早在1909~1912年間,最初的Cr18Ni8(習慣常稱為18-8)奧氏體不銹(xiu)鋼獲得專利權。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(xiu)鋼(gang)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(xiu)鋼(gang)和304不銹鋼)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(bu)銹鋼)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(bu)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(wei)獲(huo)得(de)純(單一或完(wan)全(quan))奧氏(shi)體(ti)組(zu)織和改善耐蝕性能,在(zai)提(ti)高鉻、鉬等鐵素體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)素的(de)同時,必須相應增加(jia)鎳(nie)等奧氏(shi)體(ti)形(xing)成(cheng)元(yuan)素的(de)含量(liang)。對(dui)具(ju)體(ti)鋼種(zhong)所需(xu)添(tian)加(jia)的(de)最低鎳(nie)含量(liang),應高于下列經驗(yan)公式(shi)計算值(高溫快冷(leng)后的(de)組(zu)織):
Ni(%)=1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2
公式中元素(su)(su)符號表示其在(zai)鋼(gang)中的相應(ying)含(han)量(liang)(liang)(liang)(%)(見圖1-2-2)。但此(ci)公式不能代替實(shi)際(ji)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)評(ping)級(ji)來(lai)使用。通常(chang)18-8類(lei)鋼(gang)的鎳(nie)當(dang)量(liang)(liang)(liang)并(bing)不充分(fen)。如(ru)(ru)果具體(ti)(ti)(ti)成分(fen)配比和(he)加熱過程(或(huo)熱處(chu)理)掌握不當(dang)等,往往出現一些(xie)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)。這會給熱加工等性能帶(dai)來(lai)不良(liang)后果。如(ru)(ru)鉻(ge)較高(gao)而(er)鎳(nie)偏低,或(huo)加熱溫(wen)度(du)過高(gao)和(he)碳(tan)含(han)量(liang)(liang)(liang)很低等,均會導致鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)的形成。高(gao)純(級(ji))18-8鋼(gang),因碳(tan)和(he)氮含(han)量(liang)(liang)(liang)極低,也必須相應(ying)提高(gao)鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)(liang)以保持奧氏體(ti)(ti)(ti)組織。總(zong)之(zhi),應(ying)盡(jin)量(liang)(liang)(liang)避免(mian)和(he)減少形成α(δ)相。因此(ci),現代18-8鋼(gang)已適當(dang)提高(gao)鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)(liang)(一般約17~20%Cr、Ni含(han)量(liang)(liang)(liang)在(zai)8~14%左右)。高(gao)純不銹(xiu)鋼(gang)的鎳(nie)含(han)量(liang)(liang)(liang)更高(gao)些(xie)。
我國18-8型鋼的代表鋼種,是應用最普遍的321不銹(xiu)鋼(gang)。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。