它的显微组织为奥氏体。它是在高铬不锈钢中添加适当的镍(镍的质量分数为8%~25%)而形成的,具有奥氏体组织的不锈钢以Cr18Ni9铁基合金为基础,在此基础上随着不同的用途,发展成图1-2所示的铬镍奥氏体不锈钢系列。
奥氏体型不锈钢不能利用热处理使晶粒细化,也不能经过淬火来提高其硬度。这类钢的冷加工硬化程度高,通常没有磁性,经过冷作可在钢内析出少量铁素体或马氏体组织,也会出现少量磁性。
奥氏体型不锈钢一般属于耐蚀钢,是应用最广泛的一类钢,其中以18-8型不锈钢最有代表性,它是有较好的力学性能,便于进行机械加工、冲压和焊接。在氧化性环境中具有优良的耐蚀性和良好的耐热性能。但对溶液中含有氯离子(Cl)的介质特别敏感,易于发生应力腐蚀。如果在18-8型不锈钢中,适当减少些镍和铬的含量,可得到常温下不稳定的奥氏体组织,若再经冷加工则容易产生马氏体组织,使这种钢变得强度高、硬度大而稍脆;反之,适当增加一些镍和铬,就能获得稳定的奥氏体组织,同时也可改善冷加工性能。在这类钢中添加钛和铌时,能提高其抗晶间腐蚀能力;添加钼、铜和钛,则能提高其在还原性酸中的耐蚀性,同时也提高其抗晶间腐蚀的能力;为了改善18-8型不锈钢的切削性能,往往还要添加一些磷、硫及硒等元素。18-8型不锈钢按其化学成分中碳含量的不同又分为三个等级:一般含碳量[w(C)≤0.15%]、低碳级[w(C)≤0.08%]和超低碳级[w(C)≤0.03%]。
部分奥氏体型不锈钢可作为耐热钢使用,这是由于奥氏体的再结晶温度高,铁和其他元素的原子在其中的扩散系数小,故其强化稳定性比铁素体高。用于工作温度高于650℃的热强钢多系奥氏体材料,是以奥氏体型不锈钢为基础添加一些提高热强性的合金元素而成。它们既可作为耐蚀钢使用,也可作为耐热钢使用。列入我国国家标准牌号的有12Cr18Ni9、06Cr18Ni11Nb、06Cr23Ni13等。为了提高钢的热强性、抗氧化性和抗渗碳性,在06Cr25Ni20基础上加入钼、氮,研制出022Cr25Ni22Mo2N作为在更高温度下抗氧化的奥氏体型不锈钢。化工设备中的炉管,既要求具有耐蚀性又要求在高温下工作,往往选用铸造或电渣熔铸的奥氏体为基体的(同时存在多种碳化物)不锈耐热钢或耐热合金,如ZG4Cr25Ni20Si2(HK40)、ZG4Cr25Ni35Si(HP45)和ZG5Cr26Ni36Co15W5(Supertherm)等牌号(其化学成分和力学性能见表4-45和表4-46)。