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                  铬锰系(200系)奥氏体不锈钢现状、发展与前景
                  2016-03-03 11:04:22
                  铬锰系(200系)奥氏体不锈钢现状、发展与前景
                   
                  杨长强
                  中国特殊钢企业协会不锈钢分会
                   
                  锰是不锈钢生产的重要合金元素,在CrNi系不锈钢生产中作为脱氧元素,一般加入1.5%Mn,在Cr-Mn-Ni-N、Cr-Mn-N系不锈钢中作为重要的合金化元素,一般加入6~20%。铬系不锈钢研发始于1912年,Cr-Ni奥氏体不锈钢研发始于1913年,Cr-Mn-Ni-N不锈钢于1926年在德国首先开始研制,美国后来由于同样的原因,即战争导致镍短缺,开始以锰、氮代镍的不锈钢研究,至40年代便取得了显著成果。1955年美国钢铁协会(AISI)就将低Ni-CrMnN不锈钢AIASI201、AISI202纳入标准。1972年日本将它们(SUS201、SUS202)纳入JIS标准,苏联1972年将12Х17Г9АН4(相当AISI202)纳入标准。中国1975年将1Cr17Mn6Ni5N(相当201)和1Cr18Mn8Ni5N(相当202)纳入国标(GB)。研究发现CrMn系不锈钢有很多不可多得的特性,如1固溶处理后高的强度,2冷加工高的硬化率,高的强化系数,3无磁性(冷加工状态下极低的导磁率),4优良的耐磨性,5较小的晶间腐蚀倾向。所以CrMn系不断得到改良和创新,不断开发出一系列新钢种,这就形成CrMnN不锈钢与AISI300(CrNi系)并列的AISI200(CrMn系)不锈钢。2002年美国ASTM不锈钢标准中CrNi300系有77个标准牌号,CrMn200系有22个牌号,如加上企业牌号将超过30个。中国特殊钢企业协会2003年12月发布《Cr-Mn系不锈钢厚板、薄板和钢带技术规范》中纳入16个牌号。CrMn系不锈钢已不完全是节镍概念上的钢种,而是发展一系列具有CrMn系不锈钢特有优异性能的材料。2003年全世界CrMn系不锈钢产量达到不锈钢总量的7.5%,2004年产量占世界不锈钢总产量的9%,已达230万吨,2007年中国CrMn系不锈钢产量为117.8万吨,占中国不锈钢总产量的16.35%。CrMn系不锈钢市场扩大,中心已转移到印度和中国。
                   
                  一、200系不锈钢的概况
                  1、  钢种和化学成分
                  200系早期开发是以锰、氮代镍,代替18-8型铬镍奥氏体不锈钢。18-8型Cr-Ni不锈钢301、302、304(包括321)占不锈钢总产量50%以上。这些钢种耐蚀性、机械性能、高低温性能、工艺性能、装饰性等综合性能极佳,广泛应用于民用到军用的各领域,民用的建筑装饰。家用电器,厨房设备和器皿,交通运输,环境?;?,市政建设;军工的航空,航天,核工业,舰船;工业领域的化工、化肥,石油,纺织,印刷,造纸,能源。表1列出了AISI200系列标准含锰奥氏体不锈钢。早期研究了节镍耐蚀的201,202,204,205,206也就是相对应Cr-Ni系的301,302,304,305,316。接着研制211,将低碳氮、加Mn、Cu的钢种,用
                  表1   铬锰系(200系)奥氏体不锈钢的化学成分
                  钢号
                  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
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                  S21800
                   
                   
                  0.10
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                  /9.00
                   
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