奥氏体不锈钢基础知识总结

奥氏体不锈钢是以SUS304为代表的不锈钢，含有18%的铬和8%的镍，即使在常温下奥氏体组织也不会转变为铁素体。特种钢-双相不锈钢厂家-耐热不锈钢价格-镍基合金-高温铜合金-GH2132-GH4169-上海隆继

奥氏体不锈钢具有优良的耐蚀性、延展性和韧性，以及良好的冷加工性和焊接性。基本上，它没有磁性，但在进行塑性加工时可能具有磁性。

由于这些特性，奥氏体不锈钢被广泛应用于家居用品、建筑和汽车零件等领域。薄板是最常见的产品形状，但也有各种各样的其他产品，如厚板、棒材、管材、线材和铸件。产量占所有不锈钢的60%以上，是我们身边经常见到的一种材料。

奥氏体不锈钢的成分和成分

表：各奥氏体不锈钢的成分及特性（种类）

SUS304

SUS301

　加工硬化

SUS301L

　耐晶间腐蚀性能

SUS301J1

　耐腐蚀性能

SUS302

　高强度

SUS302B

　耐热

SUSXM15J1

耐热

SUS303

　可加工性

SUS303Cu

　可加工性

SUS304L

　耐晶间腐蚀性能

SUS304LN

　力量

SUS304N1

　力量

SUS304N2

　力量

SUS304Cu

　深挤压

SUSXM7

　深挤压

SUS304J1

　深挤压

SUS304J2

　深挤压

SUS305

　低加工硬化

SUS305J1

　低加工硬化

SUS309S

　耐热性、抗氧化性

SUS310S

　耐热性、抗氧化性

SUS315J1

　耐腐蚀 耐开裂

SUS315J2

　抗应力腐蚀开裂

SUS316

　耐腐蚀性能

SUS316L

　耐晶间腐蚀性能

SUS316N

　高强度

SUS316LN

耐晶间腐蚀性能

SUS316J1

　耐酸性

SUS316J1L

耐晶间腐蚀性能

SUS317

　耐腐蚀性能

SUS317J1

耐腐蚀性能

SUS317L

耐晶间腐蚀性能

SUS312L

　耐腐蚀性能

SUS836L

　耐腐蚀性能

SUS890L

　耐腐蚀性能

SUS321

　耐晶间腐蚀性能

SUS347

　耐晶间腐蚀性能

如上图所示，以SUS304为代表的奥氏体不锈钢有多种类型，即18铬（Cr）-8镍（Ni）。

通过改变添加剂的量或根据应用单独添加它们来赋予这些特性。例如，SUS304L 可以通过将碳 (C) 控制在 0.03% 以下来防止晶间腐蚀。此外，与SUS304相比，SUS316添加了钼（Mo）以提高耐腐蚀性。

参考：SUS304L（不锈钢）成分、比重、切削加工性、机械特性

参考：SUS316（不锈钢）成分、硬度、杨氏模量

奥氏体不锈钢的物理性能和磁性

<奥氏体不锈钢的物理特性>

种类符号

杨氏模量

千牛/平方毫米

密度

克/立方厘米

比热

焦/克·℃

导热系数

瓦/米·℃

比电阻

Ωm (10-8)

平均热膨胀系数

10-6/℃

室内温度

室内温度

0-100℃

100℃

500℃

室内温度

650℃

0-100

℃

0-316

℃

0-538

℃

0-649

℃

0-816

℃

SUS304

SUS304L

193

7.93

0.50

16.3

21.5

72

116

17.3

17.8

18.4

18.7

—

SUS310S

200

7.98

0.50

16.3

—

79

—

14.4

16.4

16.9

17.5

—

SUS316

193

7.98

0.50

16.3

21.5

74

116

16.0

16.2

17.5

18.5

20.0

资料来源：不锈钢协会（原数据为不锈钢资料书《家电》等）

上表摘自不锈钢协会官网描述的部分数据。

不限于奥氏体不锈钢，不锈钢的导热性比碳钢和铝差，并且具有高比电阻。

此外，马氏体和铁素体不锈钢具有很强的磁性，而奥氏体不锈钢则没有。但是，奥氏体不锈钢在加工时，加工部分可能会转变为马氏体并具有磁性。

参考：SUS310S（不锈钢）加工性、用途、机械特性

奥氏体不锈钢的力学性能

<固溶热处理状态下奥氏体不锈钢的力学性能>

种类符号

屈服强度

兆帕

(牛/平方毫米)

抗拉强度

兆帕

(牛/平方毫米)

拉紧

光圈

硬度

HBW

人力资源部

或者

人力资源部

高压

SUS304

205及以上

520 或更多

40个或更多

60 或更多

187 或更少

90 或更少

200 或更少

SUS304L

超过 175

超过 480

40个或更多

60 或更多

187 或更少

90 或更少

200 或更少

SUS310S

205及以上

520 或更多

40个或更多

超过 50

187 或更少

90 或更少

200 或更少

SUS312L

超过 300

超过 650

35 或更多

40个或更多

223 或更少

96 或更少

230以下

SUS316

205及以上

520 或更多

40个或更多

60 或更多

187 或更少

90 或更少

200 或更少

来源: JIS G 4303: 2012

上表摘录了[JIS G 4303：2012不锈钢棒材]中描述的典型奥氏体不锈钢（固溶热处理状态）的机械性能。

奥氏体不锈钢比碳钢和铁素体不锈钢具有更高的抗拉强度和延伸率值，其特点是因加工而产生更大的硬化。此外，虽然抗拉强度值高，但屈服强度（屈服点）值低，因此弯曲和悬垂成型性优异。奥氏体不锈钢的另一个优点是即使在高温和低温环境下也能保持其强度。

从上表可以看出，除了SUS312L等部分零件外，奥氏体不锈钢每种材质的数值差别不大。屈服强度约175～275Mpa，抗拉强度约480～550Mpa。

参考：SUS312L（不锈钢）成分，机械性能

奥氏体不锈钢和加工硬化/淬火

奥氏体不锈钢不是一种可以通过淬火提高抗拉强度和硬度的材料。为了获得强度，利用塑性加工时的加工硬化现象进行轧制和拉丝。

加工硬化的原因是奥氏体通过塑性加工转变为马氏体。这种转变后的马氏体被称为“加工诱发马氏体”。

加工诱发马氏体不仅会降低耐腐蚀性，还会产生磁性。

参考：加工硬化是一种什么样的现象？介绍机制，影响和处理！

参考：专家介绍不锈钢淬火！

奥氏体不锈钢和应力腐蚀开裂/耐腐蚀

奥氏体不锈钢容易发生应力腐蚀开裂。应力腐蚀开裂是金属材料在腐蚀环境中受拉应力作用，导致材料开裂。除了不锈钢，它也出现在碳钢和黄铜中。

奥氏体不锈钢在焊接或热处理过程中加热到550～900℃左右时，会析出碳化铬，耐蚀性变差。这种现象称为“敏化”，也是引起应力腐蚀开裂的一个因素。

作为应力腐蚀开裂的对策，有使用SUS403等铁素体系不锈钢，使用奥氏体系不锈钢时，使用SUS304L等超低碳钢等方法。也可以通过进行热处理以去除残余应力来防止。

参考资料：易懂的应力腐蚀开裂！3 要素及对策

采用奥氏体不锈钢加工

热处理

如果您想用奥氏体不锈钢获得硬度和强度，请滚压或拉拔。然而，由于这些过程将奥氏体转化为马氏体，因此它们会变得磁性并带有应力腐蚀开裂的风险。

除了改变所用材料外，去应力退火和固溶热处理是防止奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的有效措施。

去应力退火可以通过加热淬火到800～900℃左右来去除残余应力。

固溶热处理是加热到1000～1100℃左右进行淬火的热处理，它不仅去除残余应力，而且溶解碳化铬，防止锐化，提高耐蚀性。然而，材料在固溶热处理后变软。

大多数奥氏体不锈钢都经过固溶热处理，不仅是为了防止应力腐蚀开裂，而且是为了防止耐腐蚀性能下降。

参考：专家介绍不锈钢淬火！

焊接

奥氏体不锈钢是一种比马氏体或铁素体不锈钢更容易焊接的材料。难度与钢差不多，但需要采取敏化、应力腐蚀开裂等措施。

作为这些措施，抑制焊接时的输入热量使其不达到敏化温度范围，并减少母材中的碳量是有效的。此外，可通过改变所用材料为含碳量在0.03%以下的超低碳钢，或使用铁素体不锈钢来防止。如果奥氏体不锈钢变得敏化，固溶热处理也是有效的。

另外，必须注意高温开裂（凝固开裂）。高温开裂是指作为杂质存在的磷、硫等低熔点物质在晶界处凝固析出，引起开裂的现象。

为防止高温开裂，有减少杂质的方法，使用含铁素体的填充金属，易溶解磷和硫。

还需要注意的是，奥氏体不锈钢线膨胀系数高，容易受焊接热变形。因此，需要采取抑制热输入量、制作热输入不集中的焊接接头、向与变形方向相反的方向变形、用夹具进行约束等措施。

参考资料：不锈钢焊接种类及铜类焊接方法详解！

切割

奥氏体不锈钢是一种容易发生加工硬化且切削加工性差的材料。加工工件时，奥氏体组织转变为马氏体，加工零件硬化。这可能会导致刀片严重磨损或损坏等问题。

此外，不锈钢的导热性比铁低，因此切削时热量容易积聚在刀具上。结果，切屑经常被焊接或切碎到刀片上。

综上所述，在切割奥氏体不锈钢时，建议考虑SUS303等称为易切削不锈钢的材料。

参考：SUS303（不锈钢）标准、成分、机?械性能

塑料加工

奥氏体不锈钢是一种具有加工硬化性能且延伸率优于其他不锈钢的材料。因此，它适用于冲压加工悬垂成型和弯曲成型。

根据应用的不同，奥氏体不锈钢可能会被冷轧加工硬化，从而产生高强度和薄板以减轻重量。

然而，在弯曲时，弯曲时必须小心，因为即使在受压时材料的形状也会试图恢复到其原始形状，因此可能会发生“回弹”。

参考：不锈钢板折弯加工实例详解！

奥氏体不锈钢的主要应用

奥氏体不锈钢被广泛应用于家居用品、建筑、汽车零部件、化学工业、食品工业、合成纤维工业、核能发电和液化天然气工厂等领域。

SUS304通常用于所有领域，但建议根据应用使用不同的钢种，例如避免加工硬化时使用SUS305，需要耐点蚀时使用SUS316。

奥氏体不锈钢具有极好的通用性，因为它具有易于焊接和塑性加工的优点，即使在低温和高温环境下强度也几乎没有下降。由于它基本上是非磁性的，因此将其与其他金属分离并作为废料收集起来相对容易。由于大量的不锈钢废料可用于生产不锈钢，因此奥氏体不锈钢可以说是一种回收率很高的材料。