奧氏體不銹鋼最基本的合金元素是鉻和鎳，代表性的牌號是含鉻為18%左右、含鎳為8%左右的鉻－鎳奧氏體不銹鋼，常稱為18-8不銹鋼。鉻和鎳的元素配比基本上保證了鋼的組織是穩定的奧氏體。
奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)發(fa)展很快，為(wei)了適應不(bu)同條件的(de)(de)需要，在18-8鋼(gang)的(de)(de)基(ji)礎上，改變碳(tan)的(de)(de)含量或添加其他合金元素，賦予了這類不(bu)銹(xiu)鋼(gang)更優良的(de)(de)性能。
1. 降低碳的(de)含(han)量(liang)或加入(ru)鈦(tai)、鈮(ni)元素，可提(ti)高耐晶(jing)間腐蝕(shi)性能，鈦(tai)或鈮(ni)的(de)加入(ru)量(liang)有一(yi)定的(de)要求(qiu)，見本書第(di)一(yi)章(zhang)第(di)二節的(de)內(nei)容。鈦(tai)加入(ru)量(liang)及Ti/C比與晶(jing)間腐蝕(shi)的(de)關系見圖(tu)3-1。
2. 加(jia)入鉬、元素可(ke)提(ti)高(gao)在(zai)硫酸中(zhong)的耐腐蝕性(xing)(xing)。鉬及銅對18-8 鋼在(zai)硫酸中(zhong)耐腐蝕性(xing)(xing)的影(ying)響分別見圖3-2和圖3-3。
18-8鋼加入(ru)1.5%~4%的鉬(mu)，還可(ke)提(ti)高在各種有機酸、硫(liu)酸鹽、漂白粉等介質中(zhong)的耐腐蝕(shi)(shi)性(xing)能，但加鉬(mu)的不銹鋼不適合在硝酸中(zhong)使用(yong)。在奧氏(shi)體不銹鋼中(zhong)加入(ru)鉬(mu)量過(guo)高時，可(ke)能會因出現(xian)較多量的δ-鐵素(su)體和σ相而引起脆性(xing)及晶間腐蝕(shi)(shi)性(xing)降低，特(te)別是(shi)經過(guo)敏(min)化處理時，高鉬(mu)的不利作用(yong)更(geng)突出，見圖3-2中(zhong)的線2。
銅加入(ru)(ru)鉻(ge)－鎳(nie)奧氏體不銹鋼中，會提高在(zai)(zai)硫(liu)酸中的耐腐(fu)蝕(shi)(shi)性，但(dan)加入(ru)(ru)某些鉻(ge)－錳(meng)－氮(dan)不銹鋼中時(shi)，可能會使(shi)產生晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的敏化溫(wen)度(du)范(fan)圍擴大，出現晶(jing)間(jian)腐(fu)蝕(shi)(shi)的敏化時(shi)間(jian)縮(suo)短，而產生不利影響，在(zai)(zai)熱處理(li)或使(shi)用時(shi)應予以(yi)注意。
3. 加入硅并提高(gao)鉻、鎳(nie)等元素(su)的含(han)量，可(ke)高(gao)不銹鋼在濃硝酸中的耐腐蝕性。
4. 奧氏體不銹鋼中加入鉬或氮元素，可以提高在含有氯離子介質中的抗點腐蝕性能，以304不銹鋼和316LN不銹鋼(gang)兩種奧氏體不銹鋼比較，前者抗點蝕指數只為18,而后者的抗點蝕指數可達27。316L不銹鋼抗點蝕能力遠高于304不銹鋼。
5. 錳和氮(dan)可以取代鉻－鎳奧氏(shi)體不銹鋼中的鎳，以節約稀有貴重金屬鎳。
6. 奧氏體不銹鋼大幅(fu)度降低碳的(de)(de)(de)含(han)量，嚴(yan)格限(xian)制鉭（Ta)、鈷的(de)(de)(de)含(han)量，可改變原(yuan)(yuan)子核性質，而應用于(yu)原(yuan)(yuan)子能工業(ye)。加入(ru)某些合金元素(su)時，考慮元素(su)對組織的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)作(zuo)用，在鉻、鎳的(de)(de)(de)含(han)量上(shang)允許(xu)做(zuo)適當的(de)(de)(de)調整。
對于(yu)鉻－鎳(nie)奧(ao)氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼，在含(han)有其他合金元素時，為(wei)保證鋼的(de)組織是完全(quan)奧(ao)氏(shi)體(ti)組織，鎳(nie)的(de)含(han)量(liang)應不(bu)小(xiao)于(yu)下列經驗公式所給出的(de)數值：Ni≥1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.5Nb)-0.5Mn-30C-8.2。
式中各元素符號分(fen)別(bie)表示該元素在(zai)鋼中的(de)質(zhi)量百(bai)分(fen)數(shu)含(han)量。當鋼中鎳的(de)含(han)量低于(yu)按(an)此(ci)公式的(de)計算值(zhi)時(shi)，則鋼的(de)組(zu)織(zhi)不完全是奧氏體，可能還有(you)一(yi)定量的(de)δ-鐵素體。此(ci)公式適用(yong)于(yu)自高(gao)溫(wen)快(kuai)速冷卻鋼的(de)組(zu)織(zhi)。
對于以錳、氮代(dai)鎳的Cr-Mn-Ni-N奧(ao)氏(shi)體(ti)不銹鋼，當錳含(han)量在5%~14%范(fan)圍時，為保證在1150℃時能(neng)具有完全奧(ao)氏(shi)體(ti)組織(zhi)，所需要的碳加(jia)氮的最小含(han)量應滿足下列公式(shi)：
C+N≥0.078[Cr+0.63W +1.4Mo+2.5V+2.8Nb+1.74（Si-0.5)-12.5]-0.05Ni
式中各元(yuan)素符號(hao)分別表(biao)示該(gai)元(yuan)素在(zai)鋼中的(de)質量百分數含量。在(zai)18-8鋼基礎(chu)上(shang)，奧(ao)氏體不銹鋼的(de)發展(zhan)變化過程見圖3-4。
圖3-4除顯示了(le)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)外(wai)，還顯示了(le)在奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)基(ji)礎上，通(tong)過調整鉻、鎳含量(liang)或加入其他合金元素后演變而來(lai)的部分耐腐蝕合金和沉淀硬(ying)化不(bu)銹(xiu)鋼(gang)。
我(wo)國標準中，奧氏(shi)體不(bu)銹鋼棒材(cai)、鍛(duan)材(cai)和鑄材(cai)的(de)部分牌號及化(hua)學(xue)成分見表3-1。
