常见奥氏体不锈钢材质特性Word文档格式.docx
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0Cr19Ni9N（AISI304N）和00Cr18Ni10N（AISI304LN）14
15
16
控氮0Cr19Ni10（304NG）17
17
（3）耐蚀性能：
19
（4）工艺性能：
（5）应用：
20
1Cr18Ni12（AISI305）20
21
0Cr18Ni9Cu3（302HQ）21
22
23
00Cr18Ni15Si4（Nb）23
24
0Cr18Ni10Ti（AISI321）24
25
26
27
0Cr18Ni11Nb（AISI347）27
28
29
31
0Cr25Ni20（AISI310S）、00Cr25Ni20（310L）和00Cr25Ni20Nb31
（1）化学成份31
32
33
0Cr17Ni12Mo2（AISI316）和00Cr17Ni14Mo2（AISI316L）33
34
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0Cr17Ni12Mo2N（AISI316N）和00Cr17Ni13Mo2N（AISI316LN）35
36
37
控氮00Cr17Ni12Mo2（316NG）37
38
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尿素级00Cr17Ni14Mo239
40
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42
43
44
1Cr17Ni7（AISI301）
1Cr17Ni7是一种亚稳定奥氏体不锈钢，在充分固溶状态下，它具有完全奥氏体组织，因其奥氏体不稳定，当经过冷加工变形时，会有形变马氏体形成，其数量取决于变形量大小和形变温度。
在奥氏体不锈钢中1Cr17Ni7是最易冷变形强化的钢种，通过冷加i变形可使钢的强度和硬度提高，并且仍保留足够的塑韧性，加之此钢茬大气条件下具有较好的不锈性，因此，1Cr17Ni7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和部件。
此外，此钢在受到外力撞击时易产生加工硬化可吸收更多的碰撞能量，对设备和人员将提供更可靠的安全保障。
经冷加工变形可使1Cr17Ni7钢的强度明显提高、塑性相应降低，美国ASTM标准所规定的经冷加工变形的室温力学性能指标是见表13.7－42。
冷变形温度对钢的强化效果产生明显影响。
随冷变形温度的降低，强化效果愈加显著，随之塑性也明显下降。
（4）耐蚀性能：
1Cr17Ni7不锈钢在工业大气、城市大气条件下抗锈性能良好，在中性和氧化性环境中亦具有较好的耐蚀性，在海洋大气中具有可用的耐蚀性，但在还原性介质中耐蚀性欠佳，在酸、碱、盐等化工介质中耐蚀性较差，因此不推荐用于腐蚀性苛刻的介质环境中。
1Cr17Ni7钢的热加工工艺性能良好，可生产棒、板、管、丝、带、锻件等冶金产品。
热加工温度范围为850～1150℃，钢的适宜固溶处理温度和冷加工过程的软化退火温度为1050～1100℃。
1Cr17Ni7钢的焊接性能良好，冷轧薄板焊后，在近缝区会产生低强度区。
铁路客车车箱、装饰板、传送带、坚固件等领域广泛应用1Cr17Ni7，此外，在大型液体火箭的低温压力容器中，该钢冷轧薄板已得成功应用。
1Cr18Ni9（AISI302）
1Cr18Ni9是一种历史最悠久的奥氏体不锈钢，钢的塑性、韧性、热冷加工性能良好，可生产板、管、始、带、棒材、锻件等各类冶金产品，它不能通过热处理手段进行强化，可通过冷变形获得较高的强度。
在固溶状态下，在氧化性酸、大气、水、蒸汽等介质中具有良好的耐蚀性。
钢的耐晶间腐蚀性能不佳，经650敏化处理或在中温长期保温后，此钢具有晶间腐蚀倾向，若要消除这种倾向，必须经过固溶处理，否则，仅能改用稳定化型或超低碳钢种。
此外，lCr18Ni9的无磁性能及低温性能较好。
因此，lCrl8Ni9钢主要应用于对耐蚀性和强度要求不高的结构件和焊接件，亦可用于无磁部件和低温装置的部件。
在具有晶间腐蚀的环境中，不宜以焊接状态使用。
（1）化学成份
lCrl8Ni9钢的化学成份列于表13.7-53。
为了比较也列入了ASTM标准中所规定的化学成份。
（2）室温力学性能
1Cr18Ni9钢的室温力学性能见表13.7-54。
钢的压缩强度见表13.7-55。
高温时效对1Cr18Ni9钢室温瞬时力学性能的影响见表13.7-56。
（3）冷作硬化特性
冷加工变形后，1Cr18Ni9的强度可显著提高，但硬化效果不如lCr17Ni7。
钢的冷加工强化效果见图13.7-296，美国ASTM标准规定的经硬化后的力学性能见表13.7-57，冷变形温度对1Cr18Ni9钢室温力学性能的影响见图13.7－297，经短时时效后的冷变形1Cr18Ni9钢的室温力学性能见表l3.7-58。
1）均匀腐蚀固溶处理状态的1Cr18Ni9钢的耐均匀腐蚀性能示于表13.7－63和图13.7－309。
2）晶间腐蚀1Cr18Ni9耐晶间腐蚀性能不良，敏化态不能通过晶间腐蚀检验，固溶态可通过晶间腐蚀检验。
因此，在焊接状态在产生晶间腐蚀的介质中不宜采用。
3）辐照性能1Cr18Ni9经中子辐照后抗拉强度明显提高，见表13.7-砷。
1）热加工性能1Cr18Ni9热加工性能良好，适宜的热加工温度范围为1160-1200℃，终加工温度应大于850℃。
2）冷加工性能固溶状态1Cr18Ni9具有良好的冷加工性能，可顺利进行冷轧，冷拔操作加工。
钢的冷成形性能良好，可进行冷冲压和冷弯等冷成形作业，钢的极限拉深系数约为2.06，工作拉深系数为1.80~1.90。
3）热处理钢的固溶热处理温度为1100～1150℃，冷加工中间热处理温度为850~970℃，冷却方式为水冷，对于截面尺寸较小的材料亦可空冷。
4）焊接性能钢的焊接性能良好，可采用各种方法焊接，手工电弧焊可采用奥102，奥107焊条，焊后可通过L
法晶间腐蚀检验。
采用奥132和奥137焊条焊接且经敏化处理后亦可通过L法晶间腐蚀检验。
为确保钢的耐晶间腐蚀性能，焊后应进行固溶处理，若不能进行固溶，宜选用抗敏化性能优异的钢种。
1Cr18Ni9主要用于制造中等温度下耐腐蚀而强度要求不高的部件以及低温应用。
在要求耐蚀及无磁的环境中，该钢可以制造各相应部件和设备，如弹簧、管道、紧固件、容器、管道、换热器等。
2.1.3Y1Cr18Ni9（AISI303）和Y1Cr18Ni9Se
Y1Cr18Ni9和Y1Cr18Ni9Se是两种易切削Cr-Ni奥氏体不锈钢。
前者通过调整钢中的磷、硫含量，后者除调整钢种的磷、硫含量外还加人硒，从而改善了1Crl8Ni9钢的切削加工性能。
钢的其他性能仍保留了1Crl8Ni9的特点。
对于要求切削加工性能优良和具有良好加工表面的部件，宜选用此类钢为佳。
两个钢号的化学成份见表13.7－66
Y1Cr18Ni9和Y1Cr18Ni9Se的室温瞬时力学性能见表13.7－67。
Y1Cr18Ni9钢冷作硬化特性如图13.7-310所示。
在干燥和大多数中等腐蚀环境中，其耐蚀性相当于1Cr18Ni9，在湿态大气中形成锈蚀膜，在严苛腐蚀介质中其耐蚀性不如1Cr18Ni9。
同1Cr18Ni9一样，它们不耐敏化态晶间腐蚀。
1）热加工由于钢中磷、硫含量较高对钢的热加工性能产生不利影响，推荐的热加工范围为982～l204℃，随后在1038℃退火并水冷。
2）冷加工钢的冷加工性能不如1Cr18Ni9。
一般不推荐冷成形操作。
3）切削加工性能此类钢易于切削加工，其切削性能优于1Cr18Ni9，易断屑且表面光滑。
Y1Cr18Ni9和Y1Cr18Ni9Se主要应用于干燥和中等腐蚀环境中，对耐蚀性要求不高，但对切削加工性能要求较高的部件，如办公器械复印机的滚子、导辊、轴类等。
对要求无磁、耐锈蚀又要求加工性能优良的产品，此类钢是最佳选择。
0Cr18Ni9（AISI304）和00Cr19Ni10（AISI304L）
0Cr18Ni9钢是奥氏体不锈钢，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的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得以强化，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良好的冷、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形的部件以及输送腐蚀介质管道、容器、结构件等，0Cr18Ni9亦可用于制造无磁、低温设备和部件。
00Cr19Ni10是在0Cr18Ni9基础上，通过降低碳和稍许提高镍含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0Cr1l8Ni9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，曾一度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，但其抗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0Cr18Ni9Ti。
它主要用于需焊接且焊后又不能进行固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或点和缝隙腐蚀的条件下，在选用时应慎重。
0Cr18Ni9和00Cr19Ni10的化学成份见表。
0Cr18Ni9和00Cr19Ni10的室温瞬时力学性能标准指标见表。
冷加工使0Cr18Ni9和00Cr19Ni10的强度明显提高，但其提高的幅度不如1Cr17Ni7。
1）均匀腐蚀0Cr18Ni9和00Cr19Ni10钢在酸、盐等介质中的耐蚀性示于表13.7-85、表13.7-86和图13.7－330及图13.7-331。
在反应堆环境中的均匀腐蚀情况示于表13.77-表13.7-93和图13.7-332,图13.7-333。
2）点腐蚀0Cr18Ni9和仍00Cr19Ni10的点蚀行为如图13.7-3弘和图13.7-335所示。
3）应力腐蚀0Cr18Ni9和00Cr19Ni10钢在高浓氯化物中耐应力腐蚀破裂性能不佳。
在热水和高温水中具有工程意义的耐应力腐蚀破裂性能，但其性能受钢的组织状态、合金成份、介质条件和变化以及应力状态所制约，在水环境中的应力腐蚀行为如图所示。
0Cr18Ni9和00Cr19Ni10奥氏体不锈钢均具有良好的冷、热加工性能。
可采用通用的各种热、冷加工工艺生产锻材、棒材、线材、板材、带材、丝材等冶金产品，热加工温度范围为900～1180℃。
冷加工较易，无特殊困难，由于两种钢易于冷加工硬化，当冷变形量过大时，须进行中间退火处理，以利于进一步加工。
1）热处理工艺0Cr18Ni9的固溶处理温度为1080～1100℃，00Cr19Ni10则为1050-1100℃。
冷却方式为水冷或空冷。
冷加工中间退火温度多在850～970℃，保温一定时间后水冷。
经固溶处理后钢的组织为奥氏体组织，有时也存在少量铁素体。
2）焊接0Cr18Ni9和00Cr19Ni10可采用通用的方法进行焊接。
手工电弧焊时，碳的质量分数为0.04%～0.06%的薄截面尺寸的0Cr18Ni9可采用奥002焊条，焊后可不产生晶间腐蚀倾向，对于厚截面尺寸欲保持焊后的耐晶间腐蚀性能，需进行焊后热处理，若不能进行热处理，应改用00Cr19Ni10或稳定化型的奥氏体不锈钢。
00Cr19Ni10的焊条为奥002焊条。
3）冷成形性能0Cr18Ni9薄板在应用过程中，常常用于冷成形操作。
其冷成形性能是衡量能否顺利成形和成品率高低的重要技术指标。
影响0Cr18Ni9钢的冷成形性能的因素较多，也很复杂，就其金属学因素主要是钢的成份，即铬当量和镍当量的比，其常规拉伸性能中的伸长率是一项重要的表征指标。
成形性能的数据分散带与钢的成份控制波动范围有关。
为获得良好的冷成形性能，应控制钢中的铬当量和镍当量的比值处于一个恰当的范围。
0Cr18Ni9和00Cr19Ni10广泛应用于化工、石化、核工业、轻工、纺织等工业中，在核工业的反应堆工程中，0Cr18Ni9是早期沸水核反应堆的主要结构材料，主要用于岐管、旁通管道及支撑件，由于曾出现IGSCC（晶向应力离
蚀），近年来已由核级00Cr18Ni10所取代。
在压水核反应堆中0Cr18Ni9和00Cr19Ni10主要用于1.2.3级设备用不锈钢锻件和冲压件，热交换器无缝管，辅助管道，冷却剂系统管路等。
对于截面尺寸大，且要求焊接的部件，应选用00Cr19Ni10。
对于制造堆内构件的产品，应对钢中的钴、硼作出明确规定。
0Cr19Ni9N（AISI304N）和00Cr18Ni10N（AISI304LN）
0Cr19Ni9N和00Cr18Ni10N是在不含氮18-8型不锈钢基础上发展的新钢种，它们除保留了不含氮钢种的耐蚀性和良好的塑性韧性外，因采用氮合金化，显著地提高了钢的强度和加工硬化倾向，而其塑性韧性又保持到足够高的水平。
此外，氮的加入，提高了钢中的镍当量，使合金的奥氏体更加稳定，增大了节约钢中镍含量的空间，钢中氮含量的提高使其某些方面的耐蚀性得到进一步改善，在耐点蚀和缝隙腐蚀方面，其改善较为明显。
由于氮提高钢的抗敏化能力，耐晶间腐蚀性能亦有明显提高。
两种钢均可用于相应不含氮钢的场合。
在要求耐蚀，对不含氮钢种的强度不满意的使用条件下，可选用相应的含氮钢种。
0Cr19Ni9N和00Cr18Ni10N的化学成份见表13.7-105。
为了比较，列入了美国的相应牌号的成份。
0Cr19Ni9N和00Cr18Ni10N的室温瞬时拉伸性能见表。
钢的强度水平与其含氮量相关，随氮的提高钢的强度水平显著上升。
通过冷变形可使显著强化，同时保留足够的塑性，其强化效果与钢中的含氮量有关，详细数据见表。
钢的磁导率随冷加工的变化不明显。
1）均匀腐蚀氮的加入提高了风的强度，但其耐蚀性仍保持相对应不含氮钢的水平，因此，两种含氮钢的耐均匀腐蚀性能与不含氮钢的相当。
钢中的氮明显改善了在硝酸中的耐蚀性，亦改善了钢的极化行为。
2）晶间腐蚀氮的加入提高了抗敏化能力，较不含氮钢的耐晶间腐蚀性能得到改善。
对于0Cr19Ni9N，尽管耐晶间腐蚀能力得到改善，但对晶间腐蚀不是免疫的，因此对于焊后部件，为获得良好的耐晶间腐蚀性能，应施以固溶处理。
3）点腐蚀和缝隙腐蚀含氮的钢种耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能明显优于不含氮钢种。
1）热加工两种钢的热加工性能良好，与不含氮钢相对，除变形抗力稍大外，没有大的不同，适宜热加工，加热温度范围为1120－1205，中间再加热温度可选用950，终加工温度应在850以上。
2）冷加工两种钢易于冷加工，但所需变形力较大，由于钢的塑性韧性较好，允许较大的冷变形，并减少了冷变形过程中的断裂危险性。
盘条拉拔生产中，变形量可在80%以上，中间不需要退火，且不会出现裂纹。
3）冷成形性能冷成形性能良好，在不需要中间退火的情况下，可实施大的冷变形操作。
4）热处理固溶处理温度为1010－1120，大截面尺寸应水冷，薄板等小截面尺寸可空冷，消除应力退火温度为260－425。
5）焊接性能可采用手工焊、MIG、TIG和电阻焊等方法进行焊接。
两种含氮18Cr-8Ni奥氏体不锈钢可应用于各不含氮钢的应用领域，对于那些要求具有不含氮钢的耐蚀性，其强度水平不能满足使用要求的服役条件，他们是较为理想的材料。
0Cr19Ni9N主要用于飞机和宇航器中的部件和装置，以减轻重量。
在海水环境中，用于泵、阀以及船艄的轴和推进器等。
由于其奥氏体的稳定性，它亦可应用于低温场合。
00Cr18Ni10N主要应用于00Cr19Ni10强度不足的场合，例如核动力工业，化学加工领域的容器、管道、换热器、反应装置等。
控氮0Cr19Ni10（304NG）
控氮0Cr19Ni10奥氏体不锈钢是近20年来发展起来的新钢种。
其发展的驱动力是解决0Cr18Ni9钢在BWR（沸水核反应堆）运行中出现IGSCC（晶间应力腐蚀）破裂事故问题，提高反应堆安全运行的可靠性，此外也为压水核反应堆的堆内构件等提供更好的材料，在研究开发过程中，以既保持0Crl8Ni9的强度水平又具有00Cr19Ni10的耐晶间腐蚀性能，同时又不违背长期工作所建立起来的核规程作为研究开发的技术思想。
在充分考虑上述3个条件的基础上，通过加上适量的氮，可以提高钢的强度，改善钢的耐晶间腐蚀性能，并可提高钢具有与超低碳奥氏体钢相同抗敏化能力的碳含量。
于是产生了控氮0Cr19Ni10新钢种，在美国、日本称核级304即304NG（NuclearGrade）核级，在法国称Z2CN19-10。
在我国，结合实际工程需要，在国外研究基础上，在20世纪80-90年代开发了这一钢种，简称控氮304，即控氮0Cr19N10。
控氮0Cr19Ni10钢具有与00Cr19Ni10相同的工艺性能，可以提供板、管、锻件、棒材等冶金产品。
它已成功应用于实际核反应堆建造工程。
控氮0Cr19Ni10的化学成份见下表：
1）室温力学性能在不同技术条件或标准中，对控氮00Cr19Ni10和0Cr19Ni10的力学性能的规定值略有差别，法国RCC-M的数据见表13.7-116。
工业产品的实测值见表13.7-117。
1）均匀腐蚀控氮0Cr19Ni10钢在酸、碱、盐等介质中耐均匀腐蚀性能与00Cr19Ni10相当，具体数据可参考0Cr18Ni9和00Cr19Ni10地均匀腐蚀性能数据。
2）点腐蚀控氮0Cr19Ni10板材和锻件在50℃、6%氯化铁和0.05NHCl溶液中的点腐蚀试验结果见表。
3）耐晶间腐蚀性能控氮0Cr19Ni10钢在标准规定的敏化条件下具有良好的耐晶间腐蚀性能。
在650℃×
2h空冷和700℃×
30min以1℃/min冷到500℃再空冷（B处理），两种敏化条件下的Ra值分别为2.50%和9.69%。
对于18－8型奥氏体不锈钢的再活化率<
15%可认为无晶间腐蚀倾向。
4）耐应力腐蚀破裂性能水质条件为含20×
10－6Cl－的去离子水（pH=7，比电阻ρ＝5×
10Ω·
m）和300℃，饱和蒸汽压力为8.8MPa，溶解氧的质量分数为8×
10－6（饱和氧）的高纯水，拉伸速度为0.005mm/min（应变速度ε=4.2×
10－6S-1），钢的应力腐蚀敏感指数列于表13.7-121。
控氮0Cr19Ni10钢具有良好的冶金工艺性能，其热、冷加工性能同于00Cr19Ni10，可提供锻件、棒材、板材、管材等冶金产品。
钢的热变形温度区间以1050～1250℃为宜，控氮0Cr19Ni10钢的固溶退火制度为1000～1080℃，保温一定时间后（视截面尺寸而定）进行水冷或空冷。
固溶处理后的组织为奥氏体基体+少量铁素体或纯奥氏体，经固溶处理的钢具有良好的力学性能和耐蚀性。
控氮0Cr19Ni10钢具有与00Cr19Ni10相同的焊接性能，可采用各种方法焊接，既不需焊前预热也不需焊后热处理，焊接材料可采用308L焊条和308L焊丝，焊接焊头和熔敷金属的性能近于母材。
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