S31609：奧氏體不銹鋼

　　奧氏體不銹鋼，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%~10%、C約0.1%

時，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并

加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑

性，但強度較低，不可能通過相變使之強化，僅能通過冷加工進行強化，如加入S，Ca，Se，Te等元

素，則具有良好的易切削性。

鎳在S31609化學(xué)成分中有很重要的占比，之所以鎳是S31609不銹鋼中的主要合金元素，有以下幾個方面

原因：

一.穩(wěn)定奧氏體，使S31609鋼材獲得完全奧氏體組織，從而使S31609鋼材具有良好的強度和塑性，韌性

的配合，并具有優(yōu)良的冷，熱加工性和冷形成性以及焊接，低溫與無磁等性能，同時提高S31609鋼材的

熱力學(xué)穩(wěn)定性，使之不僅比相同鉻，鉬含量的鐵素體，馬氏體等類不銹鋼肯有更好的不銹性和耐氧化性

介質(zhì)的性能，而且于表面膜穩(wěn)定性的提高，從而使S31609鋼材還具有更加優(yōu)異的耐一些還原性介質(zhì)的性

能。

二.擴大奧氏體相區(qū)的元素，為了獲得單一的奧氏體組織，當S31609材料中含有0.1%碳和18%鉻時所需的

最低鎳含量約為8%，這便是最著名18-8鉻鎳奧氏體不銹鋼的基本成分，S31609材料中，隨著鎳含量的增

加，殘余的鐵素體可完全消除，并顯著降低σ相形成的傾向;同時馬氏體轉(zhuǎn)烴溫度降低，甚至可不出現(xiàn)

λ→M相變，但是鎳含量的增加會降低碳在S31609材料中的溶解度，從而使碳化物析出傾向增強。

三.鎳對S31609不銹鋼力學(xué)性能的影響主要是由鎳對奧氏體穩(wěn)定性的影響來決定：

（1）在S31609不銹鋼中可能發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的鎳含量范圍內(nèi)，隨著鎳含量的增加，S31609不銹鋼的強

度降低而塑性提高，

（2）具有穩(wěn)定奧氏體組織的S31609不銹鋼韌性(包括極低溫韌性)非常優(yōu)良，因而可作為低溫鋼使用，

這是眾所周知的，對于具有穩(wěn)定奧氏體組織的鉻錳奧氏體不銹鋼，鎳的加入可進一步改善其韌性。

（3）鎳還可顯著降低S31609不銹鋼的冷加工硬化傾向，這主要是由于奧氏體穩(wěn)定性增大，減少以至消

除了冷加工過程中的馬氏體轉(zhuǎn)變，同時對奧氏體本身的冷加工硬化作用不太明顯，S31609不銹鋼冷加工

硬化傾向的影響，鎳降低S31609不銹鋼冷加工硬化速率，與降低鋼的室溫及低溫強度，提高塑性的作

用，決定了鎳含量的提高有利于S31609不銹鋼的冷加工成形性能。

（4）鎳還可顯著提高S31609不銹鋼的熱加工性能，從而顯著提高鋼的成材率。

四.在S31609合金中，鎳的加入以及隨著鎳含量的提高，導(dǎo)致S31609合金的熱力學(xué)穩(wěn)定性增加，因此

S31609合金具有更好的不銹性和耐氧化性介質(zhì)的性能：

（1）隨著鎳含量增加，S31609合金耐還原性介質(zhì)的性能進一步得到改善.值得指出，鎳還是提高S31609

合金許多介質(zhì)穿晶型應(yīng)力腐蝕的唯一重要元素。

（2）在各種酸介質(zhì)中鎳對S31609合金耐蝕性能的影響，需要指出，在高溫高壓水中的一些條件下，鎳

含量的提高導(dǎo)致鋼和合金的晶間型應(yīng)力腐蝕敏感性增加，但是這種不利作用會由于鋼及合金中鉻含量的

提高而獲得減輕或受到抑制.隨磁卡奧氏體不銹鋼中鎳含量的提高，其產(chǎn)生晶間腐蝕的臨界碳含量降

低，即鋼的晶間腐蝕敏感性增加，

（3）對S31609合金耐點腐蝕及縫隙腐蝕的性能，鎳的作用并不顯著，

（4）鎳還提高S31609合金的高溫抗氧化性能，這主要與鎳改善了鉻的氧化膜的成分，結(jié)構(gòu)和性能降

低，并且鎳含量越高越有害，這主要是由于鋼中晶界處一百萬低熔點硫化鎳所致。