奥氏体系不锈钢及其热处理工艺目录一、奥氏体不锈钢 (2)（一）奥氏体不锈钢成分 (2)（二）奥氏体不锈钢合金化原理 (3)（三）奥氏体不锈钢型号 (5)（四）奥氏体不锈钢种类 (6)（五）奥氏体不锈钢的特点 (8)（六）奥氏体不锈钢优缺点 (9)（七）奥氏体不锈钢生产工艺 (9)二、金属的腐蚀 (10)（一）金属的腐蚀及防护 (10)（二）腐蚀的现象及意义 (11)（三）化学腐蚀及保护膜 (11)（四）电化学腐蚀及其防护 (13)（五）腐蚀损坏的形式及特点 (17)（六）材料抗蚀性的评定 (21)三、奥氏体不锈钢晶间腐蚀 (23)（一）晶间腐蚀产生的机理 (23)（二）不锈钢晶间腐蚀原因分析 (23)（三）影响晶间腐蚀的因素 (24)（四）防止晶间腐蚀的措施 (26)四、奥氏体不锈钢焊缝热影响区的组织分析 (29)（一）焊缝凝固裂纹 (29)（二）热影响区（液化）裂纹 (31)（三）高温低塑性裂纹 (30)五、奥氏体不锈钢的热处理工艺分析 (34)（一）固溶化处理 (34)（二）稳定化退火 (35)（三）消除应力处理 (36)（四）敏化处理 (36)（五）奥氏体不锈钢的冷加工强化及去应力处理 (38)（六）奥氏体不锈钢热处理应注意的一些问题 (39)六、奥氏体不锈钢工程热处理实例分析 (43)（一）奥氏体不锈钢的发展方向 (43)奥氏体系不锈钢及其热处理工艺一、奥氏体不锈钢（一）奥氏体不锈钢成分奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。

钢中含Cr约18%、Ni 8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。

奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。

奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。

奥氏体不锈钢在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%。

由于奥氏体不锈钢具有优良的性能和特点，使其越来越受到重视和应用，特别是在核电设备的制造生产中，更是被应用于制造重要、关键的零部件。

此类钢除耐氧化性酸介质腐蚀外，如果含有Mo、Cu等元素还能耐硫酸、磷酸以及甲酸、醋酸、尿素等的腐蚀。

此类钢中的含碳量若低于0.03%或含Ti、Ni，就可显著提高其耐晶间腐蚀性能。

高硅的奥氏体不锈钢浓硝酸具有良好的耐蚀性。

由于奥氏体不锈钢具有全面的和良好的综合性能，在各行各业中获得了广泛的应用。

以上是奥氏体不锈钢新旧牌号化学成份对照表1奥氏体不锈钢新旧牌号化学成份对照表1（二）奥氏体不锈钢合金化原理提高钢耐蚀性的方法很多，如表面涂一层耐蚀金属、涂敷非金属层、电化学保护和改变腐蚀环境介质等。

但是利用合金化方法，提高材料本身的耐蚀性是最有效的防止腐蚀破坏的措施之一，其原理及方法如下：1.加入合金元素，提高钢基体的电极电位，从而提高钢的抗电化学腐蚀能力。

一般钢中加入Cr、Ni、Si多元素均能提高其电极电位。

由于Ni较缺，Si的大量加入会使钢变脆，因此，只有Cr才是显著提高钢基体电极电位常用的元素。

Cr 能提高钢(不锈钢)的电极电位，但不是呈线性关系。

实验证明钢的电极电位随合金元素的增加，存在着一个量变到质变的关系，遵循1/8规律。

当Cr含量达到一定值时即1／8原子（l／8、2／8、3/8……）时，电极电位将有一个突变。

因此，几乎所有的不锈钢中，Cr含量均在12.%（原子）以上，即11.7%（质量）以上。

2.加入合金元素使钢(不锈钢)的表面形成一层稳定的、完整的与钢的基体结合牢固的钝化膜。

从而提高钢的耐化学腐蚀能力。

如在钢中加入Cr、Si、Al等合金元素，使钢的表层形成致密的Cr2O3,SiO2,Al2O3等氧化膜，就可提高钢(不锈钢)的耐蚀性。

3.加入合金元素使钢(不锈钢)在常温时能以单相状态存在，减少微电池数目从而提高钢的耐蚀性。

如加入足够数量的Cr或Cr－Ni,使钢在室温下获得单相铁素体或单相奥氏体。

4.加入Mo、Cu等元素，提高抗腐蚀的能力。

5.加入Ti，Nb等元素，消除Cr的晶间偏析，从而减轻了晶间腐蚀倾向。

6.加入Mn、N等元素，代替部分Ni获得单相奥氏体组织，同时能大大提高铬不锈钢在有机酸中的耐蚀性。

随着医学界就环境中的微量元素对健康影响的深入研究，现已证实了许多金属元素如铬、镍、钼、镉、锰、钛等及其化合物对人体健康有着不同性质，不同程度的危害。

我国对于用不锈钢制成的厨具也已制订出卫生标准。

但是如果使用者缺乏这方面的知识，使用不当，不锈钢中的微量金属元素同样会在人体内慢慢累积，当累积的数量达到某一限度，就会危害人体健康。

所以使用不锈钢厨具、食具必须注意如下几点：（1）切忌用不锈钢锅煲中药，因中药含有多种生物碱、有机酸等成分，特别是在加热条件下，很难避免不与之发生化学反应，而使药物失效，甚至生成某些毒性更大的络合物。

（2）切勿用强碱性或强氧化性的化学药剂如苏打、漂白粉、次氯酸钠等进行洗涤。

因为这些物质都是强电解质，同样会与不锈钢起电化学反应。

（3）不可长时间盛放盐、酱油、醋、菜汤等，因这些食品中含有很多电解质，如果长时间盛入，则不锈钢同样会像其他金属一样，与这些电解质起电化学反应，使有毒的金属元素被溶解出来。

（三）奥氏体不锈钢型号1. 200 系列：铬-镍-锰奥氏体不锈钢2. 300 系列：铬-镍奥氏体不锈钢------型号 301：延展性好，用于成型产品。

也可通过机械加工使其迅速硬化。

焊接性好。

抗磨性和疲劳强度优于 304 不锈钢，产品如：弹簧、钢构、车轮盖。

------型号 302：耐腐蚀性同 304，由于含碳相对要高因而强度更好。

------型号 303：通过添加少量的硫、磷使其较304更易切削加工。

------型号 304：通用型号；即18/8不锈钢。

产品如：耐蚀容器、餐具、家俱、栏杆、医疗器材。

标准成分是 18 % 铬加 8 % 镍。

为无磁性、无法借由热处理方法来改变其金相组织结构的不锈钢。

------型号 304 L：与 304 相同特性，但低碳故更耐蚀、易热处理，但机械性较差适用焊接及不易热处理之产品。

------型号 304 N：与 304 相同特性，是一种含氮的不锈钢，加氮是为了提高钢的强度。

------型号 309：较之 304 有更好的耐温性。

------型号 309 S：具多量铬、镍，故耐热、抗氧化性佳，产品如：热交换器、锅炉零组件、喷射引擎。

------型号 310 S：含最多量铬、镍，故耐热、抗氧化性最佳热交换器、锅炉零组件、电机设备。

------型号 316：继 304 之后，第二个得到最广泛应用的钢种，主要用于食品工业和外科手术器材，添加钼元素使其获得一种抗腐蚀的特殊结构。

由于较之304其具有更好的抗氯化物腐蚀能力因而也作“船用钢”来使用。

SS316则通常用于核燃料回收装置。

18/10级不锈钢通常也符合这个应用级别。

特用于化学、海边等易腐蚀环境、船舶装配、建材。

------型号 316 L：低碳故更耐蚀、易热处理，产品如：化学加工设备、核能发电机、冷冻剂储糟。

------型号 321：除了因为添加了钛元素降低了材料焊缝锈蚀的风险之外其他性能类似304，适于焊接酿酒设备、蒸气管、航空零件。

------型号 347：添加安定化元素铌，适于焊接航空器具零件及化学设备。

严格意义上讲，由于200系列不锈钢中的锰在钢中电极电位起的作用不大，形成的氧化膜的保护作用非常低，不能起到耐腐蚀作用，因此锰合金化的奥氏体不锈钢，不能称之为真正的“不锈钢”。

目前国内很多厂家处于成本考虑，在不锈钢中降低了铬、镍，增加了锰的含量。

专家认为，不锈钢之所以能不锈，就是因为有铬和镍的存在，降低这两种成分的含量会降低防锈性能。

4 以下是我国与发达工业国家（美国、日本、德国）的奥氏体不锈钢牌号对比(表2)：GB(中国) ASTM(美国) JIS(日本) DIN(德国)1Cr17Ni7 301SUS301 X12CrNi1771Cr18Ni9 302 SUS302 X12CrNi1881Cr18Ni10 303 SUS303 X12CrNiS1880Cr18Ni9 304 SUS304 X5CrNi18900Cr19Ni10 304L SUS304LX2CrNi1890Cr17Ni12Mo2316 SUS316 X5CrNiMo181000Cr17Ni14Mo2 316L SUS316L X2CrNiMo18100Cr18Ni10Ti 321 SUS321 X10CrNiTi1890Cr19Ni13Mo3317 SUS317 X2CrNiMo1816（四）奥氏体不锈钢种类1.物理上不锈钢通俗地说，不锈钢就是不容易生锈的钢，实际上一部分不锈钢，既有不锈性，又有耐酸性（耐蚀性）。

不锈钢的不锈性和耐蚀性是由于其表面上富铬氧化膜（钝化膜）的形成。

这种不锈性和耐蚀性是相对的。

试验表明，钢在大气、水等弱介质中和硝酸等氧化性介质中，其耐蚀性随钢中铬含量的增加而提高，当铬含量达到一定的百分比时，钢的耐蚀性发生突变，即从易生锈到不易生锈，从不耐蚀到耐腐蚀。

不锈钢的分类方法很多。

按室温下的组织结构分类，有马氏体型、奥氏体型、铁素体和双相不锈钢；按主要化学成分分类，基本上可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大系统；按用途分则有耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐海水不锈钢等等，按耐蚀类型分可分为耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、耐晶间腐蚀不锈钢等；按功能特点分类又可分为无磁不锈钢、易切削不锈钢、低温不锈钢、高强度不锈钢等等。

由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业、生活用品行业以及建筑装饰等行业中获取得广泛的应用。

2.化学上（1）奥氏体不锈钢在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。

钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。

奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。

奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化。

如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性。

（2）铁素体不锈钢在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢。

含铬量在11%~30%，具有体心立方晶体结构。

这类钢一般不含镍，有时还含有少量的Mo、Ti、Nb等到元素，这类钢具导热系数大，膨胀系数小、抗氧化性好、抗应力腐蚀优良等特点，多用于制造耐大气、水蒸气、水及氧化性酸腐蚀的零部件。