按合金化方式,奧氏體不銹鋼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。


  隨著鉻(ge)、鎳含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)變化(hua)和(he)其他合金元素(su)的(de)(de)(de)加入,以及受熱處理或冷變形的(de)(de)(de)影響,在奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)基體(ti)上還會(hui)產(chan)生其他相,如鐵素(su)體(ti)、馬(ma)氏體(ti)、碳化(hua)物、氮化(hua)物、金屬間(jian)(jian)相等(deng)。鉻(ge)當(dang)量(liang)(liang)和(he)鎳當(dang)量(liang)(liang)決定(ding)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)組織,當(dang)鉻(ge)當(dang)量(liang)(liang)偏高(gao)時,就會(hui)使奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)含(han)有(you)一定(ding)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)。這些少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)可以明(ming)顯提高(gao)奧(ao)(ao)氏體(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)耐晶間(jian)(jian)腐(fu)蝕和(he)應(ying)力(li)腐(fu)蝕破裂性能。


  鐵素(su)體的(de)出現也對奧氏體不銹鋼(gang)性(xing)能帶來(lai)不利的(de)影響,如熱加(jia)工產(chan)生裂(lie)紋的(de)傾向性(xing)增(zeng)大(da)、耐孔蝕性(xing)下降、耐尿素(su)生產(chan)等腐(fu)蝕環境(jing)中(zhong)的(de)腐(fu)蝕性(xing)能下降、容易形成脆性(xing)相等。


 大部分常用(yong)鉻(ge)鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang),自高溫驟冷(leng)到(dao)室(shi)溫所獲得的奧氏(shi)體(ti)基體(ti)組織是(shi)(shi)(shi)亞穩定的,當繼續冷(leng)卻到(dao)室(shi)溫以下的更低溫度,或在經受冷(leng)變形時,就(jiu)有(you)一定量的奧氏(shi)體(ti)轉變為馬(ma)氏(shi)體(ti)。奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)中的馬(ma)氏(shi)體(ti)有(you)兩(liang)種形態:一種是(shi)(shi)(shi)具有(you)體(ti)心立(li)方(fang)結(jie)構的a'馬(ma)氏(shi)體(ti),呈(cheng)鐵(tie)磁(ci)(ci)性(xing);另一種叫ε相,具有(you)密集立(li)方(fang)結(jie)構,為非鐵(tie)磁(ci)(ci)性(xing)。對于常用(yong)的鉻(ge)鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang),如果只是(shi)(shi)(shi)由于冷(leng)卻,即(ji)使(shi)冷(leng)到(dao)-196℃,也不(bu)會產(chan)生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(ti)。但(dan)快冷(leng)到(dao)室(shi)溫特別是(shi)(shi)(shi)到(dao)低溫后再施以變形、則可能要(yao)產(chan)生(sheng)馬(ma)氏(shi)體(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)是奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼主要的(de)合金元(yuan)素(su),它(ta)是鋼中的(de)鐵素(su)體(ti)(ti)形(xing)成元(yuan)素(su)。鉻(ge)對奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼性能(neng)(neng)影響(xiang)最大的(de)是耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng)。奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼隨(sui)著鉻(ge)量(liang)增加,耐(nai)(nai)硝酸等氧化性酸腐(fu)蝕(shi)(shi)和高(gao)溫抗氧化、硫(liu)化性能(neng)(neng)提(ti)高(gao);在(zai)鎳以(yi)及鉬(mu)和銅的(de)復合作用下(xia),鉻(ge)的(de)增加能(neng)(neng)提(ti)高(gao)鋼耐(nai)(nai)一些還原性介(jie)質、有機物、尿素(su)和堿(jian)介(jie)質的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)性能(neng)(neng);鉻(ge)提(ti)高(gao)了鋼的(de)耐(nai)(nai)局部腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)性能(neng)(neng),如耐(nai)(nai)晶間腐(fu)蝕(shi)(shi)、孔蝕(shi)(shi)、縫隙(xi)腐(fu)蝕(shi)(shi)以(yi)及某些條件下(xia)的(de)應力腐(fu)蝕(shi)(shi)破裂性能(neng)(neng)。


 鎳是(shi)奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)主要的(de)奧(ao)氏(shi)體(ti)形成元(yuan)素,通過增(zeng)加(jia)鎳可(ke)以獲得完全奧(ao)氏(shi)體(ti)組(zu)織(zhi),使鋼(gang)具(ju)有(you)良好的(de)塑韌性(xing)和(he)低溫(wen)韌性(xing),并(bing)且具(ju)有(you)優良的(de)冷熱加(jia)工工藝性(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)焊接性(xing)能(neng)(neng)(neng);鎳提高(gao)了奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)表(biao)面膜的(de)穩定性(xing),增(zeng)加(jia)了抗高(gao)溫(wen)氧化性(xing)能(neng)(neng)(neng);隨鎳量提高(gao),耐氯化物應力腐蝕破裂性(xing)能(neng)(neng)(neng)和(he)耐還原性(xing)酸的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)增(zeng)加(jia)。


 氮(dan)是(shi)非常強(qiang)烈的奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形成元(yuan)素。氮(dan)正日(ri)益成為奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)中(zhong)的重要合金元(yuan)素,氮(dan)的作(zuo)用除代替部分(fen)昂貴(gui)的鎳外,主要是(shi)作(zuo)為固(gu)溶(rong)強(qiang)化元(yuan)素提高奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的強(qiang)度,而并不(bu)顯(xian)著降(jiang)低鋼(gang)的塑韌性;氮(dan)提高奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的耐(nai)晶間腐蝕(shi)、孔(kong)蝕(shi)、縫隙腐蝕(shi)性能。近年(nian)來,用氮(dan)合金化的奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的研究(jiu)開發(fa)取得了較大(da)的進(jin)展,目前應用的含氮(dan)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)可分(fen)為控(kong)氮(dan)型(xing)(N=0.05%~0.10%)、中(zhong)氮(dan)型(xing)(N=0.10%~0.40%)和(he)高氮(dan)型(xing)(N大(da)于0.4%)三種。


 鉬(mu)是(shi)鋼中(zhong)的(de)鐵素體(ti)形(xing)成元素,隨(sui)鉬(mu)量(liang)的(de)加人和提高(gao),附還原(yuan)性(xing)酸(suan)(suan)(suan)和耐(nai)(nai)孔蝕(shi)、縫隙腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng)增加,鉬(mu)還能(neng)提高(gao)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼的(de)高(gao)溫強度。鋼中(zhong)含(han)銅能(neng)顯(xian)著(zhu)提高(gao)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼耐(nai)(nai)還原(yuan)性(xing)介質的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng),如耐(nai)(nai)硫酸(suan)(suan)(suan)、磷酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)能(neng),特別是(shi)鉬(mu)、銅復合合金化(hua)(hua)時,效(xiao)果更(geng)獎出。硅(gui)(gui)能(neng)增加鋼的(de)抗高(gao)溫氧(yang)化(hua)(hua)性(xing)能(neng);一(yi)定的(de)含(han)硅(gui)(gui)量(liang),對(dui)提高(gao)奧(ao)(ao)(ao)氏(shi)(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼耐(nai)(nai)氯化(hua)(hua)物應力腐(fu)(fu)蝕(shi)、耐(nai)(nai)濃硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)和濃硫酸(suan)(suan)(suan)的(de)腐(fu)(fu)蝕(shi),如含(han)硅(gui)(gui)量(liang)在4%時,可(ke)耐(nai)(nai)發煙硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)腐(fu)(fu)蝕(shi);硅(gui)(gui)對(dui)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)級(ji)、尿素級(ji)不銹(xiu)鋼是(shi)非常有害(hai)的(de),必須嚴格控(kong)制(zhi)。