奥氏体不锈钢的特点与应用

奥氏体不锈钢代表了整个不锈钢系列中最大的一个类别，生产的吨位高于其他任何一种类别。它们在绝大多数环境中具有良好的耐腐蚀性。奥氏体不锈钢具有和低碳钢相当的强度，室温时最低屈服强度约为210MPa（30ksi），然而不能相变强化。由于这类钢低温冲击韧度好而可用于低温工作环境。其高温工作温度可达760°C（1400°F）或者更高，但是大部分钢在这么高的温度下强度和抗氧化能力是有限的。奥氏体不锈钢可以通过冷作硬化而有效地强化。它们经常用于要求有很好的耐大气腐蚀或耐高温腐蚀能力的工作场合。只要按照正确的工艺规范施焊，这类钢都是可以焊接的。

在这类钢中添加大量的奥氏体形成元素，特别是镍（一般w（Ni）超过8%），其他的奥氏体形成元素是C、N和Cu。碳和氮是强奥氏体形成元素，这可以从第3章中列出的镍当量公式中各种系数值看出。加碳是为了改进高温强度（蠕变强度）。在某些钢中加入氮主要是为了改进室温强度和低温强度，有时可以提高一倍多。用氮强化的钢经常在它们的AISI300系列型号后面标注一个后缀N、如304LN。AISI200系列（如201）也是氮强化钢，经常使用各种商业名字，例如：Nitronic。

标准奥氏体不锈钢的成分（质量分数）范围：

16%～25% 铬

8%～20% 镍

1%～2% 锰

0.5%～3% 硅

0.02%～0.08% 碳（L类钢指定碳<0.04wt%）(www.xing528.com)

0%～2% 钼

0%～0.15% 氮

0%～0.2% 钛和铌

奥氏体不锈钢一般具有好的韧度和延性，在拉伸加载时显示出很高的断后伸长率。由于钢中合金含量较高，所以比马氏体不锈钢、低铬和中铬铁素体不锈钢要贵。尽管钢本身价格高，但提供了突出的工程制造方面的优点，特别是良好的成形性和焊接性，因而和其他类的不锈钢比较，经常降低了总的成本。

奥氏体不锈钢虽然有很多种类，但300系列是最老的也是应用最广的。这类钢大部分是在18Cr-8Ni系的基础上加入合金元素或者是进行变质，而得到独特的性能或者使性能更完备。

304型不锈钢是这个系列钢的基础，加上304L代表了最常选用的奥氏体不锈钢。在316型不锈钢中用质量分数大约2%的钼替代等量的铬以改善耐点蚀能力。在稳定化的321和347钢中分别添加了少量的钛和铌，它们和碳结合以减少由于析出富铬碳化物而引起的晶间腐蚀。在20世纪60年代普遍使用L类钢，这是由于利用AOD（氩-氧脱碳）方法熔炼，降低了标准型（非低碳型）和低碳型不锈钢之间的价格差别。这类低碳型不锈钢（304L，316L）已经广泛用于受到晶闸侵蚀和晶间应力腐蚀的工作场合。这些形式的腐蚀破坏将在本章后面讨论。

奥氏体不锈钢应用广泛的领域包括支撑结构和密封容器、建筑、厨房设备和医疗产品。这类钢之所以广泛应用，不仅是因为它们的耐腐蚀能力，而且由于它们易于成形和加工以及具有耐久性。某些高合金化的钢种用于很高温度[高于1000°C（1830°F）]，如热处理用的网篮。在加入高的铬之外，这些钢一般有高的硅含量（有时是铝）和碳含量，前者是为了在高温保持抗氧化性和（或）抗渗碳，保持高的强度。必须指出：在某些普通的环境如海水或其他含氯的介质或者高碱性环境中，不宜选用普通的奥氏体不锈钢。这是由于它们对应力腐蚀裂纹（SCC）敏感。在这类钢中SCC会对母材、热影响区和焊缝产生损伤。当选择不锈钢用于这些环境而又承受重载时要特别谨慎。应力腐蚀问题及其产生的后果将在后面阐述。