奥氏体不锈钢:
奥氏体不锈钢,是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni 8%~25%、C约0.1%时,具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性,但强度较低,不可能通过相变使之强化,仅能通过冷加工进行强化,如加入S、Ca、Se、Te等元素,则具有良好的易切削性。
特性:
此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外,如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni,就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。高硅的奥氏体不锈钢对浓硝酸具有良好的耐蚀性。由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能,在各行各业中获得了广泛的应用。
成分组成:
在18-8型不锈钢的成分基础上演变,主要有以下几方面的重要发展:
1)加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀;
2)降C或加Ti、Nb,减少晶间腐蚀倾向;
3)加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度;
4)加Ni改善抗应力腐蚀性能;
5)加S、Se改善切削性和构件表面精度。
结构组织:
铁素体相的形成:对奥氏体不锈钢性能的影响。F相的出现一般都对奥氏体不锈钢的性能带来不利的影响:如使热加工产生裂纹的倾向性增大;钢的耐点蚀性下降,在诸多腐蚀环境(如尿素生产)中耐蚀性劣化;在高温下加长时间加热时,F相会转变为σ相使钢变脆等等。
含量的粗略判定
Creq=%Cr+1.5×%Si+%Mo,Nieq=%Ni+30×(%C+%N)+0.5×%Mn
铁素体相的消除
根本的办法是提高钢中奥氏体形成元素的含量。Ni是优选的元素,但是从经济的角度出发,Mn和N也受到人们的重视。特别是N,其抑制铁素体形成的能力为Ni的30倍,同时又有改善耐蚀性和提高强度的作用。
机械性能:
20℃温度下高合金奥氏体不锈钢的机械性能如下:
合金 |
ASTM |
EN |
钢种牌号 |
氮含量 |
屈服强度 |
抗拉强度 |
延伸率 |
|
|
|
GB |
% |
Rp0.2MPa |
RmMPa |
As% |
316L |
316L |
1.4404 |
|
0.06 |
220 |
520 |
45 |
904L |
NO8904 |
1.4539 |
00Cr20Ni25Mo4.5Cu |
0.06 |
220 |
520 |
35 |
317LMN |
317LMN |
1.4439 |
|
0.15 |
270 |
580 |
40 |
254SMO |
S31254 |
1.4547 |
00Cr20Ni18Mo6CuN |
0.20 |
300 |
650 |
40 |
654SMO |
S32654 |
1.4652 |
|
0.50 |
430 |
750 |
40 |
高温下高合金奥氏体不锈钢的强度(Rp0.2MPa)如下:
合金 |
ASTM |
EN |
GB |
氮含量% |
100℃ |
200℃ |
400℃ |
316L |
316L |
1.4404 |
|
0.06 |
166 |
137 |
108 |
904L |
N08904 |
1.4539 |
00Cr20Ni25Mo4.5Cu |
0.06 |
225 |
175 |
125 |
317LMN |
317LMN |
1.4439 |
|
0.15 |
225 |
185 |
150 |
254SMO |
S31254 |
1.4547 |
00Cr20Ni18Mo6CuN |
0.20 |
230 |
190 |
160 |
654SMO |
S32654 |
1.4652 |
|
0.50 |
350 |
315 |
295 |
生产工艺:
奥氏体不锈钢生产工艺性能良好,特别是铬镍奥氏体不锈钢,采用生产特殊钢的常规手段可以顺利地生产出各种常用规格的板、管、带、丝、棒材以及锻件和铸件。由于合金元素(特别是铬)含量高而碳含量又低,多采用电弧炉加氩氧脱碳(AOD)或真空脱氧脱碳(VOD)法大批量生产这类不锈钢材,对于高级牌号的小批量产品可采用真空或非真空非感应炉冶炼,必要时加电渣重熔。
铬镍奥氏体不锈钢优良的热塑性使其易于施以锻造、轧制、热穿孔和挤压等热加工,钢锭加热温度为1150~1260℃,变形温度范围一般为900~1150℃,含铜、氮以及用钛、铌稳定化的钢种偏靠低温,而高铬、钼钢种偏靠高温。由于导热差,保温时间应较长。热加工后工件空冷即可。铬锰奥氏体不锈钢热裂纹敏感性较强,钢锭开坯时要小变形、多道次,锻件宜堆冷。可以进行冷轧、冷拔和旋压等冷加工工艺和冲压、弯曲、卷边与折叠等成形操作。铬镍奥氏体不锈钢加工硬化倾向较铬锰钢弱,一次退火后冷变形量可以达到70%~90%,但铬锰奥氏体不锈钢由于变形抗力大,加工硬化倾向强,应增加中间软化退火次数。一般中间软化退火处理为1050~1100℃水冷。
奥氏体不锈钢也可生产铸件。为了提高钢液的流动性,改善铸造性能,铸造钢种合金成分应有所调整:提高硅含量,放宽铬、镍含量的区间,并提高杂质元素硫的含量上限。
奥氏体不锈钢使用前应进行固溶处理,以便大限度地将钢中的碳化物等各种析出相固溶到奥氏体基体中,同时也使组织均匀化及消除应力,从而优良的耐蚀性和力学性能。正确的固溶处理制度为1050~1150℃加热后水冷(细薄件也可空冷)。固溶处理温度视钢的合金化程度而定:无钼或低钼钢种应较低(≤1100℃),而更高合金化的牌号如00Cr20Ni18Mo-6CuN、00Cr25Ni22Mo2N等宜较高(1080~1150℃)。
生产中广泛采用先进技术,如炉外精炼率达到95%以上,连铸比超过80%,高速轧机和精、快锻机等普遍推广。特别是在冶炼和加工过程中实现电子计算机控制,了产品质量和性能的可靠和稳定。
应用:
奥氏体304不锈钢钢板,据称这种材料可以带来极强的防锈、耐腐蚀性能,又有有效的可塑性和韧性,方便冲压成型。密度为7.93g/立方厘米,304不锈钢是一种很常见的不锈钢,业内也叫做18/8不锈钢。它的金属制品耐高温,加工性能好,因此广泛使用于工业和家具装饰行业和食品医疗行业。