新奥氏体不锈钢.docx
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新奥氏体不锈钢
4.2、奥氏体不锈钢
4.2.1、常见钢种的化学成份与性能
1、1Cr17Ni7
（1）化学成分
1Cr17Ni7钢的化学成分列于表4-2
表4-2 1Cr17Ni7钢的化学成分，%
C
Si
Mn
S
P
Cr
Ni
≤0.15
≤1.00
≤2.00
≤0.030
≤0.035
16.00-18.00
6.00-8.00
（2）力学性能
1Cr17Ni7不锈钢的固溶态及不同程度冷轧态下的室温力学性能示于表4-3。
在固溶状态下，该钢种和其他奥氏体不锈钢一样，强度较低而塑性很好。
但经过冷变形加工，强度明显
表4-3 1Cr17Ni7钢室温力学性能
试样状态
бb,Mpa
≥
б0.2,Mpa
≥
δ5,%
≥
ψ,%
≥
HV
≤
固溶态
515
205
40
60
200
1/4硬化（1/4H）
860
515
25
1/2硬化（1/2H）
1030
760
10
3/4硬化（3/4H）
1210
930
7
全硬化
1280
965
5
提高，塑性相应降低（图4-8）。
因此应用时要根据实际需要，合理选择材料供货态的冷加工变形量。
（3）耐蚀性
1Cr17Ni7不锈钢在工业大气、城市大气条件下抗锈性良好，在中性的氧化性环境中有较好的耐蚀性。
但在海洋大气条件下或在还原性环境中耐蚀性较差。
另外，该钢种对于化工过程中常见的酸、碱、盐介质耐蚀性较差，因而不推荐在化工装置或设备中应用。
（4）工艺性能
该钢种热加工工艺性能良好，锻轧热加工温度范围为1150-850℃。
用生产不锈钢的常规生产手段能顺利地生产出各种常用规格的棒、板、带和丝材。
进行冷变形加工时，由于冷作硬化倾向较强，要增加中间软化退火的次数。
该钢种适宜的固溶处理温度（以及中间软化退火温度）为1050-1100℃
该钢种在固溶态下焊接无困难。
但冷轧态材料进行焊接会在焊缝附近形成低强度区而影响使用，因而不推荐在焊接状态下应用。
若不可避免焊接时，应尽量减少热输入或采用电阻焊（点焊、滚焊等）。
图4-8冷变形对1Cr17Ni7不锈钢室温力学性能的影响
（5）物理性能
密试（20℃）：
7.90g/cm3;
弹性模量（20℃）1.93×105MPa；
线膨胀系数：
0-100℃时，17.0×10-61/℃；
0-300℃时，17.2×10-61/℃；
0-500℃时，18.2×10-61/℃；
导热系数：
100℃时，16.2W/（m·℃）；
500℃时，21.5W/（m·℃）。
比热（20℃）：
500J（kg·℃）；
电阻（20℃）：
0.72μΩ·m；
导磁率（20℃）：
1.02；
熔点：
1400-1420℃。
2、2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9
（1）化学成分
2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9钢的化学成分见表4-4。
表4-4 2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9钢的化学成分，%
钢号
C
Si
Mn
Cr
Ni
S
P
2Cr18Ni9
0.12-0.22
≤1.0
≤2.0
17-19
8-11
≤0.03
≤0.035
1Cr18Ni9
≤0.15
≤1.0
≤2.0
17-19
8-11
≤0.03
≤0.035
0Cr18Ni9
≤0.08
≤1.0
≤2.0
17-19
8-11
≤0.03
≤0.035
（2）力学性能
2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9力学性能见表4-5。
表4-5 2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9钢的力学性能
钢号
项目
热处理制度
бb,MPa
б0.2,MPa
δ,%
ψ,%
2Cr18Ni9
室温力
学性能
1100-1150℃水冷①
≥568
≥216
≥40
≥55
1100-1150℃水冷
598-794
245-510
40-68
55-79
1Cr18Ni9
1100-1150℃水冷①
≥539
≥196
≥45
≥50
1100℃水冷
540-706
201-382
48.8-69
59.5-81
0Cr18Ni9
1080-1130℃水冷①
≥490
≥196
≥45
≥60
1080-1130℃水冷
539-686
221-402
51-71
66.5-77.5
2Cr18Ni9
高温力
学性能
704℃
815℃
926℃
1100-1150℃水冷
284.2
186.2
117.6
1Cr18Ni9
650℃
760℃
870℃
900℃
1000℃
1100℃
1150℃水冷
378
98.1
33
40
211
98.1
17
18
137
68.6
19
27
82.4
34
61
43.1
38.3
66.8
28.4
57.5
74
0Cr18Ni9
400℃
480℃
600℃
700℃
800℃
1050℃水冷
412
108
45
69
382
98
45
69
333
82
39
58
235
74
35
36
147
69
30
28
①为GB1220标准中数据
这三种钢的冲击韧性都很好。
无论是U型还是V型缺口试样，室温冲击值均≥3.43MJ/m2，且随温度降低，韧性的变化并不显著。
为此，这三种钢常常被选作低温用钢。
（3）耐蚀性
1Cr18Ni9钢的耐腐蚀性能见表4-6。
它在几种酸的等腐蚀曲线列于图4-9。
表4-6 1Cr18Ni9钢的耐腐蚀性能
介质条件
试验时间
h
腐蚀速度
mm/a
介质
浓度，%
温度，℃
硝酸
0.5-99
20
<0.1
7-37
沸
0.1-1.0
65
沸
<1.0
93
37
0.01
93
55
0.21
97
55
0.76
99
55
1.25
99
沸
<10.0
醋酸
10
沸
<0.1
50
沸
<1.0
80
沸
<3.0
硫酸
0.5
190
100
0.06-0.14
1
20-90
360
0.002
5
20
384
0.6
5
40
<3.0
5
50
3.0-4.5
5
100-105
16-43
3.3-15.0
10-50
20
2.0-5.0
80
20
120
0.46
90-95
20
360-1032
0.0006-0.008
柠檬酸
1-50
20
<0.1
5
140
<1.0
50
沸
<10.0
95
20-140
<0.1
图4-9 1Cr18Ni9钢在不同溶液中的等腐蚀曲线
（a）HNO3;（b）CH3COOH;（c）H3PO4;（d）H2SO4
2Cr18Ni9钢在固溶态的耐全面腐蚀性能在1Cr18Ni9Ti基本相同，故可参阅1Cr18Ni9Ti的耐蚀性。
（4）工艺性能
2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9奥氏体不锈钢均有良好的冷、热加工性，适于通用的各种冷、热加工工艺，热加工温度以900-1180℃为宜。
冷轧、冷拔、冷冲、冷弯以及管材的扩口，压扁等均无困难。
由于此三种钢易冷作硬化，因而当冷变形量过大时，要进行中间退火处理。
热处理工艺：
2Cr18Ni9和1Cr18Ni9系经1100-1150℃加热，而0Cr18Ni9则系经1080-1100℃加热后水冷或空冷。
冷加工中间的退火温度多在850-970℃，加热后进行水冷。
三种钢的可焊性均好，可以采用通用的方法进行焊接。
手工电弧焊时，含碳0.04%-0.06%的薄截面尺寸的钢材，0Cr18Ni9采用奥002焊条，焊后可不出现刀状腐蚀和晶间腐烛倾向；1Cr18Ni9可采用奥102、奥107焊条，焊后可通过L法晶间腐蚀试验。
采用奥132、奥137焊条焊接且经敏化处理后，亦可通过L法晶间腐蚀试验；2Cr18Ni9焊后一般有晶间腐蚀倾向，但若采用奥102、奥107和奥112焊条，焊后的焊接接头也可通过L法晶间腐蚀检验。
（5）物理性能
2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9三种钢的物理性能见
表4-7。
表4-7 2Cr18Ni9，1Cr18Ni9，0Cr18Ni9三种钢的物理性能
钢 号
密度ρ
103kg/m3
比热容с103J/（kg.k）
弹性模量E20℃MPa
线胀系数α
10-6K-1
热导率λ
102W/（cm.k）
20-100℃
20-
300℃
20-
500℃
20℃
100℃
300℃
500℃
2Cr18Ni9
7.85
0.50
196000
16.0
-
18.0
0.18
0.19
0.21
0.23
1Cr18Ni9
7.90
0.50
199000
16.0
17.5
-
0Cr18Ni9
7.85
0.50
199000
16.0
17.0
18.0
0.15
3、1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10
（1）化学成分
1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10三种钢的化学成分见表4-8
表4-8 1Cr18Ni9Ti，0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10钢的化学成分，%
钢 号
C
Si
Mn
Cr
Ni
Ti
S
p
1Cr18Ni9Ti
≤0.12
≤1.0
≤2.0
17-19
8-11
5×（C-0.02）-0.8
≤0.03
≤0.035
0Cr18Ni9Ti
≤0.08
≤1.0
≤2.0
17-19
8-11
5×C-0.7
≤0.03
≤0.035
00Cr18Ni10
≤0.03
≤1.0
≤2.0
18-20
8-12
-
≤0.03
≤0.035
为了使00Cr18Ni10获得更好的耐蚀性，含碳量应≤0.02%，且杂质含量要尽量低，为了获得降碳且镍量仍控制在中、下限水平、钢中氮含量允许达到或稍高于0.06%的水平。
（2）力学性能
表4-9和表4-10分别列出了1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti及00Cr18Ni10钢的力学性能。
图4-9 1Cr18Ni9Ti和0Cr18Ni9Ti钢的力学性能
钢 号
热处理制度
室温力学性能
бb
MPa
бs
MPa
δ5
%
ψ
%
备注
0Cr18Ni9Ti
950-1050℃水冷
≥541
≥196
≥40
≥55
①
1100℃水冷
554-653
245-328
46-62
57.2-78.3
②
0Cr18Ni9Ti
920-1150℃水冷
≥540
≥205
≥40
≥45
③
1100℃水冷
541-790
196-510
40-81
55-79.5
②
热处理制度
试验温度
℃
高温力学性能（1Cr18Ni9Ti）
бb
MPa
б0.2
MPa
δ5
%
ψ
%
1050℃水冷
300
451
196
31
65
400
441
177
31
65
500
441
177
29
65
600
392
177
25
61
700
274
157
26
59
800
177
98
35
69
热处理制度
试验温度
℃
低温力学性能（0Cr18Ni9Ti）
бb
MPa
бs
MPa
δ
%
ψ
%
1038℃水冷
21
588
248
45
79
-76
981
262
46
74
①摘自GB1220；②实际检验值；③GB1220-92
表4-10 00Cr18Ni10钢的力学性能
热处理制度
室温力学性能
бb MPa
бsMPa
δ，%
ψ，%
备注
1050-1150℃水冷
≥480
≥177
≥40
≥60
①
1100℃水冷
510-745
196-490
45-68.5
68-81.5
②
1150℃水冷
541-618
235-274
53-69
69-77
③
热处理制度
试验温度℃
高温力学性能
бb，MPa
Бs，MPa
δ，%
ψ，%
1050℃水冷
200
412
118
52
75
426
392
96
48
68
538
353
82
45
67
热处理制度
试验温度
℃
低温力学性能
бb，MPa
δ，%
ψ，%
1050℃水冷
-77
960
50
52
-196
1304
42
50
-252
1510
41
56
①摘自GB1220；②实际检验值
（3）耐蚀性
1Cr18Ni9Ti钢的耐腐蚀性能见表4-11.
1Cr18Ni9Ti钢焊后或敏化处理后能够通过Ｔ法、Ｌ法和Ｘ法进行晶间腐蚀检验。
0Cr18Ni9Ti的耐蚀性可参阅1Cr18Ni9Ti的数据，但较1Cr18Ni9Ti稍优。
00Cr18Ni10钢的耐蚀性能见表4-12及图4-10，除表中数据外亦可参阅1Cr18Ni9Ti的耐蚀性数据。
其它介质中耐蚀性可参考1Cr18Ni9Ni的耐蚀性数据。
表4-11 1Cr18Ni9Ti钢的耐腐蚀性能
介质
介质条件
试验时间
h
腐蚀速度
mm/a
浓度，%
温度，℃
硝酸
30
20
720
0.007
50-66
20
720
0
93
43
720
0.05
95
37-55
720
0.03
97
55
720
0.76
99
55
720
1.25
99.67
55
<10.0
硫酸
2
50
68
0.016
2
100
42
30-65
5
50
-20
3.0-4.5
5
100-105
16-43
3.3-15
80
20
120
0.46
醋酸
1-浓
20-40
<0.1
10
<0.1
50
<0.1
80
<3.0
磷酸
10
0.01
28
80
20
0.67
45
0.1-1.0
60
60
72
1.7
80
110
腐蚀深度过大
柠檬酸
1-50
20
<0.1
5
140
<1.0
50
<10.0
95
20-140
<0.1
混合酸
H2SO4 78
20
360
0.003
HNO3 0.5
H2SO4 78
90
360
0.05
HNO3 0.5
H2SO4 78
20
360
0.0018
HNO3 1.0
H2SO4 78
90
360
0.0251
HNO3 1.0
氢氧化钾
20
20-沸
<0.1
50
20
<0.1
50
沸
<0.1
熔化的
>10.0
氢氧化钠
-12
100
48
0.0044
-35
100
143
0.008
重铬酸钾
25
20-沸
<0.1
氯化锰
10-50
100
<0.1
过氧化钠
10
20-沸
<0.1
亚硫酸钠
25-50
沸
＜0.1
硫酸钠
5-饱和
100
＜0.1
熔化的
900
＜0.3
硫
熔化的
130
<0.1
熔化的
445
<3.0
硝酸银
10
沸
<0.1
氯
干燥的
20
＜0.1
干燥的
100
>10.0
漂白粉
潮湿的
40
0.48
氯化氢
干燥的
20-100
＜1.0
干燥的
100-500
＜10.0
硝酸氧化吸收塔挂片，40℃，1944h，≤0.01mm/a；硝酸第一、四、五吸收塔挂片，28-40℃，6920h，≤0.01mm/a；硝酸中和器挂片，120℃，6290h，0.3700mm/a；
表4-12 00Cr18Ni10钢的耐腐蚀性能
介质条件
试验时间
h
腐蚀速度
mm/a
介质
浓度，%
温度，℃
硝酸
65
沸腾
3×48h
0.32
硝铵
任何
任何
无腐蚀
硫铵
10
室温
无腐蚀
硫氯酸铵
460g/l
室温
27
<0.0007
30
68
17
0.0007
硫酸镁
任何
任何
无腐蚀
过硫酸钾
5
34
476
无腐蚀
硝酸钠
53
29.5
28
<0.0007
碳酸钠
10
15.6
<0.0007
磷酸钠
5
15.6
无腐蚀
硫化钠
0.4
42
43
0.0014
50
160
324h
0.044
图4-10 00Cr18Ni10钢在硝酸中的等腐蚀曲线
（4）工艺性能
1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10钢的冷、热加工性能优良，适宜热加工温度为900-1150℃。
但是，不含Ti的00Cr18Ni10钢，其热塑性要较含Ti钢好，过热敏感性也低，即高温热加工效果很好。
这三种钢均可承受任何形式的冷加工而无特殊困难。
热处理工艺通常采用固溶处理。
加热温度分别为950-1150℃（1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti）和1050-1100℃（00Cr18Ni10）。
冷加工中间退火温度为850-970℃。
加热后快冷。
这三种钢均有优异的可焊性，可采取通用的方法进行焊接。
焊接时电流不宜过大（一般控制在比焊接低碳钢时低20%左右），且电弧不应过长。
手工电弧焊时可采用奥102、奥107、奥132、奥177等焊条焊接1Cr18Ni9Ti；可采用奥002焊接0Cr18Ni9Ti和00Cr18Ni10。
（5）物理性能
1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10钢的物理性能见表4-13。
表4-13 1Cr18Ni9Ti,0Cr18Ni9Ti,00Cr18Ni10钢的物理性能
钢 号
密度ρ
103kg/m3
比热容，c
（20℃）103J/（kg.k）
弹性模量E，
（20℃）
MPa
线胀系数α
10-6K-1
热导率λ
102W/m.k）
20-
100℃
20-
300℃
20-
500℃
100℃
300℃
500℃
1Cr18Ni9Ti
7.90
0.50
198000
16.6
17.2
17.9
0.16
0.19
0.22
0Cr18Ni9Ti
7.90
0.50
198000
16.6
17.2
17.9
0.16
0.19
0.22
00Cr18Ni10
7.90
0.50
16.8
17.5
18.3
0.16
0.18
0.21
4、0Cr18Ni11Nb
（1）化学成分
0Cr18Ni11Nb钢的化学成分见表4-14
表4-14 0Cr18Ni11Nb钢的化学成分，%
C
Si
Mn
Cr
Ni
Nb
S
P
≤0.08
≤1.0
≤2.0
17-19
9-13
≥10×C%
≤0.03
≤0.035
（2）力学性能
0Cr18Ni11Nb钢的力学性能见表4-15
表4-15 0Cr18Ni11Nb钢的力学性能
热处理制度
室温力学性能
бb,MPa
бs,MPa
δ5,%
ψ,%
备注
900-1100℃水冷
≥520
≥205
≥40
≥50
①
1100℃水冷
539-632
235-304
40-57
63.5-75.5
②
热处理制度
温度
℃
高温力学性能
бb,MPa
б0.2,MPa
δ5,%
ψ,%
aK,105J/m2
1050℃
20
559-637
235-274
53-61
63-69
20.6-27.4
500
392-429
147-216
28-36
56-66
23.5-28.4
600
363-382
137-186
28-34
54-65
24.5-30.4
650
304-363
118-167
31-38
54-61
23.5-31.4
700
245-304
31-42
44-60
24.5-29.4
热处理制度
试验温度
℃
低温力学性能
бb,Mpa
бs,Mpa
δ,%
ψ,%
1093℃水冷
21
634
344
41
76
-76
1001
359
40
69
① 摘自GB1220-92；②实际检验值
（3）耐蚀性
0Cr18Ni11Nb钢的耐腐蚀性能见表4-16
对晶间腐蚀，该钢可通过T法和X法检验。
表4-16 0Cr18Ni11Nb钢的耐蚀性能
介质条件
腐蚀速度
mm/a
介质
浓度，%
温度，℃
硝酸
0.5-99
20
<0.1
7-37
沸
0.1-1.0
65
沸
<1.0
99.67
沸
<10.0
硫酸
1
20
<1.0
1
85
3.0-10.0
5
20
<1.0
5
50
<3.0
5
80
1.0-3.0
10
20
<3.0
10
80
>10.0
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