铬镍奥氏体不锈钢
奥氏体型不锈钢—敏化处理
奥氏体型不锈钢—敏化处理在各类不锈钢中，以铬、镍为主要合金元素的奥氏体不锈钢，属耐蚀性和综合性能最好，也是最重要的不锈耐酸钢。
它始终是产量最大，应用最广泛普及的一类。
70～80年代，美、日等国奥氏体不锈钢占不锈钢总产量的60～70%左右。
我国占80～85%。
而其中的绝大部分属于18-8型钢。
1 18-8型奥氏体不锈钢早在1909～1912年间，最初的Cr18Ni8(习惯常称为18-8)奥氏体不锈钢获得专利权。
1912～1920年间相继开始工业生产。
经典的(或称第一代)18-8钢，含铬约18%左右，添加有形成和稳定奥氏体的主要元素镍约8～10%，碳含量也较高。
经1100℃左右固溶淬火处理后，室温下可获得纯奥氏体组织。
它是奥氏体型不锈钢最基本最典型的代表钢种，其它奥氏体不锈钢均是在其基础上发展起来的。
至今仍在大量生产的有，我国GB1Cr18Ni9和低碳0Cr19Ni9(依次相当美国AISI302和304)等钢。
后来，为克服晶间腐蚀敏感性，发展了稳定化奥氏体不锈钢(第二代)，如我国产量最大应用最普及的GB1Cr18Ni9Ti(相当苏联ЭЯ1T)钢和超低碳奥氏体不锈钢(第三代)，如我国GB00Cr19Ni11(相当美国AISI304L)等钢。
应当说明，目前通常泛称的18-8(型)钢，已不局限于经典的第一代18-8钢。
一般来说，它包括了不同等级碳含量或添加钛等稳定化元素的18-8奥氏体不锈钢。
此外，在18- 8钢基础上添加2%左右钼的奥氏体不锈钢，也常称作18-8Mo 钢，如我国 GB0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2(相当AISI316L)钢等。
这些18-8类钢均属常用 (或通用) 的大量生产的基本钢种。
为获得纯 (单一或完全)奥氏体组织和改善耐蚀性能，在提高铬、钼等铁素体形成元素的同时，必须相应增加镍等奥氏体形成元素的含量。
对具体钢种所需添加的最低镍含量，应高于下列经验公式计算值 (高温快冷后的组织)：Ni (%) =1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2 公式中元素符号表示其在钢中的相应含量(%)(见图9-1-1铬镍比)。
奥氏体304不锈钢元素标准
奥氏体304不锈钢，也称为18-8不锈钢，是一种常用的不锈钢合金，通常用于各种应用，包括食品加工、化学工业、医疗设备和建筑。
它的化学成分遵循国际标准，主要包括以下元素：
1. 铬（Cr）：铬是不锈钢中的关键元素，它提供了耐腐蚀性。
在304不锈钢中，铬的含量通常在18%到20%之间。
2. 镍（Ni）：镍是另一个重要的合金元素，它提高了不锈钢的抗腐蚀性和耐高温性。
在304不锈钢中，镍的含量通常在8%到10.5%之间。
3. 碳（C）：碳的含量在304不锈钢中通常很低，一般在0.08%以下，以确保不锈钢具有良好的焊接性能。
4. 锰（Mn）：锰有助于提高不锈钢的加工性能和强度，但含量通常也很低，一般在2%以下。
5. 硅（Si）：硅的含量在304不锈钢中通常在1%以下，它有助于提高不锈钢的耐腐蚀性。
6. 硫（S）：硫的含量通常非常低，一般在0.03%以下，以确保不锈钢的焊接性能。
7. 磷（P）：磷的含量也很低，一般在0.045%以下。
8. 氮（N）：氮的含量通常很低，一般在0.1%以下。
奥氏体304不锈钢的化学成分需要符合国际标准，其中最常用的标准是ASTM A240（美国材料和试验协会制定的标准）和EN 10088-1（欧洲标准）。
这些标准规定了304不锈钢的化学成分、机械性能和物理性质等方面的要求，以确保其质量和可用性。
不锈钢的常见种类、型号及性能
不锈钢的常见种类、型号及性能200 系列—铬-镍-锰奥氏体不锈钢300 系列—铬-镍奥氏体不锈钢型号 301—延展性好，用于成型产品。
也可通过机械加工使其迅速硬化。
焊接性好。
抗磨性和疲劳强度优于304不锈钢。
型号 302—耐腐蚀性同304，由于含碳相对要高因而强度更好。
型号 303—通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。
型号 304—通用型号；即18/8不锈钢。
GB牌号为0Cr18Ni9。
型号 309—较之304有更好的耐温性。
型号 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。
400 系列—铁素体和马氏体不锈钢型号 408—耐热性好，弱抗腐蚀性，11%的Cr，8%的Ni。
型号 409—最廉价的型号（英美），通常用作汽车排气管，属铁素体不锈钢（铬钢）。
型号 410—马氏体（高强度铬钢），耐磨性好，抗腐蚀性较差。
型号 416—添加了硫改善了材料的加工性能。
型号 420—“刃具级”马氏体钢，类似布氏高铬钢这种最早的不锈钢。
也用于外科手术刀具，可以做的非常光亮。
型号 430—铁素体不锈钢，装饰用，例如用于汽车饰品。
良好的成型性，但耐温性和抗腐蚀性要差。
型号 440—高强度刃具钢，含碳稍高，经过适当的热处理後可以获得较高屈服强度，硬度可以达到58HRC，属于最硬的不锈钢之列。
最常见的应用例子就是“剃须刀片”。
常用型号有三种：440A、440B、440C，另外还有440F（易加工型）。
500 系列—耐热铬合金钢。
600 系列—马氏体沉淀硬化不锈钢。
型号 630—最常用的沉淀硬化不锈钢型号，通常也叫17-4；17%Cr，4%Ni。
镍和铬在不锈钢中的主要作用
镍在不锈钢中的主要作用镍在不锈钢中的主要作用在于它改变了钢的晶体结构。
在不锈钢中增加镍的一个主要原因就是形成奥氏体晶体结构，从而改善诸如可塑性、可焊接性和韧性等不锈钢的属性，所以镍被称为奥氏体形成元素。
普通碳钢的晶体结构称为铁氧体，呈体心立方(BCC)结构，加入镍，促使晶体结构从体心立方(BCC) 结构转变为面心立方(FCC)结构，这种结构被称为奥氏体。
然而，镍并不是唯一具有此种性质的元素。
常见的奥氏体形成元素有：镍、碳、氮、锰、铜。
这些元素在形成奥氏体方面的相对重要性对于预测不锈钢的晶体结构具有重要意义。
在不锈钢中，有两种相反的力量同时作用：铁素体形成元素不断形成铁素体，奥氏体形成元素不断形成奥氏体。
最终的晶体结构取决于两类添加元素的相对数量。
铬是一种铁素体形成元素，所以铬在不锈钢晶体结构的形成上和奥氏体形成元素之间是一种竞争关系。
因为铁和铬都是铁素体形成元素，所以400系列不锈钢是完全铁素体不锈钢，具有磁性。
在把奥氏体形成元素-镍加入到铁-铬不锈钢的过程中，随着镍成分增加，形成的奥氏体也会逐渐增加，直至所有的铁素体结构都被转变为奥氏体结构，这样就形成了300系列不锈钢。
如果仅添加一半数量的镍，就会形成50%的铁素体和50%的奥氏体，这种结构被称为双相不锈钢。
400系列不锈钢是一种铁、碳合铬的合金。
这种不锈钢具有马氏体结构和铁元素，因此具有正常的磁特性。
400系列不锈钢具有很强的抗高温氧化能力，而且与碳钢相比，其物理特性和机械特性都有进一步的改善。
大多数400系列不锈钢都可以进行热处理。
300系列不锈钢是一种含有铁、碳、镍和铬的合金材料，一种无磁性不锈钢材料，比400系列不锈钢具有更好的可锻特性。
由于300系列不锈钢的奥氏体结构，因此它在许多环境中具有很强的抗腐蚀性能，具有很好的抗金属超应力引起的腐蚀所造成的断裂的性能，而且其材料特性不受热处理的影响。
不锈钢是20世纪重要发明之一，经过近百年的研制和开发已形成一个有300多个牌号的系列化的钢种。
不锈钢牌号
不锈钢牌号：1：200系列（铬-镍-锰奥氏体不锈钢）主要有：201、2022：300系列（铬-镍奥氏体不锈钢）主要有：301、302、303、303CU、304、304L、304F、304H、310、310S、314、314L、316、316L、316F、317、317L、3213：400系列（铁素体和马氏体不锈钢）主要有：410、420、420J2、430、430F、431、416、416F不锈钢的特性和用途：201（1CR17MN6NI5N),202（1CR18MN8NI5N），301（1CR17NI7），302（1CR18NI9），303（Y1CR18NI9），321（1CR18NI9TI），321H（1CR18NI11TI），309（2CR23NI13），309S（0CR23NI13），309H，347（0CR18NI11NB），347H （1CR19NI11NB），304（0CR18NI9、0CR19NI9），304L（00CR18NI10、00CR19NI10），304H，314（1CR25NI20SI2），316（0CR17NI12MO2），316L （00CR17NI14MO2），316TI（0CR18NI12MO2TI），316H，317L （00CR19NI13MO3），310S（0CR25NI20），904L（00CR20NI25MO4.5CU），330（1CR16NI35），660（0CR15NI25TI2MOALVB），1CR20NI14SI21 奥氏体形1Cr17Mn6Ni5N节镍钢种，代替牌号1Cr17Ni7，冷加工后具有磁性。
铁道车辆用。
2 1Cr18Mn8Ni5N节镍钢种，代替牌号1Cr18Ni93 1Cr17Ni7经冷加工有高的强度。
铁道车辆，传送带，螺栓螺母4 1Cr18Ni9 经冷加工有高的强度，但伸长率比1Cr17Ni7稍差。
建筑用装饰部件。
5 Y1Cr18Ni9提高切削、耐烧蚀性。
铬镍奥氏体不锈钢的焊接工艺
【组织教学】1、点名检查学生出勤情况；2、强调课堂纪律。
【作业点评】1、上次作业质量情况；2、对出现问题较多的进行课堂纠正。
【复习提问】1、什么是焊接? 有哪些种类?2、不锈钢分为几种？【相关工艺】铬镍奥氏体不锈钢的焊接工艺(1)手工电弧焊1)焊前准备根据钢板厚度及接头形式，用机械加工、等离子弧切割或碳弧气刨等方法下料和加工坡口。
对接接头板厚超过3㎜须开坡口。
为了避免焊接时碳和杂质混入焊缝，焊前应将焊缝两侧20～30㎜范围用丙酮、汽油、乙醇等擦净，并涂白垩粉，以避免表面被飞溅金属损伤。
2)焊条的选用奥氏体不锈钢焊条有酸性焊条钛钙型药皮和碱性焊条低氢型药皮两大类。
低氢型不锈钢焊条的抗热裂性较好，但成形不如钛钙型焊条，抗腐蚀性也较差。
钛钙型不锈钢焊条具有良好的工艺性能，生产中用得较多。
焊接时，应根据不锈钢的使用条件选用不同型号的焊条。
3)焊接工艺由于奥氏体不锈钢的电阻较大，焊接时产生的电阻热也大，所以同样直径的焊条焊接电流值应比低碳钢焊条降低20％左右，否则，焊接时药皮将迅速发红失去保护而无法焊接。
焊接过程中，焊条最好不作横向摆动。
采用小电流、快焊速。
一次焊成的焊缝不宜过宽，最好不超过焊条直径的3倍。
多层焊时，每焊完一层要彻底清除熔渣，并控制层间温度，待前层焊缝冷却后(<60℃)再焊接下一层。
焊接开始时，不要在焊件上随便引弧，以免损伤焊件表面，影响耐腐蚀性。
焊后可采取强制冷却措施，加速接头冷却。
(2)氩弧焊氩弧焊目前普遍用于不锈钢的焊接，它与手工电弧焊比较有下列优点：氩气保护效果好；氩弧的温度高，热量集中，且有氩气流的冷却作用，焊缝的热影响区小；焊缝的强度高，耐腐蚀性好，焊件的变形小，因此焊缝的质量比手工电弧焊高。
此外氩弧焊在焊接时无熔渣，不需清渣，焊后无夹渣的缺陷，氩弧焊的生产率高，易于自动化，并能用于焊接0.5㎜的薄钢板。
目前在氩弧焊中应用较广的是手工钨极氩弧焊，常用于焊接0.5～3 mm的不锈钢薄板和薄壁管。
不锈钢各成分含量
不锈钢各成分含量
1、不锈钢的主要成分是Cr（铬），只有当Cr含量达到一定值时，钢材有耐蚀性。
因此，不锈钢一般Cr（铬）含量至少为10.5%。
2、不锈钢中还含有Ni、Ti、Mn、N、Nb、Mo、Si、Cu等元素。
锈钢的耐蚀性随含碳量的增加而降低，因此，大多数不锈钢的含碳量均较低，最大不超过1.2%，有些钢的ωc（含碳量）甚至低于0.03%（如00Cr12）。
3、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。
4、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。
5、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。
不锈钢的分类
不锈钢按照其组织结构分为奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢、双相不锈钢、马氏体型不锈钢和沉淀硬化型不锈钢。
一、奥氏体型不锈钢奥氏体型不锈钢是不锈钢中最重要的一类，其产量和用量占不锈钢总量的70%。
按照合金化方式，奥氏体型不锈钢可分为铬镍钢和铁铬锰钢两大类。
前者以镍为奥氏体化元素，是奥氏体钢的主体；后者是以锰、氮代替昂贵的镍的节镍钢种。
总体讲，奥氏体钢耐蚀性好，有良好的综合力学性能和工艺性能，但强度、硬度偏低。
二、铁素体型不锈钢铁素体型不锈钢含铬11%-30%，基本不含镍，是节镍钢种，在使用状态下组织结构以铁素体为主。
铁素体型不锈钢强度较高，而冷加工硬化倾向较低，耐氯化物应力腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀等局部腐蚀性能优良，但是对晶间腐蚀敏感，低温韧性较差。
三、双相不锈钢一般认为，在奥氏体基体上存在15%以上的铁素体，或在铁素体基体上存在15%以上的奥氏体即可称其为奥氏体+铁素体双相不锈钢。
双相不锈钢兼有奥氏体钢和铁素体钢的优点。
四、马氏体型不锈钢马氏体型不锈钢是一类可以用热处理的手段调整其性能的钢，其强度、硬度较高。
五、沉淀硬化型不锈钢沉淀硬化型不锈钢是通过热处理手段使钢中碳化物沉淀析出，从而达到提高强度目的的钢。
各类型不锈钢主要使用特性对比如表2-5-6所示。
我国不锈钢标准主要牌号的特点和用途如表2-5-7所示；日本JIS标准主要牌号的特点和用途如表2-5-8所示。
表2-5-6 不锈钢主要使用特性对比特性马氏体型不锈钢铁素体型不锈钢奥氏体型不锈钢双相不锈钢备注耐蚀性能耐大气腐蚀性能一般良好良好良好与合金因素有关耐酸性能一般良好良好良好与合金因素有关耐孔蚀、间隙腐蚀一般良好良好良好与合金因素有关耐应力腐蚀裂纹一般良好一般良好与合金因素有关耐热性能高温强度良好稍差良好稍差高温脆性高温氧化、硫化一般良好良好 —热疲劳一般良好一般 —加工性能焊接性能一般一般良好良好冷加工（深冲）稍差良好良好稍差冷加工（胀形）稍差一般良好稍差切削性能一般一般一般一般强度室温强度良好一般一般良好低温强度、韧性稍差差良好差疲劳、切口敏感性一般一般良好一般其他非磁性能差差良好差电热性能良好一般 —表2-5-7我国不锈钢主要牌号的特点和用途类型牌号特点和用途奥氏体型1Cr17Mn6Ni5N 节Ni钢种，代替牌号1Cr17Ni7，冷加工后具有磁性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铬镍奥氏体不锈钢
这类钢为奥氏体不锈钢的主体。
其基础牌号为18-8不锈钢，该钢种的铬、镍含量分别约为19%和10%，在氧化性介质中耐蚀性优良，在多种不太强的腐蚀性环境中也耐蚀。
为了提高在各种不同使用条件下及较强腐蚀性环境中的耐蚀性能，钢的合金成分在两个方面进行发展和改进：一方面是提高铬、镍含量，铬可提高到25%以上，镍甚至可达近30%；另一方面是向钢中添加诸如钼、铜、硅、氮、钛和铌等其他合金元素。
碳含量一般都比较低，目前常用牌号的碳含量多低于0.08%，并且有越来越多的牌号还达到超低碳(≤0.03%)甚至更低的水平(≤0.02%)。
铬镍奥氏体不锈钢发展出了很多种不同性能和用途的钢种。
几种最常用的钢种及其代表牌号如下：
(1)基础牌号(18-8不锈钢)：0Cr19Ni9，00Cr19Ni10。
(2)用钛、铌稳定化的牌号：1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni11Ti，0Cr18Ni11Nb。
(3)提高铬、镍含量的牌号：0Cr23Ni14(Nb)，0Cr25Ni20.00Cr25Ni20(Nb)，0Cr18Ni35Si。
(4)含钼牌号：0Cr17Ni12Mo02，00Cr17Ni14Mo2，00Cr17Ni14Mo3，0Cr18Ni12Mo2Ti，0Cr18 Ni12Mo-3Ti，00Cr18Ni16Mo5，00Cr25Ni22Mo2N；00Cr20Ni一25Mo6(N)。
(5)用钼、铜复合合金化的牌号：00Cr18Ni14Mo-2Cu2，00Cr18Ni18Mo2Cu2，00Cr20Ni18Mo6 CuN，00Cr20Ni25Mo4.5Cu、00Cr20Ni29Mo2Cu3Nb。
(6)深冲用含铜牌号：0Cr1SNi10Cu3；
(7)高硅牌号：00Cr18Ni14Si4Nb，00Cr17Ni20Si-6MoCu。
(8)含氮牌号：0Cr19Ni9N，00Cr18Ni10N，0Cr-17Ni12Mo2N，00Cr17Ni13Mo2N，00Cr25Ni22 Mo2N。
(9)含硫、硒等易切削牌号：Y1Cr18Ni9，YICr-18Ni9Se。
(10)冷作强化用亚稳奥氏体牌号：1Cr17Ni7。
铬锰奥氏体不锈钢
主要包括铬锰氮钢和铬锰镍氮钢两类。
为了保证不锈性和耐蚀性，铬含量多在17%以上，最高可达22%。
锰是维持钢的奥氏体基体的合金元素，其含量在5％～18％之间。
在铬锰氮钢中，锰一般超过13%；而在铬锰镍氮钢中，由于保留了适量的镍(一般在3%～8%)，锰可降低到稍低的水平。
镍是铬锰镍氮钢中的重要合金元素，它除与锰、氮等元素共同维持钢的奥氏体基体组织外，对于改善钢的热加工性和塑、韧性，以及提高钢对于非氧化性介质的耐蚀性，都有重要作用。
氮是非常重要的奥氏体化元素，其奥氏体化能力约为镍的30倍，同时能显著提高钢的强度并改善耐蚀性，其含量一般都在0.2%以上，高时可达0.5%～0.6%。
有时为了某种需要也有些牌号不含氮的，但必须保留较多的镍(约6%)，并常加入少量铜(2%)。
与
铬镍奥氏体不锈钢一样，铬锰奥氏体不锈钢碳含量也比较低，一般都在0.08%以下，但超低碳(≤0.03%)的牌号较少。
简单的铬锰氮钢只耐氧化性介质的腐蚀。
向钢中(特别是向铬锰镍氮钢中)加入钼和铜等元素可提高在多种非氧化性腐蚀环境中(如硫酸、尿素等)的耐蚀性，钼和铜的含量没有像铬镍奥氏体不锈钢中那样高，通常分别为3%和2%。
有时也加入少量铌或钒(<1%)以改善耐晶间腐蚀性能。
实际应用的牌号有：
(1)铬锰氮钢：0Cr18Mn15N。
(2)铬锰镍氮钢：0Cr18Ni3Mn13N，0Cr18Ni5Mn-9N，0Cr21Ni6Mn9N。
(3)含钼的铬锰氮钢：0Cr18Mn13Mo2N，0Cr-18Mn18MoN。
(4)含钼的铬锰镍氮钢：0Cr18Ni5Mn10Mo3N，0Cr20Ni6Mn9Mo2N，0Cr22Ni13Mn5Mo2VNbN。
(5)含铜的铬锰镍钢：0Cr17Ni5Mn6Cu，0Cr-17Ni6Mn6MoCu2。