世界上奥氏体不锈钢的产量,占到不锈钢总产量的80%~90%。常用的奥氏体不锈钢是300系列,在奥氏体不锈钢里,奥氏体组织占据主导地位。奥氏体不锈钢的品种较多,应用范围很广。在不锈钢焊管当中,绝大部分是奥氏体不锈钢。所以,在这里将对常用奥氏体不锈钢作单独介绍。常用的奥氏体不锈钢型号有0Cr19Ni9(304不锈钢)、00Cr19Ni9(304L不锈钢)、0Cr25Ni20(310S不锈钢)、0Cr17Ni12Mo2(316不锈钢)、OCr18Ni10Ti(321不锈钢)和0Cr18Ni11Nb(347不锈钢)不锈钢,上述不锈钢被广泛地用于制造冷凝器、锅炉给水加热器、热交换器及化工、医药、食品、纺织等耐腐蚀设备。


 1. 304不锈钢

 

 304是最普通的不锈钢,用在需要防腐蚀的场合。304不锈钢质地均匀,其高延伸性与优异的强度,使得其有很好的可加工性。在退火状态下304不锈钢是抗磁的,304不锈钢因其具有较好的低温韧性而被来制造低温容器,它特别适用于制造要焊接的设备及需要防止多种腐蚀形式的设备。 食品、有机物、染料、许多无机物对304不锈钢无腐蚀作用,氧化性溶液对304不锈钢的腐蚀作用也很小,304不锈钢可抗硝酸腐蚀,抗硫酸腐蚀的生能差一些,基本不能抗氢卤酸腐蚀。可采用表面钝化的方法来维持304不锈钢的抗蚀性能。在871℃,304不锈钢也不会起氧化皮;对于间歇加热场合,304不锈钢使用温度应不超过815℃,最高使用温度不超过898℃。


 冷加工性: 冷加工性能很好,可以进行冷轧、冷拔,也能承受弯曲、卷边、折叠、深冲等冷加工。


 焊接性能:焊接性能良好,可采用各种方法焊接,焊后无需热处理,焊接电流比焊低碳钢时小20%左右,电弧不应当过长,焊层之间应当快冷,以窄道焊为宜,可采用A002(E308L)焊条,焊后不会出现刀口状腐蚀。焊缝金属的σb≥510MPa,δ5≥35%。


2. 310S不锈钢

 

 310S不锈钢含具有较高的合金元素,具有较高的抗腐蚀和抗氧化能力。主要用做热稳定钢,当含碳量较高时,可用做热强钢,但实际上常常作为耐热钢用来制造耐热部件。310S不锈钢可焊性良好,采用各种方法均易焊接,通常情况下不需要预热。


3. 316不锈钢与316L不锈钢


  316及316L不锈钢具有很高的抗点蚀能力,因此,316和316L不锈钢适合在造纸厂和化工厂使用,316不锈钢对硫酸盐、卤酸盐、磷酸盐或其他盐具有很好的蚀性能。尽管如此,316不锈钢抗静止或慢速(小于1.5m/s)流动的海水腐蚀还是不够大,因此,近20年,已开发了几种超级铁素体、奥氏体及双相不锈钢。


  316不锈钢用于制造要求有高强度与高蠕变强度的设备;316不锈钢中含有钼,使得其比304具有更高的蠕变强度;316不锈钢有优异的抗高温氧化能力,在898℃时,在大气环境下生成氧化皮的速率很慢;316及316L较容易焊接,焊后也不需要热处理。316不锈钢用于高温下要求有高强度与高蠕变强度的场合,钼的加入使其蠕变强度是304不锈钢的数倍,316不锈钢一般用于造纸、化工、食品和磷酸工业。


4. 321不锈钢和347不锈钢


 321不锈钢和347不锈钢是比较稳定的不锈钢,原因是钛或铌的加人,可稳定钢内的奥氏体组织,适用于食品、化工、医药、原子能工业等。


 321不锈钢是铬-镍奥氏体不锈钢。钢中加入钛是为了防止500℃~800℃范围内保温后出现的晶间腐蚀倾向。该钢种具有优良的耐氧化酸均匀腐蚀的能力,但是耐应力腐蚀和耐点蚀能力较差。该种钢具有良好的塑性和韧性以及冲击性能,直到-196℃仍具有优良的冲击韧性。这种钢不能用热处理强化,冷加工是强化的唯一手段。该种钢已广泛用于航空、航天、化工、食品、医疗等各部门。


  冷成型性能: 冷加工性能良好,可在室温进行冷轧、冷拔,也能承受弯曲、卷边、折叠、深拉等冷加工。


  焊接性能: 焊接性能良好,用各种方法均易焊接。在不要求耐晶间腐蚀的情况下,焊后一般不需要热处理。为避免焊接时重复加热引起碳化物析出而导致性能降低,不宜采用过大的焊接电流;推荐采用347不锈钢作为焊接材料,以弥补焊接过程中钛的烧损。


 304不锈钢在淡水或无强烈腐蚀的工业环境中,已经使用了50多年,通过改进其化学组成,其抗蚀性能、焊接性能、强度等得到了改善。在304不锈钢中加入钼以提高其抗氯离子腐蚀性能,这些不锈钢品种有316不锈钢和317不锈钢。316不锈钢与317不锈钢的抗化学腐蚀性能比304不锈钢高许多。


 超低碳不锈钢00Cr19Ni9(304L不锈钢)、00Cr17Ni14Mo2(316L不锈钢)和0Cr19Ni13Mo3(317L不锈钢)能够防止碳化物在426℃~871℃温度下析出,因此,这些不锈钢可用普通的焊接方法焊接,不会引起抗腐蚀性能下降,超低碳不锈钢适用于温度低于426℃的环境中。


 通过渗入氮可补偿低碳不锈钢强度的降低,提高所用温度下超低碳不锈钢的强度,提高抗氯离子腐蚀的能力,提高抗点腐蚀能力,曾加其金相的稳定性,增加不锈钢的惰性,强化添加铬、钼元素的抗腐蚀效果。氮的渗入量在0.1%~0.25%之间,最大值不得超过0.29%;若超过0.25%,可能在钢中引起气孔、氨化物析出等问题。渗氮不锈钢的型号,在其品种型号中有后缀N。


 在不锈钢中加入的越多,其对抗击点腐蚀及间隙腐蚀的能力就越强。


 在不锈钢中加入可稳定奥氏体组织,提高抗应力腐蚀能力和提高抗环境腐蚀能力。


 在不锈钢中加入钛或铌可稳定不锈钢内的各个化学成分,防止铬及铬化物的析出,使焊接区域的性能保持稳定。这种不锈钢的品种有0Cr18Ni10Ti(321)(含Ti)和0Cr18Ni11Nb(347)(含Nb)。


 降低奥氏体不锈钢的碳含量,就可以少用铌,而达到同样的化学与机械性能,这样就可以防止产生铌富集膜的形成。对硅、硫和磷的限制可以防止发生液析(低熔)裂纹。增加锰的含量可减少固化时开裂的可能性。