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。
這類鋼(gang)的基本成分是(shi)18%~25%鉻,8%~20鎳,低碳(tan)(tan),也含有(you)少量(liang)的銅、鈮、鈦(tai)等。由于鋼(gang)中(zhong)含有(you)較多的鉻、鎳元素,因而可使其在(zai)室溫下具有(you)奧氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)。當鋼(gang)中(zhong)碳(tan)(tan)含量(liang)極(ji)低時,在(zai)室溫呈(cheng)單相(xiang)奧氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)。
按(an)照維持合(he)金奧氏(shi)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)所采(cai)取的(de)合(he)金化方式,奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)可分為鉻鎳(nie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和鉻錳不(bu)銹鋼(gang)(gang)兩大系(xi)列。前者以鎳(nie)為主要奧氏(shi)體(ti)(ti)化元素(su),是奧氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)主體(ti)(ti);后者的(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)化元素(su)除錳之(zhi)外,還有氮(dan)(dan),并常常含有適量的(de)鎳(nie),因(yin)此這一系(xi)列多(duo)被(bei)稱為鉻錳氮(dan)(dan)不(bu)銹鋼(gang)(gang)或鉻鎳(nie)氮(dan)(dan)不(bu)銹鋼(gang)(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。
若奧氏(shi)(shi)體不銹鋼中(zhong)(zhong)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)較高,緩冷后,組(zu)織中(zhong)(zhong)會(hui)出現(xian)少量(liang)(liang)的(de)碳(tan)化鉻。隨(sui)著含(han)碳(tan)量(liang)(liang)增加(jia),碳(tan)化鉻量(liang)(liang)增加(jia),從而減少了奧氏(shi)(shi)體中(zhong)(zhong)的(de)鉻含(han)量(liang)(liang),使(shi)鋼成(cheng)為兩相,嚴重地削(xue)弱了鋼的(de)耐蝕性。因此工(gong)業上用的(de)鎳鉻奧氏(shi)(shi)體不銹鋼的(de)含(han)碳(tan)量(liang)(liang)均較低。其含(han)碳(tan)量(liang)(liang)一般(ban)控(kong)(kong)制在0.1%左右,有的(de)甚至控(kong)(kong)制在0.03%以下。
1. 奧氏體不(bu)銹鋼的主要(yao)缺點如下:
1. 不能(neng)熱處(chu)理強(qiang)化
這(zhe)類鋼經固溶處(chu)理后強度很低,為了提(ti)高(gao)其強度可以(yi)進行冷變形,劇烈的冷變形能使(shi)鋼的強度大大提(ti)高(gao)。這(zhe)是由(you)于加(jia)工硬化和形變誘發馬氏體轉(zhuan)變所致,但塑性和抗(kang)蝕(shi)性顯著降低。
2. 切削(xue)加工性很差
這類鋼加(jia)(jia)工硬化現象很嚴重,是切(qie)(qie)削強度顯著增加(jia)(jia)。另(ling)外熱導(dao)率(lv)很低(di),使刀(dao)具溫度迅速(su)升高。而(er)且韌性很大,使切(qie)(qie)削不易剝(bo)離,從而(er)縮短了(le)(le)刀(dao)具壽命,增加(jia)(jia)了(le)(le)加(jia)(jia)工工時,降低(di)了(le)(le)零件表面的光潔度。
3. 奧氏(shi)體不銹(xiu)鋼存在晶間腐蝕問題(ti)
當(dang)溫度升高到(dao)450℃~800℃時(shi),會從飽和的(de)奧氏體中嚴晶界(jie)產生貧(pin)鉻區(qu)。當(dang)析出時(shi)間不太長時(shi),由(you)于鉻的(de)擴散速(su)度較慢,貧(pin)鉻區(qu)得不到(dao)恢復,使(shi)晶界(jie)附件的(de)鉻含量低(di)于11.7%,因(yin)而(er)耐(nai)蝕性能顯著下降。