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什么是奥氏体不锈钢?

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日期:2013-07-29 浏览:

什么是奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢的成分特点
奥氏体不锈钢牌号对比
奥氏体不锈钢牌成分
机械性能
生产工艺

什么是奥氏体不锈钢


     奥氏体不锈钢,是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化,如加入S,Ca,Se,Te等元素,则具有良好的易切削性。

奥氏体不锈钢的成分特点

     奥氏体不锈钢最基本的合金元素是铬和镍,代表性的牌号是含铬为18%左右、含镍为8%左右的铬一镍奥氏体不锈钢,常称为18 -8不锈钢。铬和镍的元素配比基本上保证了钢的组织是稳定的奥氏体。

     奥氏体不锈钢的发展很快,为了适应不同条件的需要,在原有的基础上,改变碳的含量或添加其他合金元素,赋予了这类不锈钢更优良的性能。

     (1)降低碳的含量或加人钛、铬元素,可提高耐晶间腐蚀性能,钛或铬的加人量有一定的要求,铜加人铬一镍奥氏体不锈钢中,会提高在硫酸中的耐腐蚀性,但加人某些铬一锰一氮不锈钢中时,可能会使产生晶间腐蚀的敏化温度范围扩大,出现晶间腐蚀的敏化时间缩短,而产生不利影响,在热处理或使用时应予以注意。

     (2)加人硅并提高铬、镍等元素的含量,可提高不锈钢在浓硝酸中的耐腐蚀性。

     (3)奥氏体不锈钢中加人铂或氮元素,可以提高在含有氛离子介质中的抗点腐蚀性能,以OCr18 NO和OCr17Ni12Mo2N两种奥氏体不锈钢比较,前者抗点蚀指数只为18,而后者的抗点蚀指数可达27, OCr17Ni12Mo2N抗点蚀能力远高于OCr18Ni9钢。

奥氏体不锈钢牌号对比

GB(中国) ASTM(美国) JIS(日本) DIN(德国)
1Cr17Ni7 301 SUS301 X12CrNi177
1Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi188
1Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS188
00Cr19Ni10 304L SUS304L X2CrNi189
0Cr17Ni12Mo2 316 SUS316 X5CrNiMo1810
00Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo1810
0Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi189
0Cr19Ni13Mo3 317 SUS317 X2CrNiMo1816
0Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi189

奥氏体不锈钢牌成分

在18-8型不锈钢的成分基础上演变,主要有以下几方面的重要发展:
1) 加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀
2) 降C或加Ti、Nb,减少晶间腐蚀倾向
3) 加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度
4) 加Ni改善抗应力腐蚀性能.
5) 加S、Se改善切削性和构件表面精度.

机械性能

20℃温度下高合金奥氏体不锈钢的机械性能
合金
ASTM
EN
钢种牌号
氮含量
屈服强度
抗拉强度
延伸率
     
GB
%
Rp0.2MPa
RmMPa
As%
316L
316L
1.4404
 
0.06
220
520
45
904L
NO8904
1.4539
00Cr20Ni25Mo4.5Cu
0.06
220
520
35
317LMN
317LMN
1.4439
 
0.15
270
580
40
254SMO
S31254
1.4547
00Cr20Ni18Mo6CuN
0.20
300
650
40
654SMO
S32654
1.4652
 
0.50
430
750
40
高温下高合金奥氏体不锈钢的强度(Rp0.2MPa)
合金
ASTM
EN
GB
氮含量%
100℃
200℃
400℃
316L
316L
1.4404
 
0.06
166
137
108
904L
N08904
1.4539
00Cr20Ni25Mo4.5Cu
0.06
225
175
125
317LMN
317LMN
1.4439
 
0.15
225
185
150
254SMO
S31254
1.4547
00Cr20Ni18Mo6CuN
0.20
230
190
160
654SMO
S32654
1.4652
 
0.50
350
315
295


生产工艺

     奥氏体不锈钢生产工艺性能良好,特别是铬镍奥氏体不锈钢,采用生产特殊钢的常规手段可以顺利地生产出各种常用规格的板、管、带、丝、棒材以及锻件和铸件。由于合金元素(特别是铬)含量高而碳含量又低,多采用电弧炉加氩氧脱碳(AOD)或真空脱氧脱碳(VOD)法大批量生产这类不锈钢材,对于高级牌号的小批量产品可采用真空或非真空非感应炉冶炼,必要时加电渣重熔。
     铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工,钢锭加热温度为1150~1260℃,变形温度范围一般为900~1150℃,含铜、氮以及用钛、铌稳定化的钢种偏靠低温,而高铬、钼钢种偏靠高温。由于导热差,保温时间应较长。热加工后工件空冷即可。铬锰奥氏体不锈钢热裂纹敏感性较强,钢锭开坯时要小变形、多道次,锻件宜堆冷。可以进行冷轧、冷拔和旋压等冷加工工艺和冲压、弯曲、卷边与折叠等成形操作。铬镍奥氏体不锈钢加工硬化倾向较铬锰钢弱,一次退火后冷变形量可以达到70%~90%,但铬锰奥氏体不锈钢由于变形抗力大,加工硬化倾向强,应增加中间软化退火次数。一般中间软化退火处理为1050~1100℃水冷。
     奥氏体不锈钢也可生产铸件。为了提高钢液的流动性,改善铸造性能,铸造钢种合金成分应有所调整:提高硅含量,放宽铬、镍含量的区间,并提高杂质元素硫的含量上限。
     奥氏体不锈钢使用前应进行固溶处理,以便最大限度地将钢中的碳化物等各种析出相固溶到奥氏体基体中,同时也使组织均匀化及消除应力,从而保证优良的耐蚀性和力学性能。正确的固溶处理制度为1050~1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处理温度视钢的合金化程度而定:无钼或低钼钢种应较低(≤1100℃),而更高合金化的牌号如00Cr20Ni18Mo-6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜较高(1080~1150℃)。
     生产中广泛采用先进技术,如炉外精炼率达到95%以上,连铸比超过80%,高速轧机和精、快锻机等普遍推广。特别是在冶炼和加工过程中实现电子计算机控制,保证了产品质量和性能的可靠和稳定。

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