按合金化方式,奧氏體不銹鋼(gang)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(bu)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。


  隨著鉻(ge)、鎳含量(liang)(liang)的(de)(de)變(bian)(bian)化和其他合金元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)加入,以及受(shou)熱處理或冷變(bian)(bian)形的(de)(de)影響,在(zai)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)基體(ti)上還會(hui)產生其他相(xiang),如鐵(tie)素(su)(su)體(ti)、馬(ma)氏(shi)體(ti)、碳化物、氮化物、金屬間相(xiang)等。鉻(ge)當量(liang)(liang)和鎳當量(liang)(liang)決定不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)組織(zhi),當鉻(ge)當量(liang)(liang)偏高時,就會(hui)使奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)中含有一定量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)。這些少量(liang)(liang)的(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)可以明顯提(ti)高奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)耐晶間腐蝕(shi)和應力腐蝕(shi)破裂(lie)性能。


  鐵素體的(de)出現(xian)也(ye)對(dui)奧氏體不(bu)銹鋼性(xing)(xing)(xing)能(neng)帶(dai)來不(bu)利的(de)影(ying)響(xiang),如(ru)熱(re)加(jia)工產(chan)生裂(lie)紋的(de)傾(qing)向性(xing)(xing)(xing)增大、耐孔蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)下(xia)降、耐尿素生產(chan)等(deng)腐蝕(shi)環境中的(de)腐蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)能(neng)下(xia)降、容易形成脆性(xing)(xing)(xing)相等(deng)。


 大部分常用(yong)鉻(ge)鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼,自高溫(wen)(wen)驟冷(leng)到(dao)室(shi)溫(wen)(wen)所獲得(de)的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)基體(ti)組織是(shi)亞穩定(ding)的(de)(de),當繼(ji)續冷(leng)卻(que)到(dao)室(shi)溫(wen)(wen)以(yi)下的(de)(de)更低(di)溫(wen)(wen)度,或在經受冷(leng)變(bian)(bian)形時,就(jiu)有一定(ding)量的(de)(de)奧氏(shi)(shi)體(ti)轉變(bian)(bian)為馬氏(shi)(shi)體(ti)。奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)馬氏(shi)(shi)體(ti)有兩種形態:一種是(shi)具有體(ti)心立(li)方結(jie)構的(de)(de)a'馬氏(shi)(shi)體(ti),呈鐵磁性(xing);另(ling)一種叫ε相,具有密集立(li)方結(jie)構,為非鐵磁性(xing)。對于常用(yong)的(de)(de)鉻(ge)鎳奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼,如果只是(shi)由于冷(leng)卻(que),即使冷(leng)到(dao)-196℃,也不會產生(sheng)馬氏(shi)(shi)體(ti)。但快冷(leng)到(dao)室(shi)溫(wen)(wen)特別是(shi)到(dao)低(di)溫(wen)(wen)后再(zai)施以(yi)變(bian)(bian)形、則可能要產生(sheng)馬氏(shi)(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。


 鉻是奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)主要(yao)的(de)合(he)金元(yuan)素(su),它是鋼(gang)(gang)中的(de)鐵素(su)體形成元(yuan)素(su)。鉻對奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)性(xing)能(neng)影響最大(da)的(de)是耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng)。奧(ao)氏體不(bu)銹鋼(gang)(gang)隨著鉻量增(zeng)加,耐(nai)硝(xiao)酸等氧(yang)化性(xing)酸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)和(he)高溫抗氧(yang)化、硫化性(xing)能(neng)提高;在鎳以及鉬和(he)銅的(de)復合(he)作用下,鉻的(de)增(zeng)加能(neng)提高鋼(gang)(gang)耐(nai)一些(xie)還原性(xing)介質(zhi)、有機物、尿素(su)和(he)堿介質(zhi)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)能(neng);鉻提高了鋼(gang)(gang)的(de)耐(nai)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)性(xing)能(neng),如耐(nai)晶(jing)間(jian)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)、孔(kong)蝕(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)以及某些(xie)條件下的(de)應力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)破(po)裂性(xing)能(neng)。


 鎳是奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)主要的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形成(cheng)元素,通過增(zeng)加鎳可以獲得完(wan)全(quan)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),使鋼(gang)具(ju)有良好的(de)(de)塑韌性(xing)(xing)和(he)低(di)溫(wen)韌性(xing)(xing),并且具(ju)有優良的(de)(de)冷熱加工工藝性(xing)(xing)能(neng)和(he)焊接(jie)性(xing)(xing)能(neng);鎳提高(gao)了(le)(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)表面膜(mo)的(de)(de)穩定性(xing)(xing),增(zeng)加了(le)(le)抗高(gao)溫(wen)氧(yang)化性(xing)(xing)能(neng);隨(sui)鎳量提高(gao),耐氯化物(wu)應力(li)腐蝕破裂性(xing)(xing)能(neng)和(he)耐還原性(xing)(xing)酸的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)增(zeng)加。


 氮(dan)(dan)是非常強(qiang)烈的(de)(de)(de)奧氏(shi)體形成元素(su)(su)。氮(dan)(dan)正日益成為奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中的(de)(de)(de)重要合(he)金元素(su)(su),氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)作(zuo)用除(chu)代替部分昂貴的(de)(de)(de)鎳(nie)外,主要是作(zuo)為固溶(rong)強(qiang)化元素(su)(su)提(ti)高奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)強(qiang)度,而并(bing)不顯著降低鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)塑(su)韌性;氮(dan)(dan)提(ti)高奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)晶(jing)間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕性能。近(jin)年來,用氮(dan)(dan)合(he)金化的(de)(de)(de)奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)研(yan)究開發取得了(le)較大的(de)(de)(de)進展,目前應用的(de)(de)(de)含氮(dan)(dan)奧氏(shi)體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)可分為控氮(dan)(dan)型(xing)(N=0.05%~0.10%)、中氮(dan)(dan)型(xing)(N=0.10%~0.40%)和高氮(dan)(dan)型(xing)(N大于(yu)0.4%)三種。


 鉬(mu)(mu)是(shi)鋼(gang)中的(de)鐵(tie)素體(ti)形(xing)成元素,隨(sui)鉬(mu)(mu)量的(de)加人(ren)和(he)(he)提高(gao),附還(huan)原性(xing)(xing)酸和(he)(he)耐孔蝕(shi)、縫(feng)隙腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)增加,鉬(mu)(mu)還(huan)能(neng)提高(gao)奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)高(gao)溫強(qiang)度。鋼(gang)中含(han)銅(tong)能(neng)顯著提高(gao)奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)耐還(huan)原性(xing)(xing)介(jie)質的(de)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),如耐硫(liu)酸、磷(lin)酸腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng),特別(bie)是(shi)鉬(mu)(mu)、銅(tong)復合(he)合(he)金(jin)化時,效果更獎出。硅(gui)能(neng)增加鋼(gang)的(de)抗高(gao)溫氧化性(xing)(xing)能(neng);一定的(de)含(han)硅(gui)量,對(dui)提高(gao)奧氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)耐氯化物應力腐(fu)蝕(shi)、耐濃硝酸和(he)(he)濃硫(liu)酸的(de)腐(fu)蝕(shi),如含(han)硅(gui)量在4%時,可耐發煙硝酸腐(fu)蝕(shi);硅(gui)對(dui)硝酸級(ji)(ji)、尿素級(ji)(ji)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)是(shi)非(fei)常有(you)害(hai)的(de),必須嚴格控制(zhi)。