Аустенитная нержавеющая сталь является наиболее широко используемым и важным типом в семействе нержавеющей стали, на которую приходится более 70% от общего объема производства нержавеющей стали. Он стал предпочтительным материалом во многих областях, таких как промышленность, строительство, медицинское обслуживание, пищевая и химическая промышленность со своими превосходными комплексными свойствами, особенно со своей несравненной коррозионной стойкостью, хорошей формуемостью, свариваемостью и отличной прочностью.
1. Основные характеристики: кристаллическая структура аустенита
Микроструктура: его название происходит от его стабильной гранецентрированной кубической (FCC) кристаллической структуры при комнатной температуре, называемой «аустенитом». Эта структура достигается путем добавления в сталь достаточного количества никеля (Ni) и других аустенитных стабилизирующих элементов (таких как марганец Mn, азот N и углерод C). Никель является наиболее важным элементом, который препятствует превращению стали в феррит или мартенсит во время охлаждения.
Немагнитный: Чистая структура аустенита делает его обычно немагнитным или слабо магнитным в обожженном государстве (небольшое количество магнетизма может быть произведено после холодной деятельности). Это важная особенность, которая отличает его от ферритовых и мартенситных нержавеющих сталей.
Не может быть закалена путем термообработки: аустенитная нержавеющая сталь не может быть закалена закалкой, как мартенситная нержавеющая сталь. Его основной метод укрепления-холодная рабочая закалка.
2. Основные легирующие элементы и их функции
Хром (Cr): (16-26%) Краеугольный камень коррозионной стойкости нержавеющей стали. Образует плотную, стабильную, самовосстанавливающуюся пленку пассивации оксида хрома (Cr₂O₃) на поверхности для изоляции агрессивных сред.
Никель (Ni): (6-22%) Основной аустенитообразующий элемент.
Стабилизирует аустенитную структуру и обеспечивает хорошую низкотемпературную вязкость (даже до криогенных температур).
Значительно улучшает коррозионную устойчивость в уменьшении средств массовой информации, органических кислот и алкалических средств массовой информации.
Улучшает формуемость и свариваемость.
Снижает склонность к холодной закалке (по сравнению с аустенитно-марганцевыми сталями без никеля или с низким содержанием никеля).
Углерод (C): (<0,08%-0,15%) Повышает прочность, но слишком высокий уровень приведет к:
Чувствительность: В диапазоне температур 425-815 ° C (например, в зоне теплового воздействия сварки) углерод соединяется с хромом, образуя карбид хрома (Cr² C6), который осаждается вдоль границ зерен, вызывая истощение хрома вблизи границ зерен и вызывая межкристаллитную коррозию. Для решения этой проблемы, были разработаны следующие:
Низкоуглеродистые ранги (тип л): как 304Л, 316Л (К ≤ 0.03%), которые значительно уменьшают тенденцию высыпания карбида хромия и улучшают сопротивление к межзерновой корозии, особенно для сваренных частей.
Стабилизированные ранги: Добавьте сильные карбид-формируя элементы титан (Ti) или ниобий (Nb), как 321 (стабилизированный Ti), 347 (стабилизированный Nb). Они предпочтительно сочетаются с углеродом с образованием TiC или NbC, предотвращая потребление хрома и, таким образом, сопротивляясь сенсибилизации.
Молибден (Mo): (2-7%) Ключевой элемент, который значительно повышает коррозионную стойкость.
Значительно улучшает точечную и щелевую коррозионную стойкость в хлорид-содержащих средах (таких как морская вода, солевой туман, соль против обледенения).
Улучшает коррозионную устойчивость в уменьшении кислот (как серная кислота, фосфорная кислота, органические кислоты).
Типичные ранги: 316 (2-3% Мо), 316Л, 317 (3-4% Мо), 317Л, супер аустенит (как 904Л, 254 СМО-содержа 6-7% Мо).
Азот (N): важный легирующий элемент.
Сильный аустенит-образующий элемент, который может частично заменить дорогой никель (используется в нержавеющей стали серии 200).
Значительно улучшает прочность и сопротивление питтинга (увеличивает ПРЕН значение-эквивалент питтинга).
Помогает стабилизировать аустенит и ингибирует осаждение вредных интерметаллических фаз.
Обычно встречается в аустенитных сортах с высоким содержанием сплавов (таких как 201, 202, 304LN, 316LN, 904L, супер аустенит).
Марганец (Мн): Аустенит формируя элемент.
Частично заменяет никель в нержавеющей стали серии 200 (например, 201, 202) для снижения затрат.
Повышение растворимости азота в стали.
Улучшите горячую обрабатываемость.
Медь (Cu): иногда добавляется.
Улучшите коррозионную устойчивость в уменьшении кислот (особенно серной кислоты).
Улучшение холодной формуемости.
Типичный сорт: 904L.
