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鉻錳系(200系)奧氏體不銹鋼現狀、發展與前景
2016-03-03 11:04:22
鉻錳系(200系)奧氏體不銹鋼現狀、發展與前景
 
楊長強
中國特殊鋼企業協會不銹鋼分會
 
錳是不銹鋼生產的重要合金元素,在CrNi系不銹鋼生產中作為脫氧元素,一般加入1.5%Mn,在Cr-Mn-Ni-N、Cr-Mn-N系不銹鋼中作為重要的合金化元素,一般加入6~20%。鉻系不銹鋼研發始于1912年,Cr-Ni奧氏體不銹鋼研發始于1913年,Cr-Mn-Ni-N不銹鋼于1926年在德國首先開始研制,美國后來由于同樣的原因,即戰爭導致鎳短缺,開始以錳、氮代鎳的不銹鋼研究,至40年代便取得了顯著成果。1955年美國鋼鐵協會(AISI)就將低Ni-CrMnN不銹鋼AIASI201、AISI202納入標準。1972年日本將它們(SUS201、SUS202)納入JIS標準,蘇聯1972年將12Х17Г9АН4(相當AISI202)納入標準。中國1975年將1Cr17Mn6Ni5N(相當201)和1Cr18Mn8Ni5N(相當202)納入國標(GB)。研究發現CrMn系不銹鋼有很多不可多得的特性,如1固溶處理后高的強度,2冷加工高的硬化率,高的強化系數,3無磁性(冷加工狀態下極低的導磁率),4優良的耐磨性,5較小的晶間腐蝕傾向。所以CrMn系不斷得到改良和創新,不斷開發出一系列新鋼種,這就形成CrMnN不銹鋼與AISI300(CrNi系)并列的AISI200(CrMn系)不銹鋼。2002年美國ASTM不銹鋼標準中CrNi300系有77個標準牌號,CrMn200系有22個牌號,如加上企業牌號將超過30個。中國特殊鋼企業協會2003年12月發布《Cr-Mn系不銹鋼厚板、薄板和鋼帶技術規范》中納入16個牌號。CrMn系不銹鋼已不完全是節鎳概念上的鋼種,而是發展一系列具有CrMn系不銹鋼特有優異性能的材料。2003年全世界CrMn系不銹鋼產量達到不銹鋼總量的7.5%,2004年產量占世界不銹鋼總產量的9%,已達230萬噸,2007年中國CrMn系不銹鋼產量為117.8萬噸,占中國不銹鋼總產量的16.35%。CrMn系不銹鋼市場擴大,中心已轉移到印度和中國。
 
一、200系不銹鋼的概況
1、  鋼種和化學成分
200系早期開發是以錳、氮代鎳,代替18-8型鉻鎳奧氏體不銹鋼。18-8型Cr-Ni不銹鋼301、302、304(包括321)占不銹鋼總產量50%以上。這些鋼種耐蝕性、機械性能、高低溫性能、工藝性能、裝飾性等綜合性能極佳,廣泛應用于民用到軍用的各領域,民用的建筑裝飾。家用電器,廚房設備和器皿,交通運輸,環境保護,市政建設;軍工的航空,航天,核工業,艦船;工業領域的化工、化肥,石油,紡織,印刷,造紙,能源。表1列出了AISI200系列標準含錳奧氏體不銹鋼。早期研究了節鎳耐蝕的201,202,204,205,206也就是相對應Cr-Ni系的301,302,304,305,316。接著研制211,將低碳氮、加Mn、Cu的鋼種,用
表1   鉻錳系(200系)奧氏體不銹鋼的化學成分
鋼號
元素
UNS
ASTM
AISI
C
Cr
Mn
Ni
Mo
Si
P
S
N
其他
S20100
201
201
0.15
16.00
/18.00
5.50
/7.50
3.50
/5.50
 
1.00
0.060
0.030
0.25
 
S20103
201L
201L
0.03
16.00
/18.00
5.50
/7.50
3.50
/5.50
 
0.75
0.045
0.030
0.25
 
S20153
201LN
T201LN
0.03
16.00
/17.50
6.40
/7.50
4.00
/5.00
 
0.75
0.045
0.015
0.10
/0.25
Cu≤1.00
S20161
 
 
0.15
15.00
/18.00
4.00
/6.00
4.00
/6.00
 
3.00
/4.00
0.040
0.040
0.08
/0.20
 
S20200
202
202
0.15
17.00
/19.00
7.50
/10.00
4.00
/6.00
 
1.00
0.060
0.030
0.25
 
S20300
XM-1
203EZ
0.08
16.00
/18.00
5.00
/6.50
5.00
/6.00
0.5
1.00
0.040
0.18
/0.35
-
Cu0.75/2.25
 
 
204
0.08
17.00
/19.00
7.50
/10.00
4.00
/6.00
-
1.00
0.045
0.030
0.25
 
 
 
204L
0.03
17.00
/19.00
7.50
/10.00
5.00
/7.00
-
1.00
0.045
0.030
0.25
 
S20400
 
 
0.03
15.00
/17.00
7.00
/9.00
1.50
/3.00
 
1.00
0.040
0.030
0.15
/0.20
 
S20430
 
 
0.15
15.50
/17.50
6.50
/9.00
1.50
/3.00
 
1.00
0.060
0.030
0.05
/0.25
Cu2.00/4.00
S20500
205
205
0.12
/0.25
16.50
/18.00
14.00
/15.50
1.00
/1.75
 
1.00
0.060
0.030
0.32
/0.42
Nb0.10/0.30
S20910
XM-19
 
0.06
20.50
/23.50
4.00
/6.00
11.50
/13.50
1.50
/3.00
1.00
0.040
0.030
0.20
/0.40
V0.10/0.30
S21400
XM-31
 
0.12
17.00
/18.50
14.50
/16.00
1.00
 
0.30
/1.00
0.045
0.030
0.35
 
S21500
 
 
0.06
/0.15
14.00
/16.00
5.50
/7.50
9.00
/11.00
0.80
/1.20
0.20
/1.20
0.040
0.030
0.25
/0.50
Nb0.75/1.25
V0.15/0.40
B0.003/0.009
S21600
XM-17
216
0.08
17.50
/22.00
7.50
/9.00
5.00
/7.00
2.00
/3.00
0.75
0.045
0.030
0.25
/0.50
 
S21603
XM-18
216L
0.03
17.50
/22.00
7.50
/9.00
5.00
/7.00
 
0.75
0.045
0.030
0.25
/0.50
 
S21800
 
 
0.10
16.00
/18.00
7.00
/9.00
8.00
/9.00
 
3.50
/4.50
0.040
0.030
0.08
/0.18
 

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