式为水冷，对于截面尺寸较小的材料亦可空冷。 4)焊接性能钢的焊接性能良好，可采用各种方法焊接，手工电弧焊可采用奥102，奥107焊条，焊后可通过L 法晶间腐蚀检验。采用奥132和奥137 焊条焊接且经敏化处理后亦可通过L法晶间腐蚀检验。为确保钢的耐晶间腐蚀性能，焊后应进行固溶处理，若不能进行固溶，宜选用抗敏化性能优异的钢种。 （6）应用： 1Cr18Ni9主要用于制造中等温度下耐腐蚀而强度要求不高的部件以及低温应用。在要求耐蚀及无磁的环境中，该钢可以制造各相应部件和设备，如弹簧、管道、紧固件、容器、管道、换热器等。
双相不锈钢、奥氏体、铁素体不锈钢之比较
双相不锈钢、奥氏体、铁素体不锈钢之比较 所谓双相不锈钢是在其固淬组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，一般最少相的含量也许要达到30%。 由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使DSS兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下： （1）屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少30-50%，有利于降低成本。 （2）具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。 （3）在许多介质中应用最普遍的2205双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，再一些介质中，如醋酸，甲酸等甚至可以取代高合金奥氏体不锈钢，乃至耐蚀合金。 （4）具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奥氏体不锈钢相比，它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。 （5）比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。 （6）不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力，这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。 与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的弱势如下： （1）应用的普遍性与多面性不如奥氏体不锈钢，例如其使用温度必须控制在250摄氏度以下。 （2）其塑韧性较奥氏体不锈钢低，冷，热加工工艺和成型性能不如奥氏体不锈钢。 （3）存在中温脆性区，需要严格控制热处理和焊接的工艺制度，以避免有害相的出现，损害性能。 与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下： （1）综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢那样对脆性敏感。 （2）除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀性能都优于铁素体不锈钢。 （3）冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
奥氏体不锈钢系列及其加工性能
200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢 300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢 301—延展性好，用于成型产品。也可通过机速硬化。焊接性好。抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。 302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。 303—通过添加少量的硫、磷使其较削加工。 304—即18/8不锈钢。GB牌号为0Cr18Ni9。 309—较之304有更好的耐温性。 316—继304之後，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。SS316则通常用于核燃料回收装置。18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。 型号321—除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304。 奥氏体型不锈钢，无磁不锈钢0Cr21Ni6Mn9N 钢材标准：AISI、ASTM 型号：Nitronic40(21-6-9)(XM-10) UNS编号：S21900 特性及应用： 铬-镍-锰-氮奥氏体不锈钢0Cr21Ni6Mn9N(Nitronic40)的奥氏体非常稳定，即使经过60％的冷加工，仍然能够保持无磁的特性。它具有良好的强韧性和耐腐蚀性能，室温强度是一般奥氏体不锈钢304、321、347等的2倍。该钢在具有良好的强韧性的同时，还具有很好的工艺性、耐蚀性和抗高温氧化能力，在253℃低温具有高的强度和良好的韧性，同时也具有很好的高温性能。此钢种广泛的应用在航空和低温领域。虽然强度高，但是仍然可以用生产普通奥氏体不锈钢的方法生产。
化学成分：碳C：≤0.08锰Mn：8.0~10.0硅Si：≤1.00铬Cr：18.0~20.0镍Ni：5.0~7.0磷P：≤0.06硫S：≤0.03氮N：0.15~0.40 0Cr21Ni6Mn9N(Nitronic40)的耐腐蚀性能：此钢种具有良好的耐腐蚀性能，在医药，化工，海洋环境中耐蚀性在304和316中间，其抗高温氧化能力大于304。由于只含有0.04％的碳，对晶间腐蚀不敏感，焊接材料可不经过热处理直接使用。不过，与304L一样，当长时间在538～871℃温度区间内加热时，有晶间腐蚀倾向。在热的氯化盐溶液中，此钢耐晶间腐蚀能力与304和304L相当。固溶态和敏化态试样在海洋大气环境下暴露3年半也无应力腐蚀倾向。 0Cr21Ni6Mn9N(Nitronic40)的工艺性能： 0Cr21Ni6Mn9N(Nitronic40)很容易锻造成型，对于尺寸大于10cm的坯子要求在871℃以下装炉，然后加热到1204℃，最终热加工温度不低于927℃。除了由于变形抗力较普通奥氏体不锈钢大之外，其他加工与普通奥氏体不锈钢一样。a焊接此钢种的各种型材都很容易焊接，为了得到与基体材料相匹配的力学性能和耐蚀性能，可以选用0Cr21Ni6Mn9NW焊丝。如果要求不是特别的严格，也可以选用其他焊丝来代替。对于低温用途，小于0.64cm的材料可以用0Cr21Ni6Mn9NW焊接，对于大于0.64cm的材料，要求选用镍基合金来做焊丝。b热处理在1066～1211℃温度区间内保温，然后快冷。 奥氏体不锈钢的力学性能 不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度 15~80℃范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。 奥氏体不锈钢的工艺性能 1. 焊接性能
铬元素对奥氏体不锈钢的影响
铬元素对奥氏体不锈钢的影响 铬的影响:铬是奥氏体不锈钢中最主要的合金元素,奥氏体不锈钢的不锈性和耐蚀性的获得主要是由于在会质作用下,铬促进了钢的钝化并使钢保持稳定钝态的结果.○1铬对组 织的影响:在奥氏体不锈钢中,铬是强烈形成并稳定铁体的元素,缩小奥氏体区,随着钢中含量增加,奥氏体不锈钢中可出现铁素体(δ)组织,研究表明,在铬镍奥氏体不锈钢中,当碳含量为0.1%,铬含量为18%时,为获得稳定的单一奥氏体组织,所需镍含量最低,约为8%,就这一点而言,常用的18Cr—8Ni型铬镍奥氏体不锈钢是含铬,镍量配比最为适宜的一种. 有奥氏体不锈钢中,随着铬含量的增加,一些金属间相(比如δ相)的形成倾向增大,当钢中含有钼时,铬含含量会增加还会χ相等的形成,如前所述,σ, χ相的析出不仅显著降低钢的塑性和韧性,而且在一些条件下还降低钢的耐蚀性,奥氏体不锈钢中铬含量的提高可使马氏体转烃温度(Ms)下降,从而提高奥氏体基体的稳定性.因此高铬(比如超过20%)奥氏 体不锈钢即使经过冷加工和低温处理也很难获得马氏体组织.. 铬是强碳化物形成元素,在奥氏体不锈钢中也不例外,奥氏体不锈钢中常见的铬碳化物有Cr23C6;当钢中含有钼或铬时,还可见到期Cr6C等碳化物,它们的形成在某些条件下对钢的性能会产生重要影响.○2铬对性能的影响:一般来主,只要奥氏体不锈钢保持完全奥氏体组织而没有δ铁素体等的形成,仅提高钢中铬含量不会对力学性能有显著影响,铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性,主要表现为:铬提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能;在镍以及钼和铜复合作用下,铬提高钢耐一些还原性介质,有机酸,尿素和碱介质的性能;铬还提高钢耐局部腐蚀,比如晶间腐蚀.点腐蚀,缝隙腐蚀以及某此条件下应力体育馆的性能..对奥氏体不锈钢晶间体育馆敏感性影响最大的因素是钢中碳含量,其他元素对晶间体育馆的作用主要视其对碳化物的溶解和沉淀行为的影响而定,在奥氏体不锈钢中,铬能增大碳的溶解度而降低铬的贫化度,因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益,铬非常有效地改善奥氏体不锈钢的耐点腐蚀及缝隙腐蚀性能,当钢中同时有钼或钼及氮存在时,铬的这种有效性大加强,虽然根据研究钼的耐点体育馆及缝隙腐蚀的能力为铬的话倍左右,氮为铬的30倍,但是大量研究,奥氏体不锈钢中如果没有铬或者铬含量较低,钼及氮的耐点腐蚀与缝隙腐蚀作用便会丧失或不够显著. 铬对奥氏体不锈钢的耐应力腐蚀性能的作用,随实验介质条件及实际使用环境而异,在MgCl2沸腾溶液中,铬的作用一般是有害的,但是在含Cl-和氧的水介质,高温高压水以及点腐蚀为起源的应力腐蚀条件下,提高钢中铬含量则对耐应力腐蚀有利,同时,铬还可防止奥氏体不锈钢及合金中由于镍含量提高而容易出现的晶间型应力腐蚀的倾向,对开苛性(NqOH)应力腐蚀,铬的作用也是有益的。 铬除对负数氏体不锈钢耐蚀性有重要影响外,还能显著提高该类钢的抗氧化,抗硫化和抗融盐腐蚀等性能.