奧氏體不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)匯總

奧氏體不銹鋼含有18%鉻和8%鎳，當(dāng)SUS表示為304時(shí)，即使在室溫下奧氏體結(jié)構(gòu)也不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體不銹鋼。奧氏體不銹鋼除耐蝕性外，還具有優(yōu)良的塑性和韌性，以及良好的冷加工性和焊接性。雖然它基本上是無磁性的，但在塑料加工過程中可能會(huì)產(chǎn)生磁性。利用這些特性，奧氏體不銹鋼廣泛應(yīng)用于家居用品、建筑用品、汽車零部件等領(lǐng)域。產(chǎn)品形狀包括厚板、棒材、管材、線材和鑄件。不銹鋼是我們熟悉的材料，占產(chǎn)量的60%以上。

奧氏體不銹鋼有多種類型，包括304，其含有18個(gè)鉻（Cr）和8個(gè)鎳（Ni），如上圖所示。

可以通過根據(jù)用途改變添加劑的量來賦予特性。 SUS304L將碳（C）控制在0.03%以下，以防止晶間腐蝕。 SUS316 添加了鉬(Mo)，與SUS304 相比，提高了耐腐蝕性。

與碳鋼、鋁等相比，不銹鋼的導(dǎo)熱性較差，電阻較高。

此外，馬氏體和鐵素體系統(tǒng)具有高磁性，而奧氏體系統(tǒng)是非磁性的。然而，奧氏體不銹鋼在加工時(shí)，加工區(qū)域變成磁性馬氏體。

上表摘錄了JISG4303:2012不銹鋼棒材典型奧氏體不銹鋼（固溶熱處理狀態(tài)）的力學(xué)性能。

奧氏體不銹鋼比碳鋼和鐵素體不銹鋼具有更高的拉伸強(qiáng)度和延伸率值以及更大的加工硬化。另外，雖然拉伸強(qiáng)度值高，但耐久性(屈服點(diǎn))值低，因此彎曲加工性、拉伸加工性良好。此外，奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)是在高溫和低溫環(huán)境下仍能保持強(qiáng)度。從上表可以看出，除了奧氏體不銹鋼和SUS312L之外，每種材料的數(shù)值幾乎沒有差異。耐久性約為175-2755Mpa，拉伸強(qiáng)度約為480-550Mpa。

加工硬化奧氏體不銹鋼，淬火

奧氏體不銹鋼不是一種可以通過淬火提高抗拉強(qiáng)度或硬度的材料。為了獲得強(qiáng)度，我們結(jié)合塑性加工和加工硬化現(xiàn)象，并進(jìn)行軋制和拉絲。由于塑性加工，奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。馬氏體的這種相變稱為馬氏體。 “誘發(fā)馬氏體的加工”。形變誘發(fā)馬氏體不僅降低耐腐蝕性，而且是產(chǎn)生磁性的主要原因。

奧氏體不銹鋼及應(yīng)力腐蝕開裂、耐腐蝕性能

奧氏體不銹鋼容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。應(yīng)力腐蝕開裂是指金屬材料在腐蝕環(huán)境中，由于拉應(yīng)力作用于其上而產(chǎn)生的裂紋。除不銹鋼外，還生產(chǎn)碳鋼和黃銅。奧氏體不銹鋼，焊接、熱處理等加熱到550-900左右時(shí)，碳化鉻析出，降低耐蝕性。這種現(xiàn)象稱為“敏化”，是應(yīng)力腐蝕開裂的主要原因。作為應(yīng)力腐蝕裂紋的對(duì)策，有采用SUS403等鐵素體系不銹鋼、SUS304L等奧氏體系不銹鋼等超低碳鋼的方法。它還可以防止熱處理并消除殘余應(yīng)力。

奧氏體不銹鋼及其加工

熱處理

如果想用奧氏體不銹鋼獲得硬度和強(qiáng)度，可以軋制或拉拔。然而，這些過程涉及奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，這會(huì)產(chǎn)生磁性并帶來應(yīng)力腐蝕開裂的風(fēng)險(xiǎn)。除改變所用材料外，去應(yīng)變退火和固溶處理是防止奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕裂紋的有效措施。通過去應(yīng)力退火和約800至900的淬火消除殘余應(yīng)力。固溶熱處理將兩側(cè)加熱至約1,0001,100，淬火熱處理不僅消除殘余應(yīng)力，而且使固溶體中的碳化鉻溶解，防止其顯眼，提高耐腐蝕性。然而，固溶處理會(huì)使材料軟化。除了防止應(yīng)力腐蝕開裂外，大多數(shù)奧氏體不銹鋼還經(jīng)過固溶熱處理，以避免喪失耐腐蝕性。

焊接

奧氏體不銹鋼比馬氏體和鐵素體不銹鋼更容易焊接。難度與鋼材類似，但需要采取刃磨、應(yīng)力腐蝕開裂等對(duì)策。作為對(duì)策，我們有效地抑制焊接過程中的熱侵入，并降低母材的碳含量，以防止其達(dá)到突然的溫度范圍。也可通過將所用材料改為含碳量小于0.03%的超低碳鋼或鐵素體不銹鋼來預(yù)防。對(duì)奧氏體不銹鋼進(jìn)行敏化時(shí)，固溶熱處理也很有效。另外，請(qǐng)注意高溫裂紋（凝固裂紋）。熱裂是指磷、硫等低熔點(diǎn)物質(zhì)作為雜質(zhì)凝固，導(dǎo)致晶間開裂的現(xiàn)象。為了防止高溫裂紋和減少雜質(zhì)，我們使用含有鐵素體的熔融材料，鐵素體容易溶解磷和硫。另外，由于奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)高，因此容易因焊接熱而變形，因此必須注意。因此，需要采取與變形方向相反的方向的變形、夾具約束等對(duì)策來抑制熱侵入。

切割

奧氏體不銹鋼容易加工硬化，導(dǎo)致切削材料短缺。切削工件時(shí)，奧氏體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體，使加工零件變硬。這可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重磨損。此外，不銹鋼的導(dǎo)熱率比鐵低，因此在切割過程中熱量往往會(huì)積聚在工具上。因此，工具經(jīng)常會(huì)因切削粉塵而熔化或碎裂。綜上所述，在切割?yuàn)W氏體不銹鋼時(shí)，我們建議考慮SUS303，它被稱為易切削不銹鋼。

塑料加工

奧氏體不銹鋼是一種加工硬化材料，與其他不銹鋼相比具有優(yōu)異的延伸率。因此，適用于沖壓加工中的拉伸和彎曲加工。根據(jù)不同的應(yīng)用，一些冷軋奧氏體不銹鋼經(jīng)過加工硬化以獲得高強(qiáng)度和輕質(zhì)的薄板。不過，即使在彎曲過程中打了一個(gè)孔，它也會(huì)恢復(fù)原來的形狀并“排斥”，所以彎曲時(shí)需要小心。

奧氏體不銹鋼的主要用途

奧氏體不銹鋼廣泛應(yīng)用于家居用品、建筑、汽車零部件、化工、食品、合成纖維、核電、液化天然氣工廠等行業(yè)。 SUS304經(jīng)常用于所有領(lǐng)域，但我們建議使用SUS305以避免加工硬化，并且當(dāng)需要耐點(diǎn)蝕時(shí)使用SUS316，所以請(qǐng)根據(jù)應(yīng)用使用不同的鋼種。奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)是在低溫和高溫環(huán)境下強(qiáng)度降低，易于焊接，易于塑性加工，使其通用性很強(qiáng)。由于它本質(zhì)上是非磁性的，因此相對(duì)容易將其與其他金屬分離并作為廢物回收。在不銹鋼的生產(chǎn)中，奧氏體不銹鋼可以說是一種回收率很高的材料，因?yàn)椴讳P鋼廢料可以得到廣泛的利用。