奧氏體不銹鋼是克服馬氏體不銹鋼耐蝕性不足以及鐵素體脆性大而發展起來的鋼種。以鉻和鎳為主要合金元素的奧氏體不銹鋼耐蝕性高,而且塑性好,易于加工成形,具有良好的可焊性、低溫韌性和無磁性等性能,是最重要的也是目前應用最廣泛的不銹耐酸鋼,約占不銹鋼總產量2/3。鋼號也最多,當今我國常用奧氏體不銹鋼的牌號就有40多個,并已有33個牌號納入國家標準。
這類(lei)鋼的基(ji)本成分是18%~25%鉻,8%~20鎳(nie),低碳(tan)(tan),也含有(you)(you)少量的銅、鈮、鈦等。由于鋼中含有(you)(you)較多(duo)的鉻、鎳(nie)元素,因而可(ke)使其在(zai)室(shi)(shi)溫下具有(you)(you)奧氏(shi)體組(zu)織(zhi)。當鋼中碳(tan)(tan)含量極低時,在(zai)室(shi)(shi)溫呈單(dan)相(xiang)奧氏(shi)體組(zu)織(zhi)。
按照(zhao)維持合金(jin)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)所采取的合金(jin)化(hua)方(fang)式(shi),奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)可分為鉻鎳(nie)(nie)(nie)不(bu)(bu)銹鋼(gang)和鉻錳(meng)不(bu)(bu)銹鋼(gang)兩大系(xi)列。前(qian)者以鎳(nie)(nie)(nie)為主(zhu)要奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)元(yuan)素,是奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)的主(zhu)體(ti)(ti)(ti)(ti);后(hou)者的奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)化(hua)元(yuan)素除錳(meng)之(zhi)外,還有氮(dan),并常常含有適量的鎳(nie)(nie)(nie),因此(ci)這一系(xi)列多被稱為鉻錳(meng)氮(dan)不(bu)(bu)銹鋼(gang)或鉻鎳(nie)(nie)(nie)氮(dan)不(bu)(bu)銹鋼(gang)。
與鐵素體、馬氏體不銹鋼及鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼相比,鉻鎳奧氏體不銹鋼在多種腐蝕介質中具有優秀的耐蝕性,并且綜合力學性能良好,同時工藝性能和可焊性能優良,因而在多種化學加工及輕工等領域獲得最廣泛的應用。奧氏體不銹鋼的非鐵磁性和良好的低溫韌性也進一步擴大了其應用范圍,但是鉻鎳奧氏體不銹鋼強度、硬度偏低,不宜用于承受較重負荷及對硬度和耐磨性有要求的設備或部件。而鉻錳氮(鉻錳鎳氮)奧氏體不銹鋼由于氮的固溶強化可以達到相當高的強度,適宜用于承受較重負荷而耐蝕性要求不太高的設備構件。
若奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)中含(han)(han)碳(tan)量(liang)較高,緩冷后,組織中會(hui)出(chu)現少量(liang)的碳(tan)化鉻(ge)(ge)。隨著(zhu)含(han)(han)碳(tan)量(liang)增加,碳(tan)化鉻(ge)(ge)量(liang)增加,從而減少了(le)奧(ao)氏(shi)體(ti)中的鉻(ge)(ge)含(han)(han)量(liang),使鋼(gang)成為兩相,嚴重地削(xue)弱了(le)鋼(gang)的耐蝕性。因此工業上用的鎳鉻(ge)(ge)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的含(han)(han)碳(tan)量(liang)均較低。其含(han)(han)碳(tan)量(liang)一般(ban)控制(zhi)在(zai)0.1%左右(you),有的甚至控制(zhi)在(zai)0.03%以下。
1. 奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)的主(zhu)要缺點如(ru)下(xia):
1. 不能(neng)熱處理(li)強化
這類鋼(gang)經(jing)固溶處理后(hou)強(qiang)度(du)很低,為了提(ti)(ti)高(gao)其強(qiang)度(du)可以進(jin)行冷變(bian)形(xing),劇烈的(de)冷變(bian)形(xing)能使鋼(gang)的(de)強(qiang)度(du)大大提(ti)(ti)高(gao)。這是由于加工硬化和(he)形(xing)變(bian)誘(you)發馬氏體(ti)轉變(bian)所致,但塑性(xing)和(he)抗蝕性(xing)顯(xian)著(zhu)降低。
2. 切削(xue)加工性很差
這(zhe)類鋼加工(gong)硬(ying)化現象很嚴重,是切削強度顯著(zhu)增(zeng)加。另外熱導(dao)率很低,使(shi)刀具(ju)溫度迅速升高(gao)。而且(qie)韌性很大,使(shi)切削不(bu)易剝離,從而縮(suo)短了刀具(ju)壽命(ming),增(zeng)加了加工(gong)工(gong)時,降低了零件表(biao)面的(de)光潔度。
3. 奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼存在晶間腐蝕問題
當溫(wen)度升高到(dao)(dao)450℃~800℃時,會從飽和的奧氏體中(zhong)嚴晶(jing)界產生貧鉻(ge)區。當析出時間不太長時,由(you)于鉻(ge)的擴散速(su)度較慢(man),貧鉻(ge)區得(de)不到(dao)(dao)恢復,使晶(jing)界附件的鉻(ge)含量低于11.7%,因而耐蝕性能(neng)顯(xian)著下(xia)降(jiang)。