奧氏體不銹鋼管成分、組織及性能

奧氏體不銹鋼管按成分不同可分為鉻鎳系（Fe-Cr-Ni）和鉻錳系（Fe-Cr-Mn）奧氏體不銹鋼管，分別簡稱為300系和200系。鉻鎳系（A300）不銹鋼管化學成分以鎳為主，按Cr-Ni所占百分比含量不同分為18-8型、18-12Mo型、25-20型不銹鋼管。Cr-Mn系（A200）不銹鋼管中的主要奧氏體化元素為錳、氮和適當?shù)逆?。鉻鎳奧氏體不銹鋼管具有優(yōu)秀的耐腐蝕性能，良好的綜合力學性和優(yōu)良的可焊性，因而廣泛應用于多種化學加工和食品加工領(lǐng)域，同時奧氏體不銹鋼管的低溫韌性和非磁性使其應用范圍進一步擴大。然而鉻鎳不銹鋼管的硬度和強度偏低，不適用于對負荷、硬度和耐磨性有嚴格要求的部件。鉻錳氮不銹鋼管成分中氮的固溶強化作用提高了奧氏體不銹鋼管的強度，適用于較重負荷及高耐蝕設(shè)備構(gòu)件。

奧氏體不銹鋼管中最重要的合金元素是鉻，鉻能促進鋼的鈍化，在介質(zhì)作用下保持穩(wěn)定的鈍態(tài)。鉻是形成和穩(wěn)定鐵素體的重要元素，奧氏體不銹鋼管中鉻含量的增加會促使鐵素體生成。一些析出物（如。相、x相）會隨著鉻含量的增加而增多，常見的析出物有Cr23C6、Cr/C3，一般形式為（Fe，Cr）23（C，N）6、（Fe，Cr）y（C，N）s。鋼中含有一定量的Mo、Nb等元素時，還會析出Cr6C。鉻對不銹鋼管的耐蝕性影響最大，當奧氏體不銹鋼管處于敏化溫度區(qū)間（450℃~850℃）時，碳的擴散速度遠遠超過鉻，晶界處晶格不完整性會使碳向晶界擴散，促使Cr2sC6或（Fe，Cr）23C6析出。鉻的擴散速度慢，生成含鉻化合物后晶界處鉻的含量較低，奧氏體組織中處于鈍態(tài)的中心富鉻區(qū)和活化態(tài)的晶界貧鉻區(qū)存在電位差，破壞了奧氏體鋼的耐蝕性能。鎳是奧氏體不銹鋼管的主要成分之一，促進形成穩(wěn)定的單相奧氏體組織，提高奧氏體不銹鋼管的力學性能、加工性能、焊接性和無磁性能。鎳含量的增加可完全消除鐵素體，抑制σ相的形成，降低馬氏體的轉(zhuǎn)變溫度，減小碳、氮等元素在奧氏體鋼中的溶解度，促進碳氮化合物的析出。錳是弱奧氏體形成元素，但能穩(wěn)定奧氏體組織，抑制奧氏體的分解。用錳代替鎳對解決耐蝕性問題的的意義不大。錳在Cr-Ni奧氏體不銹鋼管中的含量不超過2%。氮在不銹鋼管中起到奧氏體穩(wěn)定劑的作用[圓，作為間隙固溶強化元素提高奧氏體不銹鋼管的強度，對鋼的塑性和韌性影響不大。氮能減少奧氏體中的密排不全帶來的位錯缺陷，對含間隙雜質(zhì)原子團的位錯有一定抑制作用，強化效果優(yōu)于碳。氮對奧氏體不銹鋼管晶粒尺寸細化效果受含氮量和溫度影響，品粒尺寸細化作用會隨著含氮量的增加而逐漸增強。低溫條件下氮的強化作用更明顯。氮有助于提高奧氏體不銹鋼管的耐點蝕、一般腐蝕、晶間腐蝕和應力腐蝕等性能。