奥氏体不锈钢是克服马氏体不锈钢耐蚀性不足以及铁素体脆性大而发展起来的钢种。以铬和镍为主要合金元素的奥氏体不锈钢耐蚀性高,而且塑性好,易于加工成形,具有良好的可焊性、低温韧性和无磁性等性能,是最重要的也是目前应用最广泛的不锈耐酸钢,约占不锈钢总产量2/3。钢号也最多,当今我国常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个,并已有33个牌号纳入国家标准。


 这类钢的基本成分是18%~25%铬,8%~20镍,低碳,也含有少量的铜、铌、钛等。由于钢中含有较多的铬、镍元素,因而可使其在室温下具有奥氏体组织。当钢中碳含量极低时,在室温呈单相奥氏体组织。


 按照维持合金奥氏体基体所采取的合金化方式,奥氏体不锈钢可分为铬镍不锈钢和铬锰不锈钢两大系列。前者以镍为主要奥氏体化元素,是奥氏体不锈钢的主体;后者的奥氏体化元素除锰之外,还有氮,并常常含有适量的镍,因此这一系列多被称为铬锰氮不锈钢或铬镍氮不锈钢。


 与铁素体、马氏体不锈钢及铁素体-奥氏体双相不锈钢相比,铬镍奥氏体不锈钢在多种腐蚀介质中具有优秀的耐蚀性,并且综合力学性能良好,同时工艺性能和可焊性能优良,因而在多种化学加工及轻工等领域获得最广泛的应用。奥氏体不锈钢的非铁磁性和良好的低温韧性也进一步扩大了其应用范围,但是铬镍奥氏体不锈钢强度、硬度偏低,不宜用于承受较重负荷及对硬度和耐磨性有要求的设备或部件。而铬锰氮(铬锰镍氮)奥氏体不锈钢由于氮的固溶强化可以达到相当高的强度,适宜用于承受较重负荷而耐蚀性要求不太高的设备构件。



若奥氏体不锈钢中含碳量较高,缓冷后,组织中会出现少量的碳化铬。随着含碳量增加,碳化铬量增加,从而减少了奥氏体中的铬含量,使钢成为两相,严重地削弱了钢的耐蚀性。因此工业上用的镍铬奥氏体不锈钢的含碳量均较低。其含碳量一般控制在0.1%左右,有的甚至控制在0.03%以下。


1. 奥氏体不锈钢的主要缺点如下:


  1. 不能热处理强化


   这类钢经固溶处理后强度很低,为了提高其强度可以进行冷变形,剧烈的冷变形能使钢的强度大大提高。这是由于加工硬化和形变诱发马氏体转变所致,但塑性和抗蚀性显著降低。


  2. 切削加工性很差


   这类钢加工硬化现象很严重,是切削强度显著增加。另外热导率很低,使刀具温度迅速升高。而且韧性很大,使切削不易剥离,从而缩短了刀具寿命,增加了加工工时,降低了零件表面的光洁度。


 3. 奥氏体不锈钢存在晶间腐蚀问题


  当温度升高到450℃~800℃时,会从饱和的奥氏体中严晶界产生贫铬区。当析出时间不太长时,由于铬的扩散速度较慢,贫铬区得不到恢复,使晶界附件的铬含量低于11.7%,因而耐蚀性能显著下降。