不銹鋼“304”及其衍生牌號的標準化學成分(ID:5215396)
編者按：不銹鋼牌號“304'’(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱,它是18―8型Cr-Ni奧式體不銹鋼的典型牌號,由于其具有優(yōu)良的綜合性能,用途十分廣泛,其產銷量占到奧式體不銹鋼的80%左右.對304及其衍生牌號,美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTMA959-04和日本JIS、我國GB、國際ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中都有明確的規(guī)定.但是,近期我國國內市場上出現了沒有列入國內外標準的304衍生牌號(如304J5,含鎳量只有4.3%),或者與日本JIS中的304J1、304J2名稱相同但成分有出入的產品.對此,我們專門約請冶金材料標準專家伍千思寫了這篇“不銹鋼‘304’及其衍生牌號的標準化學成分”文章,詳細介紹了國內外關于304及其衍生牌號的標準化學成分.我們希望,企業(yè)如果生產日本JIS板材標準中的304J1、304J2,成分、性能必須符合其標準要求；生產者和經銷商必須向用戶指明這些產品的特定用途(如適用于作一般耐蝕條件下用的通過冷加工成型的部件或制品),我們不主張生產和銷售沒有列入國內外標準的304衍生牌號產品,以避免給消費者帶來誤解和損失.
不銹鋼牌號“304”(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱.在我國新制定的不銹鋼牌號標準GB／T20878―2007中,與之對應的牌號是06Crl9Nil0(舊牌號為OCrl8Ni9).這個牌號是著名的18―8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼的典型牌號.由于它具有優(yōu)良的綜合性能,用途十分廣泛,因而其產量和消費量約占到了奧氏體不銹鋼總量的80%左右.
304(06Crl9Nil0)鋼的主要特性是：
具有優(yōu)良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能.對氧化性酸,如在濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中,具有很強的抗腐蝕性.對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力.
具有優(yōu)良的冷熱加工和成型性能.可以加工生產板、管、絲、帶、型各種產品,適用于制造冷鐓、深沖、深拉伸成型的零件.
低溫性能較好.在-180℃條件下,強度、伸長率、斷面收縮率都很好.由于沒有脆性轉變溫度,常在低溫下使用.
具有良好的焊接性能.可采用通常的焊接方法焊接,焊前焊后均不需熱處理.
304鋼也有性能上的不足之處：大截面尺寸鋼件焊接后對晶間腐蝕敏感；在含c1―水中(包括濕態(tài)大氣)對應力腐蝕非常敏感；力學強度偏低,切削性能較差等.
由于304鋼有性能上的不足,人們在生產和使用中想辦法揚長避短,盡量發(fā)揮發(fā)展它的優(yōu)良性能,克服它的不足之處.于是,通過研究開發(fā),根據不同使用環(huán)境或條件的特定要求,對其化學成分進行調整,發(fā)展出了滿足某些特性使用要求的304衍生牌號.
表1列出了美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTMA959―04中的牌號304及其衍生牌號與日本JIS、我國GB、國際ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中相應牌號的對照.表2一表6分別列出了相應標準中各牌號的化學成分.
從表1看出,ASTMA959―04中,304及其衍生牌號共有10個.日本JIS標準中亦為10個,但能與ASTM牌號對應的則是6個,其他4個牌號(SUS304J1、SUS304J2、SUS304J3、SUS304Cu)應該是JIS自己開發(fā)的304衍生牌號.
綜觀304及衍生牌號的化學成分,可以認為,所謂衍生牌號就是對304的化學成分進行了某些調整,而產生了變異的304牌號.例如：
碳含量：降低或提高碳含量.304L為超低碳的304鋼.降低碳含量可以改善耐蝕性能,特別是304鋼對焊后的晶間腐蝕敏感性,在滿足力學強度要求的條件下,可用于制造大截面尺寸的焊接件.304H,將碳含量提高到0.10%,增加304鋼的強度,并使奧氏體更加穩(wěn)定,比304鋼更適于在低溫環(huán)境和無磁部件方面使用.
氮含量：加入氮元素.304N(SUS304N1)、XM-21(SUS304N2)、304LN等都是.由于氮的固溶強化作用,提高了304和304L鋼的強度,且不顯著降低鋼的塑性和韌性,同時鋼的耐晶間腐蝕性、耐點蝕和縫隙腐蝕性都有進一步改善.
銅含量：加入一定含量的銅.銅使奧氏體更加穩(wěn)定.一方面可以提高鋼的不銹性和耐蝕性,特別是對還原性介質(如硫酸)的耐蝕性更好；另方面則降低鋼的強度和冷加工硬化傾向,改善鋼的塑性.如S30430(06Crl8Nil9Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Crl8Nil9Cu2)等,這些鋼與304比,在較小變形力的作用下,可獲得更大的冷變形,更適于冷鐓、冷擠壓作緊固件用或深沖、拉伸等用途.
這里要特別提出的是,日本JIS標準中,304鋼的衍生牌號有5個含銅,其中有3個牌號即SUS304Cu、SUS304J1、SUS304J2僅用于生產板帶產品,而SUS304J1和SUS304J2兩個牌號的化學成分,則在304的基礎上作了較大調整(見表3),鉻、鎳含量都有所降低,Cr為15.00%～18.00%,Ni為6.00%一9.00%,還將Mn提高到3.00%或5.00%,Cu含量為1.00%一3.00%.這兩個牌號有用錳或銅代鎳的意思.這兩種鋼的板帶可能是適用于作一般耐蝕條件下用的通過冷加工(如深沖、深拉伸變形)成型的部件或制品.(摘自《不銹―市場與信息》)