鎳是形成和穩定奧氏體的主要元素，但屬于較為稀缺和昂貴的金屬。為此發展了以錳、氮代鎳的不銹鋼。早在20年代末已開始了Fe-Cr-Mn系不銹鋼的研究。30年代鉻錳奧氏體不銹鋼已經出現，40年代開始小量生產。50年代一些國家（包括我國在內）開展了大量研究工作，美國的Cr-Mn-Ni-N系奧氏體不(bu)銹鋼(gang)于1955年列入標準（AISI 201,202）并推廣應用。我國于1956年開始仿制。有關鉻錳奧氏體和雙相不銹鋼種部分情況已于雙相鋼中作了簡介，1959年開始列入標準（YB10-59）。


  鉻錳(meng)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼，也(ye)稱(cheng)為節(jie)鎳奧(ao)氏(shi)體不銹鋼。可分為無(wu)鎳和(he)部分代(dai)鎳兩類。其奧(ao)氏(shi)體的形成和(he)穩定化，主(zhu)要依(yi)靠錳(meng)和(he)氮來代(dai)替(ti)鎳。


1. Cr-Mn和Cr-Mn-N系奧氏體不銹鋼


  在大于(yu)15％Cr的鉻(ge)錳(meng)鋼中，不能只用增加錳(meng)量(liang)的辦法(fa)來獲(huo)得(de)單相(xiang)（純）的奧氏體組織(zhi)。并且(qie)錳(meng)使(shi)σ相(xiang)區的邊界向含鉻(ge)量(liang)較低(di)的方向移動，會引起脆性，其形成(cheng)過程比鉻(ge)鎳鋼快得(de)多。為了獲(huo)得(de)室(shi)溫下純奧氏體組織(zhi)，只有在鉻(ge)含量(liang)小于(yu)14～15％時，經過1100～1150℃固(gu)溶(rong)水(shui)淬后(hou)才能實現(xian)。


  在(zai)Cr-Mn鋼的基礎上，加(jia)入0.25％以下的氮，即無鎳Cr-Mn-N鋼，也(ye)不(bu)能在(zai)鉻含量高(gao)于15％時(shi)(shi)獲得(de)純奧氏體組(zu)織(zhi)。除非將氮含量提高(gao)至0.35～0.45％以上，這往(wang)往(wang)在(zai)鑄(zhu)錠中(zhong)產生嚴重氣泡。（一般(ban)普通18-8不(bu)銹(xiu)鋼的正常氮含量為0.03～0.06％，如(ru)在(zai)氬氧(yang)精(jing)煉時(shi)(shi)用部分氮代替氬氣，則(ze)可達(da)0.06～0.09％N）。


 肖紀美等研究確(que)定，在5～14％Mn的(de)Cr-Mn-N鋼(gang)中，為在1150℃固溶(rong)處(chu)理(li)溫(wen)度下獲得單相(xiang)奧氏(shi)體組織所需要的(de)C＋N的(de)最小含量與鋼(gang)中鉻(ge)含量的(de)關系式為


    C+N=0.078(Cr-12.5)


   式中 C、N和(he)Cr均表示相應元素在鋼(gang)中的含(han)量，％；



2. Cr-Mn-Ni和Cr-Mn-Ni-N系(xi)奧氏體不銹鋼(gang)


  當鉻(ge)含量高于15％時(shi)，在Cr-Mn-N的基礎(chu)上，加入(ru)少量鎳，便可獲(huo)得(de)純奧(ao)氏體組織（見圖1-2-7）。


7.jpg


  可(ke)以看出(chu)，通常作(zuo)為奧氏(shi)體形成(cheng)元素(su)的(de)(de)錳(meng)，當鉻含量大于15％時(shi)，形成(cheng)奧氏(shi)體的(de)(de)主要元素(su)是氮和(he)鎳，而錳(meng)的(de)(de)作(zuo)用是增加氮在鋼中的(de)(de)溶(rong)解度和(he)穩定奧氏(shi)體（35］。


  此類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)為純（單(dan)相）奧(ao)(ao)氏體組織時(shi)，無磁性(xing)(xing)。它具有較高的(de)(de)(de)(de)屈(qu)服強度和(he)良好的(de)(de)(de)(de)深(shen)沖性(xing)(xing)能。添加(jia)銅可改(gai)善(shan)其冷變形(xing)性(xing)(xing)能。鉻(ge)錳(meng)奧(ao)(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)主要取(qu)決(jue)于鉻(ge)含量。即使含17～18％Cr的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，在(zai)化學介質中(zhong)一(yi)般(ban)仍不如(ru)18-8鉻(ge)鎳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。但(dan)某些(xie)含鉬(mu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)在(zai)醋酸等(deng)有機酸或尿素介質中(zhong)具有較好的(de)(de)(de)(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)能。鉻(ge)錳(meng)奧(ao)(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)主要缺點是(shi)存在(zai)敏(min)化態(tai)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)。因熱處理不當或經焊接后，在(zai)某些(xie)介質中(zhong)會產生晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)。因此，其推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)受(shou)到一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)限制。采用(yong)超低(di)碳，可以改(gai)善(shan)耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能。鉻(ge)錳(meng)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)比(bi)其奧(ao)(ao)氏體型鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)晶間(jian)腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)能優良，但(dan)加(jia)工(gong)等(deng)生產工(gong)藝困(kun)難。比(bi)較成(cheng)熟(shu)，應(ying)用(yong)廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)典型鉻(ge)錳(meng)奧(ao)(ao)氏體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)是(shi)GB1Cr18Mn8Ni5N（相當美國AISI202）鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。