304不锈钢及其衍生牌号的标准化学成分

  不锈钢牌号“304'’(S30400)是美国不锈钢标准(如ASTM标准)中的牌号名称，它是18―8型Cr-Ni奥式体不锈钢的典型牌号，由于其具有优良的综合性能，用途十分广泛，其产销量占到奥式体不锈钢的80%左右。对304及其衍生牌号，美国材料和试验协会不锈钢牌号标准ASTMA959-04和日本JIS、我国GB、国际ISO、欧洲EN等不锈钢标准中都有明确的规定。但是，近期我国国内市场上出现了没有列入国内外标准的304衍生牌号(如304J5，含镍量只有4.3%)，或者与日本JIS中的304J1、304J2名称相同但成分有出入的产品。

      对此，我们专门约请冶金材料标准专家伍千思写了这篇“不锈钢‘304’及其衍生牌号的标准化学成分”文章，详细介绍了国内外关于304及其衍生牌号的标准化学成分。我们希望，企业如果生产日本JIS板材标准中的304J1、304J2，成分、性能必须符合其标准要求；生产者和经销商必须向用户指明这些产品的特定用途(如适用于作一般耐蚀条件下用的通过冷加工成型的部件或制品)，我们不主张生产和销售没有列入国内外标准的304衍生牌号产品，以避免给消费者带来误解和损失。

     不锈钢牌号“304”(S30400)是美国不锈钢标准(如ASTM标准)中的牌号名称。在我国新制定的不锈钢牌号标准GB／T20878―2007中，与之对应的牌号是06Crl9Nil0(旧牌号为OCrl8Ni9)。这个牌号是著名的18―8型Cr-Ni奥氏体不锈钢的典型牌号。由于它具有优良的综合性能，用途十分广泛，因而其产量和消费量约占到了奥氏体不锈钢总量的80%左右。

 

304(06Crl9Nil0)钢的主要特性是：

 

     具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，如在浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。

 

     具有优良的冷热加工和成型性能。可以加工生板、管、丝、带、型各种产品，适用于制造冷镦、深冲、深拉伸成型的零件。

 

     低温性能较好。在-180℃条件下，强度、伸长率、断面收缩率都很好。由于没有脆性转变温度，常在低温下使用。具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接，焊前焊后均不需热处理。

 

      304钢也有性能上的不足之处：大截面尺寸钢件焊接后对晶间腐蚀敏感；在含c1―水中(包括湿态大气)对应力腐蚀非忻舾校涣ρ强度偏低，切削性能较差等。

 

     由于304钢有性能上的不足，人们在生产和使用中想办法扬长避短，尽量发挥发展它的优良性能，克服它的不足之处。于是，通过研究开发，根据不同使用芯郴蛱跫的特定要求，对其化学成分进行调整，发展出了满足某些特性使用要求的304衍生牌号。

 

      表1列出了美国材料和试验协会不锈钢牌号标准ASTMA959―04中的牌号304及其衍生牌号与日蠮IS、我国GB、国际ISO、欧洲EN等不锈钢标准中相应牌号的对照。表2一表6分别列出了相应标准中各牌号的化学成分。

从表1看出，ASTMA959―04中，304及其衍生牌号共有10个。日本JIS标准中亦为10个，但能与ASTM牌号对应的则是6个，其他4个牌号(SUS304J1蠸US304J2、SUS304J3、SUS304Cu)应该是JIS自己开发的304衍生牌号。

综观304及衍生牌号的化学成分，可以认为，所谓衍生牌号就是对304的化学成分进行了某些调整，而产生了变异的304牌号。例如：

 

      碳含量：降低或提高碳含量。304L为超低碳的304钢。降低碳含量可以改善耐蚀性能，特别是304钢对焊后的晶间腐蚀敏感性，在满足力学强度要求的条件下，可用于制造大截面尺寸的焊接件。304H，将碳含量提高到0.10%，增加304钢的强度，并使奥l体更加稳定，比304钢更适于在低温环境和无磁部件方面使用。

        氮含量：加入氮元素。304N(SUS304N1)、XM-21(SUS304N2)、304LN等都是。由于氮的固溶强化作用，提高了304和304L钢的强度，且不显著降低钢的塑性和韧性，同时钢的耐晶间腐蚀性、耐点蚀和缝隙腐蚀性都有进一步改善。

       铜含量：加入一定含量的铜。铜使奥氏体更加稳定。一方面可以提高钢的不锈性和耐蚀性，特别是对还原性介质(如硫酸)的耐蚀性更好；另方面则降低钢的强度和冷加工硬化倾向，改善钢的塑性。如S30430(06Crl8Nil9Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Crl8Nil9Cu2)等，这些钢与304比，在较小变形力的作用下，可获得更大的冷变形，更适于冷镦、冷挤压作紧固件用或深冲、拉伸等用途。

        这里要特别提出的是，日本JIS标准中，304钢的衍生牌号有5个含铜，其中有3个牌号即SUS304Cu、SUS304J1、SUS304J2仅用于生产板带产品，而SUS304J1和SUS304J2两个牌号的化学成分，则在304的基础上作了较大调整(见表3)，铬、镍含量都有所降低，Cr为15.00%～18.00%，Ni为6.00%一9.00%，还将Mn提高到3.00%或5.00%，Cu含量为1.00%一3.00%。这两个牌号有用锰或铜代镍的意思。这两种钢的板带可能是适用于作一般耐蚀条件下用的通过冷加工(如深冲、深拉伸变形)成型的部件或制品。(摘自《不锈―市场与信息》)

表1美国不锈钢标准牌号304及其衍生牌号与日本、中国、国际、欧洲标准中相应牌号对照

表2  ASTM A959―04中不锈钢304及其衍生牌号与化学成分

注：1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

2)各牌号P≤0.045%，S≤0.030%。

表3  JIS G4303、4304、4305―2005中不锈钢304及其衍生牌号与化学成分

1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

2)各牌号  P≤0.045%，S≤0.030%。

表4  GB/T20878-2007中对应不锈钢304及其衍生牌号与化学成分

注：1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。    2)各牌号  P≤0.045%，S≤0.030%

表5  1S0／TSl5510：2003中不锈钢“304”及其衍生牌号与化学成分

注：1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

 2)各牌号P≤0.045%，S≤0.030%。为改善某种性能，硫含量可控制特定范围，如切削用钢控制为0.015%～0.030% 焊性钢控制为0.008%～0.020%，抛光用钢控制为≤0.015%。

表6  ENl0088―1：2005中不锈钢“304”其衍生牌号与化学成分

1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

2)各牌号P≤0．045％，S≤0．015％。对于棒材、条钢、钢丝、型钢、光亮产品及相当的半成品，最大硫含量可为0．030％。为改善特定性能，硫含量可控制在特定范围，如切削用钢可控制为0．015％～0．030％，可焊性钢可控制为0．008％～0．030％，抛光用钢控制为≤0．015％。

主要参考文献

1．陆世英，不锈钢概论，中国科学技术出版社，2007.1，118。