奥氏体不锈钢管成分、组织及性能

奥氏体不锈钢管按成分不同可分为铬镍系（Fe-Cr-Ni）和铬锰系（Fe-Cr-Mn）奥氏体不锈钢管，分别简称为300系和200系。铬镍系（A300）不锈钢管化学成分以镍为主，按Cr-Ni所占百分比含量不同分为18-8型、18-12Mo型、25-20型不锈钢管。Cr-Mn系（A200）不锈钢管中的主要奥氏体化元素为锰、氮和适当的镍。铬镍奥氏体不锈钢管具有优秀的耐腐蚀性能，良好的综合力学性和优良的可焊性，因而广泛应用于多种化学加工和食品加工领域，同时奥氏体不锈钢管的低温韧性和非磁性使其应用范围进一步扩大。然而铬镍不锈钢管的硬度和强度偏低，不适用于对负荷、硬度和耐磨性有严格要求的部件。铬锰氮不锈钢管成分中氮的固溶强化作用提高了奥氏体不锈钢管的强度，适用于较重负荷及高耐蚀设备构件。

奥氏体不锈钢管中最重要的合金元素是铬，铬能促进钢的钝化，在介质作用下保持稳定的钝态。铬是形成和稳定铁素体的重要元素，奥氏体不锈钢管中铬含量的增加会促使铁素体生成。一些析出物（如。相、x相）会随着铬含量的增加而增多，常见的析出物有Cr23C6、Cr/C3，一般形式为（Fe，Cr）23（C，N）6、（Fe，Cr）y（C，N）s。钢中含有一定量的Mo、Nb等元素时，还会析出Cr6C。铬对不锈钢管的耐蚀性影响最大，当奥氏体不锈钢管处于敏化温度区间（450℃~850℃）时，碳的扩散速度远远超过铬，晶界处晶格不完整性会使碳向晶界扩散，促使Cr2sC6或（Fe，Cr）23C6析出。铬的扩散速度慢，生成含铬化合物后晶界处铬的含量较低，奥氏体组织中处于钝态的中心富铬区和活化态的晶界贫铬区存在电位差，破坏了奥氏体钢的耐蚀性能。镍是奥氏体不锈钢管的主要成分之一，促进形成稳定的单相奥氏体组织，提高奥氏体不锈钢管的力学性能、加工性能、焊接性和无磁性能。镍含量的增加可完全消除铁素体，抑制σ相的形成，降低马氏体的转变温度，减小碳、氮等元素在奥氏体钢中的溶解度，促进碳氮化合物的析出。锰是弱奥氏体形成元素，但能稳定奥氏体组织，抑制奥氏体的分解。用锰代替镍对解决耐蚀性问题的的意义不大。锰在Cr-Ni奥氏体不锈钢管中的含量不超过2%。氮在不锈钢管中起到奥氏体稳定剂的作用[圆，作为间隙固溶强化元素提高奥氏体不锈钢管的强度，对钢的塑性和韧性影响不大。氮能减少奥氏体中的密排不全带来的位错缺陷，对含间隙杂质原子团的位错有一定抑制作用，强化效果优于碳。氮对奥氏体不锈钢管晶粒尺寸细化效果受含氮量和温度影响，品粒尺寸细化作用会随着含氮量的增加而逐渐增强。低温条件下氮的强化作用更明显。氮有助于提高奥氏体不锈钢管的耐点蚀、一般腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀等性能。