早在1909~1912年間,最初的Cr18Ni8(習慣常稱為18-8)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)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(xiu)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不銹鋼(gang))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(gang))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(huo)得純(單一或完全)奧氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi)和改善耐蝕性能,在提高(gao)鉻、鉬等鐵素體(ti)形(xing)成元素的同時,必須相應增加(jia)鎳等奧氏(shi)體(ti)形(xing)成元素的含(han)量。對(dui)具體(ti)鋼(gang)種所(suo)需添加(jia)的最低鎳含(han)量,應高(gao)于下列(lie)經(jing)驗公(gong)式計算值(高(gao)溫快冷后的組(zu)織(zhi)):
Ni(%)=1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2
公(gong)式中元素符號表(biao)示其在鋼(gang)(gang)(gang)中的(de)相(xiang)應含(han)量(%)(見(jian)圖1-2-2)。但此公(gong)式不(bu)能(neng)代替實際鐵(tie)素體(ti)評級(ji)(ji)來使用(yong)。通常18-8類鋼(gang)(gang)(gang)的(de)鎳(nie)當量并不(bu)充(chong)分。如果具體(ti)成(cheng)(cheng)分配比(bi)和(he)加熱(re)(re)過程(或熱(re)(re)處理)掌(zhang)握(wo)不(bu)當等(deng),往往出現一些鐵(tie)素體(ti)。這會(hui)給(gei)熱(re)(re)加工等(deng)性(xing)能(neng)帶來不(bu)良后果。如鉻較高(gao)(gao)(gao)而鎳(nie)偏(pian)低(di),或加熱(re)(re)溫度(du)過高(gao)(gao)(gao)和(he)碳(tan)含(han)量很低(di)等(deng),均會(hui)導(dao)致鐵(tie)素體(ti)的(de)形成(cheng)(cheng)。高(gao)(gao)(gao)純(級(ji)(ji))18-8鋼(gang)(gang)(gang),因碳(tan)和(he)氮含(han)量極(ji)低(di),也必須相(xiang)應提高(gao)(gao)(gao)鎳(nie)含(han)量以保(bao)持奧氏體(ti)組織(zhi)。總之,應盡(jin)量避免和(he)減少形成(cheng)(cheng)α(δ)相(xiang)。因此,現代18-8鋼(gang)(gang)(gang)已適(shi)當提高(gao)(gao)(gao)鎳(nie)含(han)量(一般(ban)約17~20%Cr、Ni含(han)量在8~14%左(zuo)右(you))。高(gao)(gao)(gao)純不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)鎳(nie)含(han)量更高(gao)(gao)(gao)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。