按合金化方式,奧氏體不銹(xiu)鋼可分為鉻鎳奧氏體不銹鋼和鉻錳奧氏體不銹鋼,前者是奧氏體不銹鋼主體。鉻鎳奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能、優良的冷熱加工工藝性能和焊接性能,特別是在多種腐蝕介質中具有優良的耐蝕性能。另外,這種不銹(xiu)鋼還具有非鐵磁性和良好的低溫性能。因此,奧氏體不銹鋼獲得了最廣泛的應用。它的強度、硬度偏低,是它的不足之處。鉻錳氨(鉻錳鎳氨)奧氏體不銹鋼,除了鉻、錳外還有氮及適當的鎳,由于氮的固溶強化,這類不銹鋼可以達到相當高的強度。


  隨著(zhu)鉻、鎳(nie)含量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)變化和其(qi)他(ta)合(he)金元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)加入(ru),以(yi)及受熱處(chu)理或冷變形的(de)(de)(de)影響,在奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)基體(ti)(ti)(ti)上還會(hui)產生(sheng)其(qi)他(ta)相,如(ru)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)、馬氏(shi)體(ti)(ti)(ti)、碳(tan)化物、氮化物、金屬(shu)間(jian)相等。鉻當量(liang)(liang)(liang)和鎳(nie)當量(liang)(liang)(liang)決(jue)定(ding)不銹(xiu)鋼的(de)(de)(de)組(zu)織(zhi),當鉻當量(liang)(liang)(liang)偏高時,就會(hui)使(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中含有一定(ding)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)。這些少量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)可(ke)以(yi)明(ming)顯提高奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼耐(nai)晶間(jian)腐蝕(shi)和應力腐蝕(shi)破裂(lie)性(xing)能。


  鐵素體的(de)(de)出(chu)現也對奧氏(shi)體不銹鋼性(xing)(xing)能帶(dai)來(lai)不利(li)的(de)(de)影響,如熱加工產(chan)生裂(lie)紋(wen)的(de)(de)傾向(xiang)性(xing)(xing)增大、耐(nai)孔蝕性(xing)(xing)下降、耐(nai)尿素生產(chan)等腐蝕環境中的(de)(de)腐蝕性(xing)(xing)能下降、容易形成脆(cui)性(xing)(xing)相(xiang)等。


 大部分常用(yong)鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),自高溫(wen)驟冷到室(shi)(shi)溫(wen)所獲得的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)基(ji)體(ti)組織是(shi)亞穩定(ding)的(de),當繼續冷卻到室(shi)(shi)溫(wen)以(yi)下(xia)的(de)更低溫(wen)度,或在經(jing)受冷變(bian)形時,就有(you)一(yi)定(ding)量的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)轉(zhuan)變(bian)為(wei)馬(ma)氏(shi)體(ti)。奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中的(de)馬(ma)氏(shi)體(ti)有(you)兩種(zhong)形態:一(yi)種(zhong)是(shi)具有(you)體(ti)心立(li)方結構的(de)a'馬(ma)氏(shi)體(ti),呈鐵磁性;另一(yi)種(zhong)叫ε相,具有(you)密集立(li)方結構,為(wei)非(fei)鐵磁性。對于常用(yong)的(de)鉻(ge)鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang),如果只(zhi)是(shi)由于冷卻,即使冷到-196℃,也不(bu)(bu)(bu)會產生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)。但(dan)快冷到室(shi)(shi)溫(wen)特別是(shi)到低溫(wen)后再施(shi)以(yi)變(bian)形、則可能要產生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)。


 碳在高溫奧氏體中的溶解度是比較大的,當奧氏體鋼迅速冷卻到常溫時,碳的溶解度大大減小,使得碳以過飽和的形式固溶下來,若加熱到一定的溫度,并保溫足夠的時間,就會有碳化物析出。奧氏體不銹鋼中最常見的碳化物是M23C6型,其次有MC和M6C型。在不含鈦、鈮等強碳化物形成元素的奧氏體不銹鋼中,最主要的碳化物是M23C6M23C6中的M主要是鉻。M23C6具有復雜的面心立方結構,析出溫度范圍為400~950℃,最先析出的部位是鐵素體-奧氏體相界,往后依次是晶界、非共格李晶界及非金屬夾雜物邊界和共格李晶界、最后是晶內。降低含碳量,加入一些如鈦、鈮等強碳化物形成元素,優先在晶內形成顆粒狀的TiC、NbC,起穩定C作用,都會減少和減緩M23C6析出。另外氮的加入也會減緩M23C6的析出。金屬間相常見的σ相,將在以后專門介紹。


 鉻(ge)(ge)是奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)主要的(de)(de)合金元素,它是鋼(gang)中(zhong)的(de)(de)鐵素體(ti)形(xing)成元素。鉻(ge)(ge)對奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)性能(neng)(neng)影響最大的(de)(de)是耐(nai)蝕(shi)性能(neng)(neng)。奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)隨著鉻(ge)(ge)量增加(jia),耐(nai)硝酸等氧化(hua)性酸腐(fu)蝕(shi)和(he)高(gao)(gao)溫抗氧化(hua)、硫(liu)化(hua)性能(neng)(neng)提(ti)高(gao)(gao);在鎳以及鉬和(he)銅(tong)的(de)(de)復(fu)合作用下(xia)(xia),鉻(ge)(ge)的(de)(de)增加(jia)能(neng)(neng)提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)耐(nai)一些(xie)還原性介(jie)質(zhi)、有機(ji)物、尿素和(he)堿介(jie)質(zhi)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)性能(neng)(neng);鉻(ge)(ge)提(ti)高(gao)(gao)了鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)局(ju)部腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)性能(neng)(neng),如耐(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)、孔(kong)蝕(shi)、縫隙腐(fu)蝕(shi)以及某(mou)些(xie)條件下(xia)(xia)的(de)(de)應力腐(fu)蝕(shi)破裂性能(neng)(neng)。


 鎳(nie)(nie)(nie)是奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)主要的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形成元(yuan)素,通過增(zeng)(zeng)加(jia)鎳(nie)(nie)(nie)可以獲得完全奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織,使鋼(gang)具有(you)良好的(de)塑韌(ren)性(xing)和低溫韌(ren)性(xing),并且具有(you)優良的(de)冷熱加(jia)工工藝性(xing)能(neng)(neng)(neng)和焊接性(xing)能(neng)(neng)(neng);鎳(nie)(nie)(nie)提(ti)高(gao)了奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)表面膜的(de)穩(wen)定性(xing),增(zeng)(zeng)加(jia)了抗高(gao)溫氧化性(xing)能(neng)(neng)(neng);隨鎳(nie)(nie)(nie)量提(ti)高(gao),耐氯化物應(ying)力腐(fu)蝕破裂性(xing)能(neng)(neng)(neng)和耐還(huan)原性(xing)酸(suan)的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)增(zeng)(zeng)加(jia)。


 氮是(shi)非常強烈的(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形成元素。氮正日益成為奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中的(de)(de)重要(yao)合金元素,氮的(de)(de)作用除代替(ti)部分(fen)(fen)昂貴的(de)(de)鎳外,主(zhu)要(yao)是(shi)作為固溶強化(hua)(hua)元素提高奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)強度,而并(bing)不(bu)顯著降低(di)鋼(gang)(gang)的(de)(de)塑韌性(xing);氮提高奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐晶間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕性(xing)能。近年來,用氮合金化(hua)(hua)的(de)(de)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)研(yan)究開發取得了較(jiao)大的(de)(de)進展,目前應用的(de)(de)含氮奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)可分(fen)(fen)為控氮型(N=0.05%~0.10%)、中氮型(N=0.10%~0.40%)和高氮型(N大于(yu)0.4%)三種(zhong)。


 鉬(mu)是鋼(gang)中的(de)(de)鐵素體形成(cheng)元素,隨鉬(mu)量的(de)(de)加人(ren)和(he)提高(gao),附(fu)還原性(xing)酸(suan)(suan)和(he)耐(nai)孔蝕(shi)、縫隙腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能增(zeng)加,鉬(mu)還能提高(gao)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)強度。鋼(gang)中含(han)銅能顯著提高(gao)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)還原性(xing)介質的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能,如(ru)耐(nai)硫酸(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能,特(te)別是鉬(mu)、銅復合合金化時(shi),效果更獎(jiang)出(chu)。硅(gui)能增(zeng)加鋼(gang)的(de)(de)抗(kang)高(gao)溫(wen)(wen)氧化性(xing)能;一定的(de)(de)含(han)硅(gui)量,對提高(gao)奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)耐(nai)氯化物應力腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)、耐(nai)濃硝(xiao)酸(suan)(suan)和(he)濃硫酸(suan)(suan)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi),如(ru)含(han)硅(gui)量在(zai)4%時(shi),可耐(nai)發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi);硅(gui)對硝(xiao)酸(suan)(suan)級(ji)、尿素級(ji)不銹(xiu)鋼(gang)是非(fei)常有害的(de)(de),必須嚴格(ge)控(kong)制(zhi)。