按合金化方式,奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)可分為鉻鎳奧氏體不銹鋼和鉻錳奧氏體不銹鋼,前者是奧氏體不銹鋼主體。鉻鎳奧氏體不銹鋼具有良好的綜合力學性能、優良的冷熱加工工藝性能和焊接性能,特別是在多種腐蝕介質中具有優良的耐蝕性能。另外,這種不銹鋼還具有非鐵磁性和良好的低溫性能。因此,奧氏體不銹鋼獲得了最廣泛的應用。它的強度、硬度偏低,是它的不足之處。鉻錳氨(鉻錳鎳氨)奧氏體不銹鋼,除了鉻、錳外還有氮及適當的鎳,由于氮的固溶強化,這類不銹鋼可以達到相當高的強度。


  隨(sui)著鉻(ge)(ge)、鎳含量的(de)變化(hua)和其他合金元素的(de)加入,以及受熱處理或冷變形的(de)影響,在奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)基體(ti)上還(huan)會(hui)產生其他相(xiang)(xiang),如(ru)鐵素體(ti)、馬氏體(ti)、碳化(hua)物(wu)、氮化(hua)物(wu)、金屬間相(xiang)(xiang)等(deng)。鉻(ge)(ge)當量和鎳當量決定不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)組織,當鉻(ge)(ge)當量偏高時,就會(hui)使奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中含有一定量的(de)鐵素體(ti)。這些少量的(de)鐵素體(ti)可以明顯提(ti)高奧(ao)(ao)氏體(ti)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)耐(nai)晶(jing)間腐蝕和應力(li)腐蝕破裂性(xing)能。


  鐵素(su)體(ti)的(de)出現也對奧氏體(ti)不銹鋼(gang)性(xing)(xing)能帶(dai)來(lai)不利(li)的(de)影(ying)響(xiang),如(ru)熱加工產生裂紋的(de)傾向性(xing)(xing)增(zeng)大、耐(nai)孔蝕性(xing)(xing)下降(jiang)、耐(nai)尿素(su)生產等腐(fu)(fu)蝕環境中的(de)腐(fu)(fu)蝕性(xing)(xing)能下降(jiang)、容易形成脆性(xing)(xing)相(xiang)等。


 大部分(fen)常用(yong)鉻(ge)鎳奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼,自高溫(wen)驟冷(leng)到室(shi)(shi)溫(wen)所獲得(de)的奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)組織是(shi)(shi)(shi)亞穩定的,當(dang)繼續冷(leng)卻到室(shi)(shi)溫(wen)以下的更低(di)溫(wen)度,或(huo)在經受冷(leng)變形時,就有一定量的奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)轉變為馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼中的馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)有兩種形態(tai):一種是(shi)(shi)(shi)具有體(ti)(ti)心立方結構的a'馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti),呈鐵磁性(xing);另一種叫ε相(xiang),具有密集立方結構,為非鐵磁性(xing)。對(dui)于常用(yong)的鉻(ge)鎳奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不銹鋼,如果只是(shi)(shi)(shi)由于冷(leng)卻,即(ji)使冷(leng)到-196℃,也不會產(chan)生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。但快冷(leng)到室(shi)(shi)溫(wen)特別是(shi)(shi)(shi)到低(di)溫(wen)后再施以變形、則(ze)可(ke)能要產(chan)生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)。


 碳在高溫奧氏體中的溶解度是比較大的,當奧氏體鋼迅速冷卻到常溫時,碳的溶解度大大減小,使得碳以過飽和的形式固溶下來,若加熱到一定的溫度,并保溫足夠的時間,就會有碳化物析出。奧氏體不銹鋼中最常見的碳化物是M23C6型,其次有MC和M6C型。在不含鈦、鈮等強碳化物形成元素的奧氏體不銹鋼中,最主要的碳化物是M23C6M23C6中的M主要是鉻。M23C6具有復雜的面心立方結構,析出溫度范圍為400~950℃,最先析出的部位是鐵素體-奧氏體相界,往后依次是晶界、非共格李晶界及非金屬夾雜物邊界和共格李晶界、最后是晶內。降低含碳量,加入一些如鈦、鈮等強碳化物形成元素,優先在晶內形成顆粒狀的TiC、NbC,起穩定C作用,都會減少和減緩M23C6析出。另外氮的加入也會減緩M23C6的析出。金屬間相常見的σ相,將在以后專門介紹。


 鉻(ge)(ge)是奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)主要(yao)的(de)合金(jin)元素,它是鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)鐵素體形成元素。鉻(ge)(ge)對(dui)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)性(xing)(xing)(xing)能影響最大的(de)是耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能。奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)隨(sui)著鉻(ge)(ge)量增加,耐(nai)(nai)硝酸等氧化性(xing)(xing)(xing)酸腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和(he)高(gao)(gao)溫抗氧化、硫(liu)化性(xing)(xing)(xing)能提(ti)高(gao)(gao);在鎳以及(ji)鉬和(he)銅的(de)復合作用下,鉻(ge)(ge)的(de)增加能提(ti)高(gao)(gao)鋼(gang)(gang)(gang)耐(nai)(nai)一些還原性(xing)(xing)(xing)介質、有(you)機物、尿素和(he)堿介質的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)能;鉻(ge)(ge)提(ti)高(gao)(gao)了鋼(gang)(gang)(gang)的(de)耐(nai)(nai)局部腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)性(xing)(xing)(xing)能,如耐(nai)(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、孔蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)以及(ji)某些條件下的(de)應(ying)力腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)破裂性(xing)(xing)(xing)能。


 鎳是奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)主要的奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形成元素,通過增加鎳可(ke)以(yi)獲(huo)得完全奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)組織(zhi),使鋼(gang)具(ju)(ju)有良(liang)好的塑韌性(xing)(xing)和低溫韌性(xing)(xing),并且(qie)具(ju)(ju)有優良(liang)的冷熱加工(gong)工(gong)藝(yi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)和焊接性(xing)(xing)能(neng)(neng);鎳提(ti)高了奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)表面膜的穩定性(xing)(xing),增加了抗(kang)高溫氧化性(xing)(xing)能(neng)(neng);隨鎳量提(ti)高,耐(nai)氯(lv)化物應力腐蝕(shi)破裂性(xing)(xing)能(neng)(neng)和耐(nai)還原性(xing)(xing)酸的性(xing)(xing)能(neng)(neng)增加。


 氮(dan)是非(fei)常(chang)強烈的(de)(de)奧氏體形成元素。氮(dan)正日益成為(wei)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中的(de)(de)重(zhong)要合金元素,氮(dan)的(de)(de)作(zuo)用(yong)除(chu)代替部分昂(ang)貴的(de)(de)鎳(nie)外,主要是作(zuo)為(wei)固溶強化元素提高奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)強度,而(er)并不顯著降低鋼(gang)的(de)(de)塑韌(ren)性;氮(dan)提高奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐(nai)晶間腐蝕、孔蝕、縫隙腐蝕性能。近(jin)年來,用(yong)氮(dan)合金化的(de)(de)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)研究(jiu)開發取(qu)得了(le)較大的(de)(de)進(jin)展,目前應用(yong)的(de)(de)含氮(dan)奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)可分為(wei)控氮(dan)型(xing)(N=0.05%~0.10%)、中氮(dan)型(xing)(N=0.10%~0.40%)和高氮(dan)型(xing)(N大于0.4%)三種(zhong)。


 鉬(mu)是(shi)鋼(gang)中的(de)鐵素體(ti)形成(cheng)元素,隨鉬(mu)量的(de)加人和(he)提高(gao)(gao),附還(huan)(huan)原性(xing)(xing)酸(suan)(suan)(suan)和(he)耐(nai)(nai)孔蝕(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng)增加,鉬(mu)還(huan)(huan)能(neng)提高(gao)(gao)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)的(de)高(gao)(gao)溫強(qiang)度。鋼(gang)中含銅能(neng)顯著提高(gao)(gao)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)耐(nai)(nai)還(huan)(huan)原性(xing)(xing)介質的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng),如(ru)耐(nai)(nai)硫酸(suan)(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)能(neng),特別是(shi)鉬(mu)、銅復合合金化(hua)時,效(xiao)果更獎出。硅(gui)(gui)能(neng)增加鋼(gang)的(de)抗高(gao)(gao)溫氧化(hua)性(xing)(xing)能(neng);一定的(de)含硅(gui)(gui)量,對提高(gao)(gao)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)耐(nai)(nai)氯化(hua)物應力腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、耐(nai)(nai)濃(nong)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)和(he)濃(nong)硫酸(suan)(suan)(suan)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi),如(ru)含硅(gui)(gui)量在4%時,可耐(nai)(nai)發(fa)煙硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi);硅(gui)(gui)對硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)級、尿素級不(bu)銹鋼(gang)是(shi)非常有(you)害的(de),必須嚴格(ge)控制。