元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响
铁素体含量(δ%)对不锈钢性能的影响
铁素体含量(δ%)对不锈钢性能的影响一、铁素体（δ）的概述--------------------1.1 不锈钢具有较好的耐蚀性、耐热性、耐低温性及良好的易成形性和优异的可焊接性，是不锈钢系列材料中重要的一类，其产量约占不锈钢总产量的60%。
不锈钢阀门主体材料几乎全部采用奥氏体不锈钢，而阀门行业对奥氏体不锈钢的认识水平，还仅涉及其化学成分和力学性能方面。
但是对一些石油化工重要工程中，都对奥氏体不锈钢焊接母材和焊缝中的铁素体含量进行了规定，正常在5%～15%。
Fe-C相图1.2 铁素体的作用具有双重性，奥氏体不锈钢母材和焊材中一定数量的铁素体对防止焊接热裂纹, 提高焊缝抗晶间腐蚀和应力腐蚀能力都有十分重要的作用, 同时，铸件中一定数量的铁素体(5%～20%)对防止铸造热裂纹，提高铸件力学性能也都是有利的。
在一些特定的环境，如高温、超低温以及选择腐蚀环境，应控制其不利作用。
为此，研究奥氏体不锈钢中铁素体的作用, 掌握铁素体的调控原理、测量和计算方法, 对研制和开发不锈钢产品具有十分重要的意义。
铁素体金相组织图二、铁素体对奥氏体钢性能的影响--------------------2.1 铁素体在奥氏体不锈钢中的作用是十分重要的，对阀门来讲，最重要的方面是对焊接性能的影响，其次是对材料耐腐蚀性能、力学性能和加工性能的影响。
不锈钢按晶体结构分为奥氏体、铁素体和马氏体。
奥氏体是面心立方晶体结构，无磁性。
铁素体和马氏体是体心立方晶体结构，有磁性。
2.1.1 其实奥氏体不锈钢，并不表明其组织结构必须是100%的奥氏体。
在不锈钢阀门和零件验收时，常可见到用磁铁来吸引被检测产品，若出现有弱磁性就以此认为产品存在质量问题，其实这是对奥氏体不锈钢的一种误解。
2.1.2 奥氏体不锈钢的焊缝区由于其特定冷却结晶条件，熔池体积很小，焊缝金属的晶体是以熔池底部及边缘，沿着母材半熔化区残留的晶体外延生长的，结晶速度起初很慢，但在焊缝中心区很快，这样焊缝金属冷却结晶是在不平衡热力学条件下快速形成的。
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是一种常用的不锈钢材料，其具有优异的耐腐蚀性能和良好的加工性能。
元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响十分重要，下面将详细介绍不同元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响。
1.镍（Ni）：镍对奥氏体不锈钢的影响非常显著。
适量添加镍可以提高奥氏体不锈钢的强度、塑性和耐腐蚀性能。
镍可以稳定奥氏体相并抑制铁素体相的形成，从而提高材料的耐蚀性和力学性能。
高镍含量的奥氏体不锈钢具有良好的耐高温和耐腐蚀性能，适用于化工、航空航天等领域。
2.铬（Cr）：铬是不锈钢的主要合金元素，对奥氏体不锈钢的影响也非常显著。
铬可以形成致密的氧化铬层，保护不锈钢材料不受腐蚀。
适量添加铬可以提高奥氏体不锈钢的耐蚀性能，特别是在酸性环境和氯化物环境中的耐蚀性。
此外，铬还能提高奥氏体不锈钢的强度和硬度，延长材料的使用寿命。
3.碳（C）：碳是奥氏体不锈钢的强化元素，适量的碳含量可以提高材料的强度和硬度。
但过高的碳含量会降低耐蚀性能，容易发生晶间腐蚀。
因此在奥氏体不锈钢中，碳含量一般低于0.08%，以保证良好的耐蚀性能。
4.锰（Mn）：锰是奥氏体不锈钢的合金元素之一，可以提高材料的强度和硬度。
适量的锰添加也可以改善耐蚀性能，但过高的锰含量会降低材料的塑性。
5.氮（N）：适量的氮含量可以有效提高奥氏体不锈钢的强度和硬度，同时还能改善材料的耐蚀性能。
氮会强化奥氏体相，提高材料的塑性和韧性。
除了上述主要元素外，还有一些其他合金元素也对奥氏体不锈钢的性能有影响。
例如钼（Mo）可以提高奥氏体不锈钢的耐蚀性，特别是在高温环境下的耐蚀性。
钛（Ti）和铌（Nb）可以防止晶间腐蚀，改善奥氏体不锈钢的焊接性。
硅（Si）可以提高奥氏体不锈钢的强度和耐蚀性能。
总之，不同元素的含量对奥氏体不锈钢的性能有明显的影响。
合理调控元素含量可以提高奥氏体不锈钢的强度、硬度、塑性和耐蚀性能，使其适应不同环境和工程应用的需求。
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。
奥氏体不锈钢晶粒度
奥氏体不锈钢晶粒度一、奥氏体不锈钢概述奥氏体不锈钢是一种具有良好耐腐蚀性和力学性能的不锈钢，其主要成分为铁、铬、镍等元素。
在我国，奥氏体不锈钢被广泛应用于化工、建筑、食品等行业。
了解奥氏体不锈钢的晶粒度对其性能的影响，对指导生产实践具有重要意义。
二、晶粒度的影响因素1.化学成分奥氏体不锈钢的晶粒度主要受化学成分的影响。
其中，铬、镍等元素的含量对晶粒度的形成有重要作用。
铬能提高奥氏体不锈钢的耐腐蚀性，而镍则有助于改善晶粒度。
合理调整化学成分，可以有效提高奥氏体不锈钢的晶粒度。
2.热处理工艺热处理工艺是影响奥氏体不锈钢晶粒度的关键因素。
适当的热处理可以促使晶粒细化，提高不锈钢的性能。
常见的奥氏体不锈钢热处理工艺包括固溶处理、时效处理等。
3.冷却速度冷却速度也是影响奥氏体不锈钢晶粒度的重要因素。
冷却速度过快，容易导致晶粒长大；冷却速度过慢，晶粒度细化效果不佳。
因此，在生产过程中，控制合适的冷却速度对提高晶粒度至关重要。
三、晶粒度对奥氏体不锈钢性能的影响1.力学性能奥氏体不锈钢的晶粒度对其力学性能有很大影响。
晶粒度越细，不锈钢的抗拉强度、屈服强度等力学性能指标越好。
此外，细晶奥氏体不锈钢具有较好的延展性、韧性和耐磨性。
2.耐腐蚀性晶粒度对奥氏体不锈钢的耐腐蚀性也有很大影响。
晶粒度越细，不锈钢表面的钝化膜越致密，耐腐蚀性越好。
在腐蚀环境下，细晶奥氏体不锈钢具有更长的使用寿命。
四、提高奥氏体不锈钢晶粒度的方法1.合理调整化学成分通过调整铬、镍等元素的含量，可以有效提高奥氏体不锈钢的晶粒度。
在生产过程中，可以根据实际需求合理搭配化学成分，以达到优化晶粒度的目的。
2.优化热处理工艺优化奥氏体不锈钢的热处理工艺，可以促使晶粒细化。
例如，采用合适的固溶处理温度和保温时间，能使晶粒得到有效细化。
3.控制冷却速度在生产过程中，控制合适的冷却速度对提高奥氏体不锈钢的晶粒度至关重要。
通过调整冷却速度，可以有效避免晶粒长大，实现细晶目的。
各种化学元素对钢材性能的影响
各种化学元素对钢材性能的影响展开全文①碳(C)碳是仅次于铁的主要元素，它直接影响钢材的强度、塑性、韧性和焊接性能等。
当钢中含碳量在0.8%以下时，随着含碳量的增加，钢材的强度和硬度提高，而塑性和韧性降低；但当含碳量在1.0%以上时，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。
随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0.3%的钢材，可焊性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。
②硅(Si)硅是一种脱氧剂，其脱氧作用比锰强，是钢中的有益元素。
硅含量较低时，能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响，但是当硅含量超过0.8%~1.0%时，则塑性下降，特别是冲击韧性显著降低。
含硅量在1%~4%的低碳钢，具有极高的导磁性能，常用于电器工业和矽钢片。
但随着硅含量的增加，会降低钢的焊接性能。
③锰(Mn)锰是作为脱氧除硫的元素加入钢中的，是钢中的有益元素。
锰具有很强的脱氧去硫能力，它可以和硫结合形成MnS，从而在相当大程度上消除硫的有害影响，显著改善钢材的热加工性能。
同时，锰对碳素钢的力学性能有良好影响，它能提高钢材的硬度、强度和耐磨性。
锰含量小于0.8%，能在保持（或只略降）原有的塑性及冲击韧性的条件下，大幅度提高碳素钢的屈服极限及强度极限。
锰对钢的焊接性能也有影响。
在含锰量很低时，锰主要起消除热脆性的作用，此时锰对焊接性能的影响，特别是在硫含量略高时，是有益的；但在含锰量远远超过消除热脆性所必需的含量时，多余的锰会显著增加奥氏体的过冷能力，这时锰主要起增加冷裂纹形成的作用，会使得钢的焊接性能变差。
④磷(P)磷是钢中难去除的有害杂质，会引起钢的冷脆性增加并损坏钢的焊接性能。
造成“冷脆”的原因是磷会形成硬脆化合物Fe2P。
另外磷能提高切削性能和抗蚀性，故在易切削或耐候钢中可适当增加磷含量。
⑤硫(S)硫主要来自炼钢原料，炼钢时难以除尽。
硫在钢中是以硫化物夹杂形式存在，对钢的塑性、韧性、焊接性能、厚度方向性能、疲劳性能和耐腐蚀性都有不利影响。
不锈钢301usu化学成分
不锈钢301usu化学成分
不锈钢301是一种常见的不锈钢材料，其化学成分对其性能和特性具有重要影响。
本文将详细介绍不锈钢301的化学成分及其对材料性能的影响。
不锈钢301是一种奥氏体不锈钢，其主要成分包括铬（Cr）、镍（Ni）、锰（Mn）以及其他少量的元素如碳（C）、硅（Si）、磷（P）和硫（S）。
其中，铬是不锈钢中最主要的合金元素，其含量一般在16-18%之间。
铬的存在使得不锈钢301具有优异的耐腐蚀性能，能够在潮湿环境中抵抗氧化和腐蚀。
镍的含量也对不锈钢301的性能产生重要影响。
镍的添加可以提高不锈钢的抗腐蚀性能，并增强其耐高温性能。
不锈钢301中的镍含量一般在6-8%之间。
锰是一种重要的合金元素，对不锈钢301的强度和硬度具有显著影响。
适量的锰添加可以提高不锈钢的强度，并增加其冷加工性能。
不锈钢301中的锰含量一般在2%左右。
碳、硅、磷和硫等元素的含量也对不锈钢301的性能产生一定影响。
碳的含量控制在0.15%以下可以保证不锈钢的良好焊接性，同时也能提高不锈钢的强度。
硅的含量一般在1%以下，主要起到增加不锈钢的强度和耐腐蚀性的作用。
磷和硫的含量应尽量控制在较低水平，以免对不锈钢的冷加工性能和耐腐蚀性能产生不利影响。
不锈钢301的化学成分对其性能和特性具有重要影响。
合理控制和调整不锈钢301的化学成分，可以使其具有良好的耐腐蚀性、强度和硬度，以满足不同工程和应用的需求。
在实际应用中，根据具体需求选择合适的不锈钢301材料，并根据其化学成分进行相应的加工和处理，以保证其性能和质量的稳定和可靠性。
元素对奥氏体不锈钢的影响
元素对奥氏体不锈钢的影响奥氏体不锈钢是一种具有良好耐蚀性和高强度的金属材料，由于其良好的性能，被广泛应用于航空、化工、汽车、医疗器械等诸多领域。
而元素的添加对奥氏体不锈钢的性能具有重要影响。
以下将从锰、铬、镍、钼等元素的添加对奥氏体不锈钢的影响进行详细讨论。
首先是锰元素。
锰元素可以增加奥氏体不锈钢的机械性能，并且能提高它的弹性模量。
锰元素的添加还可以改善材料的抗凝固碳化物能力，减少碳枝晶的形成，从而提高晶粒细化效果。
此外，锰元素还能提高奥氏体不锈钢对酸和硫化物的抵抗能力。
其次是铬元素。
铬是奥氏体不锈钢最主要的合金元素，对其性能影响最大。
铬元素的添加可以增强奥氏体不锈钢的抗氧化性能，形成具有耐蚀性的氧化膜，从而提高其耐腐蚀性。
此外，铬元素还可以提高奥氏体不锈钢的硬度和强度，改善其机械性能。
铬元素的添加还会使奥氏体不锈钢的热膨胀系数降低，提高了其热稳定性。
再次是镍元素。
镍元素是一种强烈的钢铁元素，对奥氏体不锈钢具有显著的影响。
镍元素的添加可以提高奥氏体不锈钢的韧性和冲击韧性，使其具有优异的机械性能。
此外，镍元素还可以降低奥氏体不锈钢的临界过冷度，改善其焊接性能。
镍元素还可以提高奥氏体不锈钢的耐蚀性，增强其抵抗酸和碱腐蚀的能力。
最后是钼元素。
钼元素的添加可以显著提高奥氏体不锈钢的耐蚀性能和抗点蚀性能。
钼元素对于氯离子介质的耐蚀性尤为重要。
此外，钼元素的添加还可以提高奥氏体不锈钢的高温强度和高温耐腐蚀性。
综上所述，元素的添加对奥氏体不锈钢的性能具有重要影响。
锰、铬、镍和钼元素的添加可以提高奥氏体不锈钢的耐蚀性能、机械性能和高温性能。
因此，在设计和制造奥氏体不锈钢时，合理选择和控制元素成分，可以使材料具有更好的性能和更广泛的应用前景。
奥氏体不锈钢不锈原理
奥氏体不锈钢不锈原理
奥氏体不锈钢是一种不锈钢材料，其不锈原理是在其晶格中含有足够的铬元素，并且还有适量的镍元素。
这些元素的存在可以让奥氏体不锈钢在大气中或在一些特定环境下形成一层坚固且致密的铬氧化物膜，即钝化膜。
这层膜能够有效地隔离内部金属与外界环境之间的接触，从而防止氧、水和其他氧化剂的侵蚀。
奥氏体不锈钢中的铬元素是非常重要的，因为铬元素可以与氧结合形成氧化铬，这是一种非常稳定的氧化物。
当铬含量达到10.5%以上时，奥氏体不锈钢才能具备良好的抗腐蚀性能。
此外，适量的镍元素可以使奥氏体不锈钢具备更好的耐酸性和耐碱性。
当奥氏体不锈钢表面破损或受到机械划伤时，新鲜的金属表面会立即与氧气发生反应形成氧化铬膜。
这层膜可以防止进一步的氧化反应发生，并通过自修复能力修复表面的损伤，从而保护金属免受进一步腐蚀的侵害。
总的来说，奥氏体不锈钢能够保持其不锈的原因是其内部含有适量的铬和镍元素，形成了一层稳定而致密的钝化膜，它能够抵御氧、水和其他氧化剂的侵蚀，同时具备自修复能力，使得奥氏体不锈钢具备了出色的耐腐蚀性能。
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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。