早在1909~1912年間,最初的Cr18Ni8(習慣常稱為18-8)奧氏體不銹鋼(gang)獲得專利權。1912~1920年間相繼開始工業生產。經典的(或稱第一代)18-8鋼,含鉻約18%左右,添加有形成和穩定奧氏體的主要元素鎳約8~10%,碳含量也較高。經1100℃左右固溶淬火處理后,室溫下可獲得純奧氏體組織。它是奧氏體型不銹鋼最基本最典型的代表鋼種,其它奧氏體不銹鋼均是在其基礎上發展起來的。至今仍在大量生產的有,我國GB1Cr18Ni9和低碳0Cr19Ni9(依次相當美國AISI 302不銹鋼和304不銹(xiu)鋼)等鋼。后來,為克服晶間腐蝕敏感性,發展了穩定化奧氏體不銹鋼(第二代),如我國產量最大應用最普及的GB1Cr18Ni9Ti(相當蘇聯ЭЯ1T)鋼和超低碳奧氏體不銹鋼(第三代),如我國GB 00Cr19Ni11(相當美國AISI 304L不銹(xiu)鋼)等鋼。應當說明,目前通常泛稱的18-8(型)鋼,已不局限于經典的第一代18-8鋼。一般來說,它包括了不同等級碳含量或添加鈦等穩定化元素的18-8奧氏體不銹鋼。此外,在18-8鋼基礎上添加2%左右鉬的奧氏體不銹鋼,也常稱作18-8Mo鋼,如我國GB 0Cr18Ni12Mo2Ti、00Cr17Ni14Mo2(相當AISI 316L不銹鋼)鋼等。這些18-8類鋼均屬常用(或通用)的大量生產的基本鋼種。
為獲得純(單一或(huo)完全(quan))奧氏(shi)體(ti)(ti)組織和改善耐蝕性能,在(zai)提高(gao)鉻、鉬等(deng)(deng)鐵素(su)體(ti)(ti)形成元素(su)的(de)同時(shi),必須相應增加鎳(nie)等(deng)(deng)奧氏(shi)體(ti)(ti)形成元素(su)的(de)含量。對具(ju)體(ti)(ti)鋼種所需添加的(de)最低(di)鎳(nie)含量,應高(gao)于下列經驗公(gong)式(shi)計(ji)算值(高(gao)溫(wen)快(kuai)冷后的(de)組織):
Ni(%)=1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2
公(gong)(gong)式中(zhong)元素符號表(biao)示其在鋼(gang)(gang)中(zhong)的(de)相(xiang)應含(han)量(liang)(liang)(liang)(%)(見圖1-2-2)。但此公(gong)(gong)式不(bu)能(neng)(neng)代替實際(ji)鐵(tie)素體(ti)評級來使用。通常18-8類鋼(gang)(gang)的(de)鎳(nie)當量(liang)(liang)(liang)并不(bu)充分。如果具體(ti)成分配比和加(jia)熱過程(或熱處理)掌握不(bu)當等(deng)(deng),往往出現一(yi)些鐵(tie)素體(ti)。這會(hui)(hui)給熱加(jia)工等(deng)(deng)性能(neng)(neng)帶來不(bu)良(liang)后(hou)果。如鉻較高而(er)鎳(nie)偏(pian)低(di),或加(jia)熱溫度過高和碳(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)很低(di)等(deng)(deng),均會(hui)(hui)導致鐵(tie)素體(ti)的(de)形成。高純(級)18-8鋼(gang)(gang),因碳(tan)和氮(dan)含(han)量(liang)(liang)(liang)極(ji)低(di),也必須相(xiang)應提(ti)高鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)(liang)以保持(chi)奧氏體(ti)組(zu)織。總之,應盡(jin)量(liang)(liang)(liang)避免和減少形成α(δ)相(xiang)。因此,現代18-8鋼(gang)(gang)已適當提(ti)高鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)(liang)(一(yi)般約17~20%Cr、Ni含(han)量(liang)(liang)(liang)在8~14%左(zuo)右)。高純不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)(liang)更高些。
我國18-8型鋼的代表鋼種,是應用最普遍的321不銹鋼。在實際正常生產情況下,往往尚存少量的鐵素體。當鉻和鈦、碳還有殘余鋁含量過高時,會使鐵素體含量明顯增加。隨著Cr/Ni和Ti/C比值等的提高,以及加熱溫度的過高(如超過1250℃左右),均造成鐵素體含量的大量增多,給熱加工性能帶來嚴重后果。尤其是生產管材,控制這些元素含量就更為重要。因此,在鋼種標準規定的范圍內,成分配比和生產工藝過程的合理掌握與精確控制是十分重要的。