奥氏体不锈钢耐腐蚀表面硬化技术
森科五金（深圳）有限公司作者：王峰杰
1. 前言
奥氏体不锈钢（如316、304、321、201等）具有良好的耐蚀性，已广泛应用于石油、化工、医药、食品、通讯、电子、精密机械以及装饰等工业领域，但表面硬度低（退火态硬度一般为180~210HV）、耐磨性差，不能用于对耐磨性要求较高的场合。
由于奥氏体不锈钢中的奥氏体相具有很好的热稳定性，淬火等热处理手段不能改善其硬度，传统的做法是在500℃以上进行渗氮或在800℃以上进行渗碳来大幅度提高奥氏体不锈钢的表面硬度，但耐腐蚀性急剧下降，如何在不降低奥氏体不锈钢耐蚀性的前提下对奥氏体不锈钢表面进行硬化（简称“耐蚀表面硬化”）已成为表面工程技术领域研究的热点课题之一。
上世纪八十年代中期，英国伯明翰大学的T. Bell等人首次发现奥氏体不锈钢在较低温度下（350~450℃）进行离子渗氮，能形成单一的氮扩大奥氏体相（S相），既可以得到一定的表面硬度又保证了耐腐蚀性，为奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术的发展提供了一种思路。进一步研究发现，奥氏体不锈钢在较低温度下（450~550℃）进行渗碳，能形成单一的碳扩大奥氏体相，同样可以达到既耐腐蚀又耐磨的目的，而且耐腐蚀性和韧性还优于低温渗氮。
目前，奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化的研究与工业化应用主要集中在两方面：（1）低温气体渗；（2）低温离子渗。由于奥氏体不锈钢表面存在致密Cr2O3钝化层，严重阻碍N、C渗入，因此传统气体渗很难处理奥氏体不锈钢，新型的低温气体渗工艺一般先用含有卤素气体或卤化物气体的气氛，如F、HF、 NF3和HCl等对奥氏体不锈钢做表面活化以去除钝化层，然后再进行硬化。低温离子渗因为有等离子体参与处理过程，通过强电场下的离子轰击就可以达到去除工件表面钝化层的目的，因此容易对奥氏体不锈钢进行加硬。
2. 国外奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术工业应用情况
经过最近二十多年的发展，欧洲、美国和日本在奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术方面走在前列，部分工艺已形成工业化应用。
Kolstering工艺影响最大，已在欧洲和北美形成规模化工业应用。该工艺20年前由荷兰人Kolster发明并创立公司，率先在欧洲实现工业应用，后被国际热处理行业知名企业Bodycoat收购，2003年该工艺被介绍到北美。Kolsterising工艺的核心内容是较低温度下，通过一定时间的气体渗碳处理来获得碳扩散强化层。主要特色是通过特殊的预处理方法去除奥氏体不锈钢表面的钝化层，并保证在整个渗碳处理过程中，其表面不生成新的钝化层。这种特殊的预处理方法目前还处于保密状态。奥氏体不锈钢经Kolsterising处理后表面显微
硬度可达1000～l200HV0.05，常规耐蚀性能没有下降，耐孔蚀性和耐应力腐蚀开裂性能明显改善。Kolsterising细分为三种工艺：（1）硬化层深度为22 μm；（2）硬化层深度33μ m；（3）特殊的双联工艺。双联工艺主要是针对非奥氏体不锈钢材料，通过将非奥氏体不锈钢加热到共析温度以上使得非奥氏体转变为奥氏体，再淬火形成常温下的奥氏体结构，然后进行硬化。
本文前言中提到，奥氏体不锈钢表面钝化层阻碍N、C渗入，因此低温气体渗时一般先用腐蚀性气氛做表面活化以去除钝化层，然后再进行硬化。日本Citizen公司的全钢硬化（Duratect）工艺、日本Airwater公司的的NV超级渗氮和NV Pionite工艺、美国Swagelok 公司的SAT12工艺都采用这种方法。以SAT12为例来说明低温气体渗工艺过程。SAT12也被称为低温超饱和 (LTCSS)渗碳工艺，在渗之前和渗的过程中有两次表面活化（去钝化层）工序，用的是腐蚀性气氛HCl。
3. 奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术在钟表行业的应用现状
德国辛恩（Sinn）采用渗碳工艺对部分款式的不锈钢手表进行加硬，如图1所示。辛恩将此种加硬工艺命名为泰级（Tegiment）不锈钢硬化处理。经处理的不锈钢钟表件，除少部分保持不锈钢本身的亮白色外，大部分都为哑光黑，即先对喷砂面的不锈钢进行渗碳硬化，然后再镀DLC膜，结构图如图2所示。
Citizen公司也采用低温气体渗碳技术来加硬奥氏体不锈钢表件，对外宣传为全钢硬化技术。基本工艺流程如下：
100~500℃氟化去钝化层
400~500℃气体渗碳
酸洗
研磨
在国内，奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术发展不成熟，还没有规模化应用于钟表领域的相关报导。
3. 困扰离子渗技术发展的难题
离子渗因为有等离子体参与所以具有效率高、能耗低、用气少、无污染等优点，很有发展前途，但均匀性不好。离子渗的性能均匀性很大程度上取决于等离子体分布和温度的均匀性，
传统离子渗的温度场主要依赖于等离子体放电对产品的轰击加热形成，由于影响等离子体放电均匀性的因素很多，因此存在着温度均匀性差的固有难题，导致产品硬化的均匀性不好。不同大小的工件同炉处理，大件温度低、小件温度高；尺寸相同的工件同炉处理，摆的密的工件温度高、摆的稀的工件温度低；对于形状复杂的工件，在空洞、狭缝、凹槽、尖角等处容易因离子集中而造成温度高于其它部位；薄壁件因为不同部位温度不均匀产生应力应变，易导致翘曲变形。正因为离子渗存在性能均匀性不好、产品质量不易控制的难题，所以目前国内渗氮行业60%以上仍然采用气体渗氮。
4. 钟表领域应用奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术面临的挑战
奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术实质上是低温渗氮和低温渗碳技术，最大特点是在硬化的同时可以保证奥氏体不锈钢耐蚀性，但同时带来了硬化层薄的缺点。一般奥氏体不锈钢低温渗氮硬化层不超过30μm，奥氏体不锈钢低温渗碳硬化层不超过50μm。奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术属于浅表层硬化范畴，完全不同于传统意义上的渗氮和渗碳工艺，这样的强化效果对于重载或对耐磨性要求较高的零部件显然是不够的。
奥氏体不锈钢手表件，如表壳、表带、表圈、底盖等，只是需要具有一定的抗划伤能力，并不像一些机械零部件那样对耐磨性要求很高，国外文献显示不锈钢手表件的表面硬度大于500HV0.05或600HV0.025已基本可满足使用要求，因此从表面硬度角度考虑，奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术很适合奥氏体不锈钢钟表件强化。
但是奥氏体不锈钢钟表件除了表面硬度指标外，对外观要求相当严，需要产品表面在硬化后保持较高的平整度、光亮度，还要求硬化处理不能破坏表面原有的喷砂和拉丝效果，这是很多机械零部件所没有的要求。对奥氏体不锈钢耐蚀表面硬化技术而言，无论是低温气体渗还是低温离子渗都会改变工件表面的粗糙度和颜色，如何通过科学合理的后处理工序来恢复奥氏体不锈钢钟表件的外观装饰效果是当前面临的严峻挑战。
双相钢介绍 双相不锈钢(Duplex stainless steel) 双相不锈钢是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，同时也是集优良的耐蚀性能、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。 双相不锈钢已经有60多年的历史，世界上第一批双相不锈钢于1930年在瑞典生产出来并用于亚硫酸盐造纸工业。 1968年不锈钢精炼工艺——氩氧脱碳工艺(AOD)的发明，使一系列新的不锈钢的产生成为可能。AOD工艺带来的诸多进步之一就是合金元素N的添加。双相不锈钢添加N元素可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐蚀性能接近于基体金属的性能，还可以降低有害金属间相的形成速率。 双相不锈钢同奥氏体不锈钢一样，是一种按腐蚀性能排序的钢种，腐蚀性能取决于它们的合金成分。双相不锈钢一直在不断发展，现代的双相不锈钢可以分为四种类型： 1、不含Mo的低级双相不锈钢2304； 2、标准双相不锈钢2205（德标），占双相钢总量的80%以上； 3、25%Cr的双相不锈钢，典型代表合金255，可归为超级双相不锈钢； 4、超级双相不锈钢，含25-26%Cr,与255合金相比Mo和N的含量增加。典型代表钢种2507。
双相不锈钢中的合金元素主要是Cr铬、Mo钼、N氮、Ni镍，它们在双相钢中的作用如下： 1、Cr铬 钢中最少含有%的Cr才能形成保护钢不受大气腐蚀的稳定的钝化膜。不锈钢的耐蚀性能随Cr的含量提高而增强。Cr是铁素体元素，它可以使具有体心立方晶格的铁组织稳定，也可以提高钢在高温下的抗氧化能力。 2、Mo钼 Mo与Cr协同作用能提高不锈钢的抗氯化物腐蚀的能力。Mo在氯化物环境下的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力是Cr的3倍(参见CPT公式)。Mo是铁素体形成元素，同样能促进形成金属间相。因此，通常奥氏体不锈钢中Mo含量小于%，双相钢中小于4%。 3、N氮 N元素可增加奥氏体和双相不锈钢的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力，并可以显着地提高钢的强度，它是固溶强化最有效的一个元素。在提高钢强度的同时，N元素还可以增加奥氏体不锈钢和双相不锈钢的韧性，延缓金属间相的形成，使双相不锈钢有足够的时间进行加工和制造，还可以抵消因高Cr、Mo所带来的易于形成σ相的倾向，N是强烈的奥氏体元素，在奥氏体不锈钢中能部分取代Ni。双相不锈钢中一般加入几乎接近溶解度极限的N和用以调整达到相平衡的Ni。铁素体元素Cr和Ni与奥氏体形成元素Ni和N需要达到平衡，才能获得期望的双相组织。
0Cr18Ni9作为不锈钢耐热钢使用最广泛，用于食品用设备，一般化工设备，原子能用工业设备。通俗的讲0Cr18Ni9就是304不锈钢板，0Cr18Ni9Ti就是321，一个是国标，一个是美标。321是因为原来冶炼技术不好，无法降低碳含量才研制的，现在因冶炼技术的提高，超低碳钢冶炼已经很平常，所以321有被淘汰的趋势。目前321的产量已经很少了。只有一些军工还在使用。0Cr18Ni9钢(AISI304)是奥氏体不锈钢，是在最初发明的18-8型奥氏体不锈钢的基础上发展演变的钢种，该钢是不锈钢的主体钢种，其产量约占不锈钢总产量曲30%以上。由于此钢具有奥氏体结构，它不可能通过热处理手段予以强化，只能采用冷变形方式达到提高强度的目的。钢的奥氏体结构赋予了它的良好冷、热加工性能、无磁性和好的低温性能。0Cr18Ni9钢薄截面尺寸的焊接件具有足够的耐晶间腐蚀能力，在氧化性酸(HNO3)中具有优良的耐蚀性，在碱溶液和大部分有机酸和无机酸中以及大气、水、蒸汽中耐蚀性亦佳。 0Cr18Ni9钢的良好性能，使其成为应用量最大、使用范围最广的不锈钢牌号，此钢适于制造深冲成型的部件以及输送腐蚀介质管道、容器，结构件等，0Cr18Ni9亦可用子制造无磁、低温设备和部件。 0Cr19Ni10(AISI304L)是在0Cr18Ni9基础上，通过降低碳和稍许提高含镍量的超低碳型奥氏体不锈钢。此钢是为了解决因Cr23C6析出致使0Cr18Ni9钢在一些条件下存在严重的晶间腐蚀倾向而发展的。在开发初期，因冶金生产降碳较难，一度曾妨碍了它的广泛应用，在20世纪70年代新的二次精炼方法AOD和VOD工艺成功用于生产后，此钢才真正得到广泛应用。与0Cr18Ni9比较，此钢强度稍低，但其敏化态耐晶间腐蚀能力显著优于0Cr18Ni9。除强度外，此钢的其他性能同于0Cr18Ni9。它主要用于需焊接且焊后又不能进行面溶处理的耐蚀设备和部件。上述两个钢种，在易产生应力腐蚀环境和产生点蚀和缝隙腐蚀的条件下，在选用时应慎重。[1] 特性 具有良好的耐蚀性、耐热性、低温强度和机械性能，冲压弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象，无磁性。 用途 家庭用品、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸、汽车配件、医疗器具、建材、化学、食品工业、农业、船舶部件。 化学成份
元素含量对奥氏体不锈钢性能的影响奥氏体不锈钢含有较多的Cr、Ni、Mn、N等元素。与铁素体不锈钢和马氏体不锈钢相比，奥氏体不锈钢除了具有较高的耐腐蚀性外，还有许多优点。它具有很高的塑性，容易加工变形成各种型材，如薄板、管材等；加热时没有同素异构转变，即没有γ和α之间的相变，焊接性好；低温韧性好，一般情况下没有冷脆倾向；奥氏体不锈钢不具有磁性。由于奥氏体不锈钢的再结晶度比铁素体不锈钢的高，所以奥氏体不锈钢还可以用于550℃以上工作的热强钢。 奥氏体不锈钢是应用最广的不锈钢，约占不锈钢总产量的2/3。由于奥氏体不锈钢具有优异的不锈钢酸性、抗氧化性、高温和低温力学性能、生物相容性等，所以在石油、化工、电力、交通、航天、航空、航海、能源以及轻工、纺织、医学、食品等工业上广泛应用。 1.高钼（Mo＞4%）奥氏体不锈钢 高钼奥氏体不锈钢的典型代表是：00Cr18Ni16Mo5和00Cr18Ni16Mo5N。因为含钼量高，所以在耐还原性酸和耐局部腐蚀方面性能有很大提高，可用于更加苛刻的腐蚀环境中。含氮00Cr18Ni16Mo5N钢，由于氮的加入，奥氏体更加稳定，由于铁素体的生成，σ（χ）等脆性相的析出受到一定抑制。 00Cr20Ni25Mo4.5Cu由于此钢含有更高的Cr、Ni、Mo等元素，加之Mo与Cu的复合作用，使00Cr20Ni25Mo4.5Cu既在含Cl离子的水介质中耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀的能力有显著提高，图1～图4系在不同温度H2SO4、H3P O4和含F-50%H3P O4中
耐全面腐蚀和在氯化物水介质中耐应力腐蚀的实验结果。可以看出00Cr20Ni25Mo4.5Cu 比18-12-2型不锈钢的耐蚀范围有所扩大。 图1 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在H 2SO 4中的腐蚀 图2 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在H 3PO 4 中的腐蚀(≤0.1mm/a) 图3 00Cr20Ni25Mo4.5Cu 在50℃含HF 的50%P 2O 5溶液中的腐蚀
常用不锈钢种化学成分及性能对照 SUS304(不銹鋼)：用途最多之不銹鋼種，因含有 Ni 故比 Cr 鋼較富耐蝕性耐熱性，且具低溫強度，故機械特性非常好，加工硬化性非常大，加熱處理不硬化，非磁性，強度佳，較沒彈性，常使用厚度 0.4T ~ 1.0T 之間。故目前在Notebook 常被廣泛運用在需 結構強度之Bracket ,運用上必須 指定級數,以期達到設計之需求.一般最好取3/4H 為宜.若是須引伸抽型,若運用於LCD bracket ,一般最好取1/2H 為宜. 參考價格: 98NT$/Kg --0.5T , 130NT$/Kg--0.3T , 195NT$/Kg--0.2T . SUS301(不銹鋼)：Cr (鉻) 成分比 SUS304 低，耐蝕性較差，但冷間加工能得到非常高度的拉加及硬度，其特性用途廣大，因彈性佳，故目前在Notebook 常被廣泛運用在防EMI 上，做彈性接觸部份，但常用厚度在 0.4T ~ 0.07T 之間。運用上必須指定級數,以期達到設計之需求(例如彈力,強度).並須注意301材料有金屬結晶性方向性,越高級數者越是硬且脆,若成型上不注意,易造成隅角及側壁裂紋. 參考價格: 142NT$/Kg --0.5T , 183NT$/Kg--0.3T , 180NT$/Kg--0.2T . 285NT$/Kg --0.1T . SUS 301 與 SUS 304 材質硬度比較 SUS 301 H 材質 硬度 硬度 硬 度 硬度 SUS 301 H HV 480°±20° SUS 304 H HV 380°±20° SUS 430 HV 200° SUS 301 3/4H HV 380°±20° SUS 304 3/4H HV 300°±20° SUS 301 1/2H HV 300°±20° SUS 304 1/2H HV 260°±20° SUS 304 HV200°±20° 436L 436L ≤0.025 16.0～19.0 - 0.75～1.25 Ti 、Nb 、 Zr8×(C%+N%)～0.8 A ≥245 ≥410 ≥20 444 444 ≤0.025 17.0～20.0 1.75～2.50 Ti,Nb,Zr8×C%+N%)～0.8 A ≥245 ≥410 ≥20 马氏体 MARTENSITE 410 410 ≤0.15 11.5～13.5 - - - A ≥205 ≥440 ≥20 420J1 420J1 0.16～ 0.25 12.0～14.0 - - - A ≥225 ≥520 ≥18 420J2 420J2 0.26～0.4 12.0～14.0 - - - A ≥225 ≥540 ≥18
各种不锈钢的耐腐蚀性能？ 答：304 是一种通用性的不锈钢，它广泛地用于制作要求良好综合性能（耐腐蚀和成型性）的设备和机件。301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象，被用于要求较高强度的各种场合。 302 不锈钢实质上就是含碳量更高的304不锈钢的变种，通过冷轧可使其获得较高的强度。 302B 是一种含硅量较高的不锈钢，它具有较高的抗高温氧化性能。 303和303Se 是分别含有硫和硒的易切削不锈钢，用于主要要求易切削和表而光浩度高的场合。303Se不锈钢也用于制作需要热镦的机件，因为在这类条件下，这种不锈钢具有良好的可热加工性。 304L 是碳含量较低的304不锈钢的变种，用于需要焊接的场合。较低的碳含量使得在靠近焊缝的热影响区中所析出的碳化物减至最少，而碳化物的析出可能导致不锈钢在某些环境中产生晶间腐蚀（焊接侵蚀）。 304N 是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。305和384 不锈钢含有较高的镍，其加工硬化率低，适用于对冷成型性要求高的各种场合。 308 不锈钢用于制作焊条。
309、310、314及330 不锈钢的镍、铬含量都比较高，为的是提高钢在高温下的抗氧化性能和蠕变强度。而30S5和310S 乃是309和310不锈钢的变种，所不同者只是碳含量较低，为的是使焊缝附近所析出的碳化物减至最少。330不锈钢有着特别高的抗渗碳能力和抗热震性． 316和317 型不锈钢含有铝，因而在海洋和化学工业环境中的抗点腐蚀能力大大地优于304不锈钢。其中，316型不锈钢由变种包括低碳不锈钢316L、含氮的高强度不锈钢316N 以及合硫量较高的易切削不锈钢316F。 是分别以钛，铌加钽、铌稳定化的不锈348 及347、321．钢，适宜作高温下使用的焊接构件。348是一种适用于核动力工业的不锈钢，对钽和钻的合量有着一定的限制。 不锈钢与不锈铁的区别 不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。不锈钢自本世纪初问世，到现在已有90多年的历史。不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就，不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。按组织结构分，分为马氏不锈钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈
常用不锈钢化学成分 钢号国内号 各化学成分含量（%） C Cr Ni Ti Mn Si S Mo P Al Cu Fe 3040Cr19Ni9≤0.0818.0～20.08.0～10.5——≤2.00≤1.00≤0.030≤0.045————余量304L00Cr19Ni11≤0.0318.0～20.09.0～13.0——≤2.00≤1.00≤0.030≤0.045余量309S0Cr23Ni13≤0.0822.0～24.012.0～15.0——≤2.00≤1.00≤0.030≤0.035————余量3160Cr17Ni12Mo2≤0.0816.0～18.010.0～14.0——≤2.00≤1.00≤0.030 2.0～3.0≤0.045————余量316L00Cr17Ni14Mo2≤0.0316.0～18.012.0～15.0——≤2.00≤1.00≤0.030 2.0～3.0≤0.045————余量3211Cr18Ni9Ti≤0.1217.0～19.08.00～11.0≥5×C≤2.00≤1.00≤0.030≤0.035————余量322≤0.1216.0～18.0 6.00～8.00 1.00≤2.00≤1.00≤0.030≤0.045 1.00——余量332≤0.0819.0～23.030.0～40.0≤0.60≤2.00≤0.75≤0.030≤0.040≤0.60——余量4301Cr17≤0.1216.0～18.0≤0.60——≤1.00≤0.75≤0.030≤0.035——余量430LX1Cr17(铁素体)≤0.0316.0～19.0≤0.600.1～1.0≤1.00≤0.75≤0.030≤0.040——余量英格莱600≤0.1514.0～17.0≥72.0——≤1.00≤0.50≤0.015————≤0.506～10英格莱801≤0.0520.5032.0 1.10——————————0.15余量英格莱8250Cr21Ni42Mo3Cu2Ti≤0.0219.5～23.538.0～46.00.6～1.2≤1.00≤0.50≤0.030 2.5～3.5——≤0.20 1.5～3.022.0min 英格莱840≤0.0818.0～22.018.0～22.0—— 1.00 1.00————≤0.60——余量334≤0.0818.0～22.018.0～22.0≤0.60≤2.00≤0.75≤0.030≤0.040≤0.60——余量NAS840≤0.0818.0～22.018.0～22.0≤0.60余量310S0Cr25Ni20≤0.0824.0～26.019.0～22.0——≤2.00≤1.50≤0.030≤0.045————余量840REP≤0.0824.0～26.019.0～22.0——余量英格莱8001Cr21Ni33AlTi≤0.1019.0～23.030.0～35.00.40≤1.50≤1.00≤0.015——0.15～0.6≤0.7539.5min NAS800≤0.1019.0～23.030.0～35.00.15～0.6余量钢号国内号C Cr Ni Ti Mn Si S Mo P Al Cu Fe 注：钢号是美国命名法 各成分作用：C含量增加，合金硬度和耐磨性都增大，而塑性跟韧性减小； Si抗氧化；Mn在奥氏体中可耐磨，韧性好；P、S为有害杂质，P冷脆，S热脆； Cr、Ni、Mo具有抗蚀性，Ni只有与Cr一起才起作用；Al抗氧化；Cu耐蚀。
学号：1205101032 计算机在材料中的应用 奥氏体不锈钢层错能的理论研究 姓名：徐敏 专业：材料科学与工程 二〇-六年-月
摘要 层错能是材料塑性变形中的重要本征参数，对材料的脆性-韧性转变有着重要影响。常温下材料最常见的两种塑性变形方式是位错滑移和孪生，位错的滑移和孪生导致了滑移带和孪晶的产生。虽然滑移带和孪晶引起晶格的畸变量较小，但是层错能的高低，尤其是本征层错能(γisf)和非稳定层错能(γus)，却影响着位错的形核、运动、束集、交滑移和分解。降低材料的层错能有利于进-步激发位错的滑移和孪生，从而改善材料的力学性能。 N和Ni是奥氏体不锈钢中主要的合金化元素，对不锈钢的组织、性能有着重要影响。尽管实验上己有不锈钢γisf的值，但是测量过程对实验设备要求很高，并且只能获得γisf，且实验测得的γisf偏差较大。而计算材料科学的发展刚好弥补了实验上的不足，目前已经成功应用于A1、Fe、Cu、Ni等材料的层错能的研究。 本论文采用基于密度泛函理论的第-性原理，从原子层次上研究了Ni对奥氏体不锈钢层错能的影响。主要研究内容如下: （1）研究了Ni对奥氏体不锈钢稳定性的影响。结果表明Ni固溶后都能够提高奥氏体不锈钢的稳定性，Ni的占位对于奥氏体不锈钢的稳定性影响不明显。 （2）从电子层次上探索了Ni对于奥氏体不锈钢的影响:Ni固溶于奥氏体不锈钢后改善了Fe和Cr原子周围的电荷分布，加强了Cr原子和Fe原子之间的成键能力（3）研究了Ni对奥氏体不锈钢γus、γisf的影响:Ni含量的增加，提高了位错滑移所需克服的势垒，增加了位错滑移的难度 关键词:奥氏体不锈钢，层错能，镍，第-性原理
1.碳的影响： 碳在奥氏体不锈钢中是强烈形成并稳定奥氏体且扩大奥氏体区的元素，碳形成奥氏体的能力为镍的30倍。钢中随着含碳量增加，奥氏体不锈钢强度也随之提高。此外，还能提高奥氏体不锈钢在高浓氯化物（如42%MgCl2沸腾溶液）中的耐应力腐蚀性能。但是在奥氏体不锈钢中，碳通常被视为有害元素，因为在焊接或加热到450度到850度，碳可以和钢中的铬形成Cr23C6型碳化物。导致局部铬贫化，使钢的耐晶间腐蚀性能下降。20世纪60年代以来新发展的铬镍奥氏体不锈钢，为含碳量小于0.03%或0.02%的超低碳型不锈钢。因此，在冷、热加工及焊接与碳弧气刨时应防止不锈钢表面增碳，以免铬的碳化物析出。 2.铬的影响： 在奥氏体不锈钢中，铬是强烈形成并稳定铁素体的元素，可以缩小奥氏体区。在铬镍奥氏体不锈钢中，当碳含量为0.1%，铬含量为18%时，为获得稳定单一奥氏体组织，所需镍的含最最低为8%，铬能增大碳的溶解度而降低铬的贫化度，因而提高铬含量对奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀是有益的。铬还能极有效地改善奥氏体不锈钢的耐点蚀及缝隙腐蚀性能。因此铬对奥氏体不锈钢性能影响最大的是耐蚀性。铬可提高钢的耐氧化性介质和酸性氯化物介质的性能，在镍、钼、铜的复合作用下，铬可提高钢耐一些还原性介质、如有机酸、碱介质的性能。 3.镍的影响： 奥氏体不锈钢中主要合金元素镍，其主梌用是形成并稳定奥氏体，获得完全奥氏体组织，使强有良好的强度、塑性和韧性并具有优良的冷、热加工性、可焊性及低温与无磁性，镍还可以显著降低奥氏体不锈钢的冷加工硬化倾向。由于镍能改善铬的氧化膜成份、结构和性能，从而提高奥氏体不锈钢耐氧化性介质的性能。但是降低了钢的抗高温硫化性能，这是由于钢中晶界处形成低熔点硫化镍所致。 4.钼的影响： 钼的作用主要是提高钢在还原性介质（比如H2So4、H2PO4以及一些有机酸和尿素环境）的耐蚀性，并提高钢的耐点蚀及缝隙腐蚀等性能。含钼不儿钢的热加工性比不含钼的差，钼含量越高，热加工越坏。另外含钼奥氏体不锈钢中容易形成X（σ)沉淀，这会恶化钢的塑性和韧性。钼的耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力相当于铬的3倍左右。 5.氮的影响： 氮日益成为铬镍氮奥氏体不锈钢的重要合金元素，氮能提高钢的耐局部腐蚀（耐晶间腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀）性，氮形成奥氏体的能力与碳相当，约为镍的30倍。作为间隙元素的氮，其固溶强化作用很强，因为它的加入可以显著提搞奥氏体不锈钢的强度。每加入0.1%氮可使铬镍奥氏体不锈钢的室温强度提高60～100MPa。在酸介质中，氮可提高奥氏体不锈钢的耐一般腐蚀能力，适量的氮还可提高敏经态奥氏体不锈钢的耐晶间腐蚀能力。在氯化物环境中，氮提高奥氏体不锈钢耐点蚀和缝隙腐蚀性能十分显著。 6.铜的影响： 铜能显著降低铬镍奥氏体不锈钢的冷作硬化倾向，提高冷国工成型性能。奥氏体不锈钢中的铜含量为1%～4%时，铜对钢的组织没有影响，对钢的冷成型性有良好的作用，因此含铜的奥氏体锈钢多用于要求冷作的一些用途中，铜可以显著降低热加工性，特别是当奥氏休不锈钢中含镍量较低时更为明显，因此当钢中铜含量较高时，镍含量应相应提高。
301不锈钢牌号1Cr17Ni7 ；301不锈钢化学成分% C：≤0.15 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：16.0～18.0 ，Ni ：6.0-8.0，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 304不锈钢牌号：0Cr18Ni9（0Cr19Ni9）；304不锈钢化学成分% C：≤0.08 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：18.0～20.0 ，Ni ：8.0～10.0，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 304L不锈钢牌号：00Cr19Ni10（0Cr18Ni10）；304L不锈钢化学成分% C：≤0.03 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：2.0 Cr ：18.0～20.0 ，Ni ：9.0～13.0，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 321不锈钢牌号：1Cr18Ni9Ti；321不锈钢化学成分% C：≤0.08 ，Si≤1.0，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17.0～19.0 ，Ni ：9.0-13，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045,Ti≤5 302不锈钢牌号：1Cr18Ni9；302不锈钢化学成分% C：≤0.15 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17-19 ，Ni ：8.0-10，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 303不锈钢牌号：Y1Cr18Ni9；化学成分% C：≤0.15 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17-19 ，Ni ：8.0-10，S ：≥0.15 ，P ：≤0.20，Mo≤6.0 316不锈钢牌号：0Cr17Ni12Mo2；化学成分% C：≤0.08 Si ：≤1.0 Mn ：≤2.0 Cr ：16.0～18.0 Ni ：10.0～14.0 S ：≤0.03P ：≤0.045Mo≤2.0-3.0 316L不锈钢牌号：00Cr17Ni14Mo2；化学成分% C：≤0.03 Si ：≤1.0 Mn ：≤2.0 Cr ：16.0～18.0 Ni ：12.0～15.0 S ：≤0.03 P ：≤0.045 Mo:2.0～3.0。 310不锈钢化学成分% C：≤0.25 Si ：≤1.5 Mn ：≤2.0 Cr ：24.0～26.0 Ni ：19.0～22.0 S ：≤0.03 P ：≤0.045 310S不锈钢牌号：0Cr25Ni20/1Cr25Ni20Si2；310S不锈钢化学成分% C：≤0.08 Si ：≤1.5 Mn ：≤2.0 Cr ：23.0～26.0 Ni ：19.0～22.0 S ：≤0.03 P ：≤0.045 317L不锈钢牌号:0Cr19Ni13Mo3 ；317L不锈钢化学成分%：C≤ 0.02 N ≤0.14 Cr ≤17.8 Ni ≤12.7 Mo≤ 4.1 309S不锈钢牌号0Cr23Ni13 ；309S不锈钢化学成分：C：≤0.08 ，Si ：≤1.0 ，Mn ：≤2.0 ，Cr ：22-24 ，Ni ：12-15，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045 314不锈钢牌号1Cr25ni20Si2；314不锈钢化学成分% ：C≤0.25，Si1.5-3.0，Mn≤2.00 ，P ≤0.04，S≤0.03，Ni：19-22，Cr：23-26 321不锈钢牌号：1Cr18Ni9Ti；321不锈钢化学成分% C：≤0.08 ，Si≤1.0，Mn ：≤2.0 ，Cr ：17.0～19.0 ，Ni ：9.0-13，S ：≤0.03 ，P ：≤0.045,Ti≤5 840的在国内可以用2520的代替,主要是含镍比例高,抗氧化性强；840不锈钢化学成分% : C：≤0.07，Si ≤1.5, Mn ≤2.0, Cr ：18.0～22.0,Ni ：18~23.0,S≤0.03,P0.045,Al:0.35,Ti:0.31
301系列不锈钢化学成 分 https://www.doczj.com/doc/e411704547.html,work Information Technology Company.2020YEAR
SUS301不锈钢-1Cr17Ni7 不锈钢材质性能及用途介绍 SUS301(L)-1Cr17Ni7对比304含有低Ni，Cr及高N成分，301 不锈钢在形变时呈现出明显的加工硬化现象。被用于要求较高强度的各种场合。根据粗压延可以达到的高强度化，对比Steel Al有优秀的高温强度，抗疲劳强度及耐腐蚀性，使用在电车上达到重量轻，优秀的稳定性及经济性（301L） 化学成分：（单位：wt％） 301特性及用途： 机械性能： 301（L）— 1Cr17Ni7 —相对304含有低Ni，Cr及高N成分，经过粗压延可以达到高强度化 —相对碳钢，铝有优秀的高温强度，抗疲劳强度及耐腐蚀性，使用在电车上可以减轻重量 ● 简介 301是一种亚稳奥氏体不锈钢，在充分固溶的条件下，具有完全奥氏体组织。在奥氏体不锈钢中，301是最易冷变形强化的钢种，通过冷变形加工可使钢的强度、硬度提高，并且保留足够的塑、韧性，加之此钢在大气条件下具有良好的耐锈性，但在还原性介质耐蚀性欠佳，在酸碱盐等化工介质耐蚀性较差，因此不推荐用于腐蚀苛刻的环境。301主要以冷加工状态应用于承受较高负荷，又希望减轻装备重量和不生锈的设备部件。此外，此钢在受外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的撞击能量，对设备和人员将提供更可靠的安全保障。 ● ●工艺性能
热加工工艺性能良好，可生产棒、板、管、带等冶金产品，热加工温度范围：1150～850℃，软化退火温度1050～1100℃。301焊接性良好，冷轧薄板焊接后在焊缝区产生低强度区。 ● 301L 在301基础上降低C的含量，改善耐晶间腐蚀，添加N，弥补C量下降引起的强度下降。
304 不锈钢高温力学性能的物理模拟 关小霞田建军杨健 指导教师：杨庆祥胡宏彦博士 燕山大学材料科学与工程学院 摘要：采用Gleeble-3500热模拟试验机对304 不锈钢的高温力学性能进行了物理模拟。对模拟结果中应力-应变曲线进行分析，并结合断口附近组织形貌的观察，得出结论：金属的极限应力随温度升高呈下降趋势；在δ-Fe向γ-Fe转变的某一温度，金属塑性急剧下降；对断口附近金相组织及SEM分析，推测晶界处可能存在着元素偏聚或析出相现象。 关键词：304不锈钢；力学性能；物理模拟 1.前言： 双辊铸轧不锈钢薄带技术是目前冶金及材料领域的前沿技术之一[1]，是直接用钢水制成2-5mm厚薄带的工艺过程。该技术可以大大简化薄带钢的生产流程，降低生产成本，并形成低偏析、超细化的凝固组织，从而使带材具有良好的性能，被公认为钢铁工业的革命性技术[2、3]。但是，不锈钢经铸轧后，薄带表面会形成宏观的裂纹，从而降低不锈钢薄带的力学性能，影响其质量[4-6]。 国内外在双辊铸轧不锈钢薄带技术上已经开展了一些研究工作。文献[7]对比了铸轧铁素体和奥氏体不锈钢薄带；文献[8、9]对铸轧304不锈钢薄带过程中高温铁素体的溶解动力学进行了研究；文献[10]对不锈钢薄带铸轧过程中凝固热参数和组织进行了研究；文献[11-14]对不锈钢薄带铸轧过程中的流场和温度场进行了数值模拟；文献[15]对铸轧304不锈钢薄带的力学性能进行了研究。文献[16]对304不锈钢在加热过程中的高温铁素体形核与长大和夹杂物在固－液界面的聚集进行了原位观察；文献[17]对薄带铸轧溶池液面进行了物理模拟；文献[18]对铸轧不锈钢薄带过程的凝固组织、流场、温度场及热应力场进行了数值模拟。但是，缺少对铸轧不锈钢薄带表面与内部裂纹的生成机理、演变规律以及预防措施方面的研究。 在高温性能物理模拟方面，国内外也有不少研究。文献[19]应用THERMECMASTOR-Z热加工模拟机对奥氏体不锈钢的高温热变形进行了模拟试验；文献[20]利用Gleeble-1500试验机对铸态奥氏体不锈钢在1000-1200℃温度区间进行了热压缩试验；文献[21]从位错理论角度出发，对高钼不锈钢热加工特征与综合流变应力模型进行了研究。但是，对铸轧不锈钢薄带高温力学性能的物理模拟方面的研究却极少。
所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀。 不锈钢的耐腐蚀性取决于铬，但是因为铬是钢的组成部分之一，所以保护方法不尽相同。 在铬的添加量达到10．5％时，钢的耐大气腐蚀性能显著增加，但铬含量更高时，尽管仍可提高耐腐蚀性，但不明显。原因是用铬对钢进行合金化处理时，把表面氧化物的类型改变成了类似于纯铬金属上形成的表面氧化物。这种紧密粘附的富铬氧化物保护表面，防止进一步地氧化。这种氧化层极薄，透过它可以看到钢表面的自然光泽，使不锈钢具有独特的表面。而且，如果损坏了表层，所暴露出的钢表面会和大气反应进行自我修理，重新形成这种氧化物"钝化膜"，继续起保护作用。 因此，所有的不锈钢元素都具有一种共同的特性，即铬含量均在10．5％以上。 普通碳钢与大气中氧，在金属表面形成过氧化膜，然后继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，形成“千层糕”式的腐蚀物，直至烂穿。不锈钢的不锈性与钢中铬含量有光。钢中铬含量达到12%时，与大气接触，在不锈钢表面产生一层钝化膜（Cr2O3），它是致密的富铬氧化物，有效
地保护着不锈钢表面，特别是能防止进一步再氧化。这种氧化膜极薄（只有几个微米），头各国它可以看到钢表面的自然光泽，使不惜刚既有独特的表面。若表面钝化膜一旦被破坏，钢中的铬与大气中的氧心生成钝化膜，继续起保护作用。 不锈钢遇到特殊环境，也会出现某些局部腐蚀，如孔蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀等。为了克服这些腐蚀，在钢中分别加入了钼、氮、钛或铌等元素，并研制出了低碳、超低碳、双相不锈钢等新品种，提高不锈钢的耐腐性。 不锈钢的耐腐蚀性能一般随铬含量的增加而提高。其基本原理是，当钢中有足够的铬时，在钢的表面形成非常薄的至密的氧化膜，它可以防止进一步的氧化或义腐蚀。氧化性的环境可以强化这种膜，而还原性环境则必然破坏这种膜，造成钢的腐蚀。 （一）在各种环境中的耐腐蚀性能 1.大气腐蚀 不锈钢耐大气腐蚀基本上是随大气中的氯化物的含量而变化的。因此，靠近海洋或其他氯化物污染源对不锈钢的腐蚀是极为重要的。一定量的雨水，只有对钢表面的氯化物浓度起作用时才是重要的。 农村环境 1Cr13、1Cr17和奥氏体型不锈钢可以适应各种用途，其外观上不会有显著的改变。因此，在农村暴露使用的不锈钢可以根据价格，市场供应情况，力学性能、制作加工性能和外观来选择。
254SMO、AL－6XN等超级奥氏体不锈钢性能 1.1 化学成分与金相组织 一些主要高合金奥氏体不锈钢的主要化学成分在表1中给出。其中AL－6XN 和254 SMO为典型的6钼超级奥氏体不锈钢，而654 SMO为典型的7钼超级奥氏体不锈钢。 超级奥氏体不锈钢的基本金相组织为典型的，百分之百的奥氏体。但由于铬和钼的含量均较高，很有可能会出现些金属中间相，如chi和σ相。这些金属中间相常常会出现在板材的中心部位。但是如果热处理正确，就会避免这些金属中间相的生成，从而得到近百分之百的奥氏体。254 SMO 的金相组织没有任何其它金属中间相。该组织是经在1150～12000C温度下热处理之后得到的。 在使用过程中，如果出现了少量的金属中间相，它们也不会对机械性能和表面的耐腐蚀性能有很大的影响。但是要尽量避免温度范围600～10000C，尤其是在焊接和热加工时。 1.2 机械性能 奥氏体结构一般具有中等的强度和较高的可锻性。在加入一定量的氮之后，除提高了防腐能力外，在保持奥氏体不锈钢可锻性和韧性的同时，高氮超级奥氏体不锈钢还具有很高的机械强度。其屈服强度比普通奥氏体不锈钢要高出50～100％。在室温和较高温度下氮对机械性能的影响分别在表2和表3有所显示。
如表2和表3所示，在所有温度下机械强度均随氮含量的增加而提高。尽管强度增加了许多，但超级奥氏体不锈钢的延伸率仍然很高。甚至高于许多低合金钢的延伸率。这主要是由于其较高的含氮量和与之相关的另一个特点——高加工硬化率，见图2和图3。因此经冷加工成型的部件就可获得很高的强度。可利用这一特性的用途包括较深井中的管道及螺栓等。和普通奥氏体不锈钢一样，超级奥氏体不锈钢的低温性能也是很好的。超级奥氏体不锈钢的抗撞击及抗断裂能力是很高的，并且只有在低达－196℃时才会略有下降。 1.3 物理性能 物理性能主要取决于奥氏体结构，同时也部分地取决于材料的化学成分。就是说超级奥氏体不锈钢较普通奥氏体不锈钢，如304或316型，在物理性能方面是没有很大区别的。表4列出不同合金的一些典型物理性能值。 在结合部位上可能会出现一些变形。虽然镍基合金的热膨胀度一般较低，但其较差的导热性正好将其这一优点抵消。这些物理性能在设计用不锈钢制作部件或不锈钢与其它合金连接时，具有很重要的意义。 2 超级奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能 在很大程度上，奥氏体不锈钢的发展是为了满足各种环境中对防腐性能的要求。许多合金曾是被设计用于一种特定环境的，随后其应用范围发展得越来越广泛。因此，对超级奥氏体不锈钢的选用，其耐腐蚀性能是一个很重要的依据。这里主要介绍均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀破裂。 3.1 均匀腐蚀 提高不锈钢稳定性的最重要合金元素为铬和钼。超级奥氏体不锈钢中这些成分的含量均较高，因此在各种溶液中都显出很好的耐腐蚀性。在有些环境中，硅、铜和钨等元素的添加可进一步提高材料的耐腐蚀性。图1所示是一些奥氏体不锈钢在纯硫酸中的等腐蚀速度曲线图。可以看出，合金含量较高的不锈钢，如904L，254 SMO和654 SMO等，在较大浓度和温度范围内比普通型奥氏体不锈钢，如304和316等，具有更好的耐腐蚀性。该图同时也显示了高硅不锈钢SX具有非常强的，抵抗浓硫酸的能力。
双相不锈钢2205化学成份，及其性能(2009/04/17 17:38)双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化学成份% 牌号C ≤ Mn ≤ P ≤ S ≤ Si ≤Ni Cr Mo N 2205 0.030 2.00.030.02 1.0 4.5-6.521-23 2.5-3.50.08-0.2双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的机械性能 牌号温度/状态屈服强度σb ≥(ksi) 抗拉强度σ0.2 ≥(ksi) 伸长率δ 标距2in或50mm(或4D）,≥,% 2205的板70oC/退火75 105 35 2205的板200oC/退火50 90 2205的板400oC/退火45 80 2205的板600oC/退火40 79 双相不锈钢2205的用途：用于炼油, 化肥,造纸,石油,化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋器及器件。 双相不锈钢的主要代表牌号 DSS一般可分为四类: 低合金型--代表牌号是UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N） PREN值24～25 中合金型--代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）, PREN 值32～ 33 高合金型--标准牌号有UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）, PREN 值38～39 超级双相不锈钢型--标准牌号有UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）, PREN值＞40 (※ PREN 耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%) 低合金型UNS S32304不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用. 中合金型UNS S31803的耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间. 高合金型,一般含25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的 双相不锈钢. 超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的 耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美. 代表牌号的主要化学成分 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 双相不锈钢化学成分,% 类型UNS 牌号C Cr Ni Mo Cu N 低合金型S32304≤0.032340.05/0.20中合金型 S31803≤0.0322 530.08/0.20中合金型 S32205≤0.0322530.14/0.20高合金型S325500.04256320.10/0.25超级DSS S32750≤ 0.0325740.24/0.32 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
奥氏体不锈钢的力学性能 不论不锈钢板还是耐热钢板，奥氏体型的钢板的综合性能最好，既有足够的强度，又有极好的塑性同时硬度也不高，这也是它们被广泛采用的原因之一。奥氏体型不锈钢同绝大多数的其它金属材料相似，其抗拉强度、屈服强度和硬度，随着温度的降低而提高；塑性则随着温度降低而减小。其抗拉强度在温度 15~80℃范围内增长是较为均匀的。更重要的是：随着温度的降低，其冲击韧度减少缓慢，并不存在脆性转变温度。所以不锈钢在低温时能保持足够的塑性和韧性。 奥氏体不锈钢的工艺性能 1. 焊接性能 奥氏体不锈钢与其它各类不锈钢相比,有着较好的焊接性能,对氢脆也不敏感,可用各种焊接方法顺利地对工件进行焊接或补焊。工件在焊前无需预热,若无特殊要求,焊后也可不进行热处理。奥氏体不锈钢在焊接工艺上应注意焊缝金属的热裂纹。在焊接热影响区的晶界上析出铬的碳化物以及焊接残余应力。对于热裂纹,可采用含适量铁素体的不锈钢焊条焊接,能取得良好的效果。对于要接触易产生局部腐蚀的介质的工件,焊后应尽可能地进行热处理,以防发生晶间腐蚀、应力腐蚀开裂和其它局部腐蚀。 2. 铸造性能 奥氏体不锈钢的铸造性能比马氏体和铁素体不锈钢好。这类钢中的1828 型钢的铸造收缩率一般为2 %～2. 5 %;18212Mo 型钢的铸造收缩率一般约为2.8 %左右。在这类钢中,含钛的奥氏体不锈钢,其铸造性能比不含钛者要差,易使铸件产生夹杂,冷隔等铸造缺陷。含氮的奥氏体不锈钢(如 ZGCr18Mn8Ni4N)铸造时气孔敏感性较大,在冶炼、铸造工艺上都必须采取防护措施,严格烘烤炉料,采用干型,并严格控制出钢温度和浇注温度等。 合金元素(如铬、镍、钼、铜等)含量高的奥氏体不锈钢(如 ZG1Cr24Ni20Mo2Cu3)在铸造时,铸件(特别是形状较复杂的厚大铸件,以及长管
316不锈钢组成化学成分，耐腐蚀和耐高温度 316不锈钢，18Cr-12Ni-2.5Mo 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照相、食品工业、沿海地区设施、绳索、CD杆、螺栓、螺母。316不锈钢化学成分：C≤0.08，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.035，S≤0.03，Ni:10.0-14.0，Cr:16.0-18.5，Mo:2.0-3.0。316不锈钢机械性质，抗拉强度(Mpa) 620 MIN，屈服强度(Mpa) 310 MIN，伸长率(%) 30 MIN，面积缩减(%) 40 MIN，316不锈钢的密度8.03 g/cm3,奥氏体不锈钢一般都用这个值 目录 种类
不锈钢一般是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢是指耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢，而耐酸钢则是指耐酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。不锈钢自20世纪初问世，到2013年已有100多年的历史。不锈钢的发明是世界冶金史上的重大成就，不锈钢的发展为现代工业的发展和科技进步奠定了重要的物质技术基础。不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。按组织结构分，分为马氏不锈钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类；按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类，分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等；按钢的性能特点和用途分类，分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等；按钢的功能特点分类，分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。2013年常用的分类方法是按钢的组织结构特点和钢的化学成分特点以及两者相结合的方法分类。一般分为马氏体不锈钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢和沉淀硬化型不锈钢等，或分为铬不锈钢和镍不锈钢两大类。 不锈钢一般用于防腐蚀性的环境,以及医疗器械和生活用品. 按主要化学组成分为铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等；也可以以性能特点分成耐酸不锈钢和耐热不锈钢等；通常以金相组织进行分类。按金相组织分类为：铁素体（F）型不锈钢、马氏体（M）型不锈钢、奥氏体（A）型不锈钢、奥氏体-铁素体（A-F）型双相不锈钢、奥氏体-马氏体（A-M）型双相不锈钢和沉淀硬化（PH）型不锈钢。 铁素体型 它的内部显微组织为铁素体，其铬的质量分数在11.5%~32.0%范围内。随着铬含量的提高，其耐酸性能也提高，加入钼（Mo）后，则可提高耐酸腐蚀性和抗应力腐蚀的能力。这类不锈钢的国家标准牌号有00Cr12、1Cr17、00Cr17Mo、00Cr30Mo2等。 马氏体型 它的显微组织为马氏体。这类钢中铬的质量分数为11.5%~18.0%，但碳的质量分数最高可达0.6%。碳含量的增高，提高了钢的强度和硬度。在这类钢中加入的少量镍可以促使生成马氏体，同时又能提高其耐蚀性。这类钢的焊接性较差。列入国家标准牌号的钢板有1Cr13、2 Cr13、3 Cr13、1 Cr17Ni2等。 奥氏体型 其显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍（镍的质量分数为 8%~25%）而形成的，具在奥氏体组织的不锈钢。奥氏体型不锈钢以Cr18Ni19铁基合金为基础，在此基础上随着不同的用途，发展成图1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。 奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢，是应用最广泛的一类钢，其中以18-8型不锈钢最有代表性，它是有较好的力学性能，便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐腐蚀性能和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子
1.4462 双相钢介绍 双相不锈钢（Duplex stainless steel）双相不锈钢是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，同时也是集优良的耐蚀性能、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。双相不锈钢已经有60 多年的历史，世界上第一批双相不锈钢于1930 年在瑞典生产出来并用于亚硫酸盐造纸工业。 1968年不锈钢精炼工艺一一氩氧脱碳工艺（AOD）的发明，使一系列新的不锈钢的产生成为可能。AOD 工艺带来的诸多进步之一就是合金元素N 的添加。双相不锈钢添加N 元素可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐蚀性能接近于基体金属的性能，还可以降低有害金属间相的形成速率。双相不锈钢同奥氏体不锈钢一样，是一种按腐蚀性能排序的钢种，腐蚀性能取决于它们的合金成分。双相不锈钢一直在不断发展，现代的双相不锈钢可以分为四种类型： 1、不含Mo 的低级双相不锈钢2304； 2、标准双相不锈钢2205（德标1.4462），占双相钢总量的80%以上； 3、25%Cr的双相不锈钢，典型代表合金255，可归为超级双相不锈钢； 4、超级双相不锈钢，含25-26%Cr与255合金相比Mo和N的含量增加。典型代表钢种2507。 双相不锈钢中的合金元素主要是Cr铬、Mo钼、N氮、Ni镍，它们在双相钢中的作用如下： 1 、Cr 铬 钢中最少含有10.5%勺Cr才能形成保护钢不受大气腐蚀的稳定的钝化膜。不锈钢的耐蚀性能随Cr的含量提高而增强。Cr是铁素体元素，它可以使具有体心立方晶格的铁组织稳定，也可以提高钢在高温下的抗氧化能力。 2、Mo 钼 Mo与Cr协同作用能提高不锈钢的抗氯化物腐蚀的能力。Mo在氯化物环境下的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力是Cr的3倍（参见CPT公式）。Mo是铁素体形成元素，同样能促进形成金属间相。因此，通常奥氏体不锈钢中Mo 含量小于7.5%，双相钢中小于4%。 3、N 氮 N 元素可增加奥氏体和双相不锈钢的抗点蚀和缝隙腐蚀的能力，并可以显著地提高钢的强度，它是固溶强化最有效的一个元素。在提高钢强度的同 时，N元素还可以增加奥氏体不锈钢和双相不锈钢的韧性，延缓金属间相 的形成，使双相不锈钢有足够的时间进行加工和制造，还可以抵消因高