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    奥氏体不锈钢的发展简况

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    发布时间:2014-09-04

    奥氏体不锈钢在高温和室温下均具有奥氏体组织,没有组织转变,因此,奥氏体不锈钢也是一类不能通过热处理来使钢强化的不锈钢,但由于奥氏体不锈钢易于冷作硬化,所以奥氏体不锈钢可能通过冷作硬化(冷变形)来提高它的强度。此类钢的固溶态强度偏低,曾经是奥氏体不锈钢的一大弱点。

    为了解决奥氏体不锈钢的敏化态晶间腐蚀并提高钢的耐蚀性,超低碳奥氏体不锈钢钢中碳量一般≤0.03%,在提高耐蚀性的同时,钢的强度又有所降低。20世纪70年代以来,控氮(钢中残余氮量在标准范围内,例如N≤0.10%或N≤0.12%)或加氮合金化(在常压下,向钢中加入的最大氮量,例如≤0.40%或≥0.50%)奥氏体不锈钢的出现,通过加氮的固溶强化等手段,也可获得相当高的强度,而通过高压下加氮,所获得的高氮(在加压下可获得的氮量,即N>0.4%或0.5%)奥氏体不锈钢,更可获得非常高的强度和良好的断裂韧性。加氮固溶强化和冷作硬化相结合,使一些奥氏体不锈钢进入了高强度不锈钢的行列。

    铬镍奥氏体不锈钢是现有五大类不锈钢中综合性能最好,牌号最多,品种、规格最全,适用范围最广,发展最快,产量最大,消费领域最宽的一类不锈钢。在世界范围内和在各主要不锈钢产钢国中,铬镍奥氏体不锈钢的一般占不锈钢总产量的50%~60%以上。

    由于镍是稀缺且价贵的元素,特别是在战时尤为紧缺。20世纪40年代问世的以锰、氮代替镍的标准型铬锰奥氏体不锈钢(美国AISI200系钢),虽然开发时间厂,但用途窄,产量也低,美国年产量进占其不锈钢总产量的百分之几,欧洲总产量的1%左右。近若干年来,特别是高氮高强度、超高强度的铬锰奥氏体不锈钢的出现以及高氮无锰奥氏体不锈钢研究所取得的进展引起了人们的广泛关注。

    下面图1表列出了奥氏体不锈钢的发展。

    为解决铬镍奥氏体不锈钢的焊后晶间腐蚀,自出现超低碳(≤0.03%)不锈钢以来,至今所开发的铬镍奥氏体不锈钢的固溶度下降,因此高镍含量者和一些专用的牌号,还要求钢的含碳量更低(C≤0.01%或C≤0.02%)

    氮作为重要的元素,获得了广泛的应用,近年来所开发的铬镍奥氏体不锈钢几乎都含有氮,有些牌号含氮量已经达到了常压下氮在奥氏体钢中固溶量的极限水平。氮的加入降低了高铬、钼奥氏体不锈钢对组织热稳定的敏感性,出现了6%Mo型和7%Mo型超级奥氏体不锈钢。氮的广泛应用充分显示了氮在铬镍奥氏体不锈钢中极其有益且利远远大于弊的作用。含氮奥氏体不锈钢成为现代奥氏体不锈钢。

    为提高奥氏体不锈钢的耐蚀性,钢中的铬、钼含量不断提高,特别是超级奥氏体不锈钢的问世,钢中的钼量也已达到近8%的水平;铬量也从过去的25%提高到了近28%,甚至高达33%,为获得单一、稳定的奥氏体组织,铬量≥28%的钢中镍量约达31%,实际上已进入铁镍基耐蚀合金的行列。超级奥氏体不锈钢的问世还填补了不锈钢与高镍耐蚀合金之间几十年来所存在的没有高耐蚀性不锈钢的空白。

    为适应一些特殊和专门用途的需求,出现了许多专用不锈钢,如核级(NG)不锈钢、尿素级(UG)不锈钢、硝酸级不锈钢以及高温强氧化酸介质用不锈钢等。(转自不锈钢概论)