“新200系列”不锈钢研究报告（六）——铬锰系列钢种的性能

    铬锰系列不锈钢的力学性能、抗腐蚀性能和制造性能在很大程度上受各钢种的化学成份影响。

    力学性能、制造性能和加工性能

    如前所述，加锰减镍使得可添加铬的量相应减少，这对材料的抗腐蚀性能有不利影响。加氮有进一步稳定奥氏体相位的功能，（加氮后）也允许加入更多的铬。

    氮也扮演着硬化剂的角色、锰、氮及铬含量较高的钢种，其力学性能（屈服强度）也相对较高，有时候比304铬镍钢的印度和强度高出30％。然而这些高氮很难成形，因此会增加加工成本。

    较软的钢种可以容易地进行“深冲”，一方面加工中能耗较少，另一方面也使得那些本来为加工可延展的300系列钢种而设计安装的加工设备得以继续使用。这种较软的钢种可以简单地通过降氮获得，当然，这样做不可避免地要降铬。加铜是一种解决方案，可以在降氮的同时保持镍铬含量稳定。铜的奥氏体相位形成能力可以被进一步利用来替代和减少钢种的镍含量（固定氮时）。铜含量越多，钢越容易被冲压，而镍含量越少，钢材就越便宜。这些相对而言的改进并不意味着“200”系钢种总是可以代替“300”系钢种，因为“200”系钢种的耐腐蚀性要求使其应用范围非常窄。

    铬锰系列对马氏体相变（一种可以在材料变形时发生的微观结构变化）较为敏感，尤其是低镍钢。相变的后果是4％镍的钢，尤其是1％镍的钢，会很明显地出现深冲加工后的延迟裂化现象。虽然在加工工序后增加一次热处理可避免上述问题，但却会增加制造成本。

    耐腐蚀性

    铬元素是所有不锈钢钢种耐腐蚀性能的关键因素，铬含量低意味着耐腐蚀性能差。许多最近生产的铬锰系列钢种中的铬含量要比304钢种低，因此它们对于所有类型的腐蚀的抵抗力均比铬镍系列不锈钢差。

    比如“点蚀”，这是一种通常情况下由于钢材同水、氮化物接触，阻碍了不锈钢自我钝化过程而导致的一种局部腐蚀。降铬对奥氏体钢种的耐点蚀性能的下降影响很明显。硫是众所周知引起点蚀的源头，但我们注意到某些低劣生产的铬锰钢中硫含量很高。

    点蚀的这种敏感性表明，化学成份的微小变化，尤其是铬含量的变化，显然会对不锈钢的使用性能产生较大的影响。因此，从声誉好的生产企业购买材料、严格执行最佳的质量控制和记录，对于使用者来讲是至关重要的。

    “缝隙腐蚀”是由于液体长期滞留在钢材表面，导致材料缝隙中缺氧而产生，紧固件和机械连接件尤其易发生这种现象。沉积物是这种腐蚀的另外一种起因。这些情况下，易形成局部酸化的液体更容易导致腐蚀，这种腐蚀扩散得非常快，比点蚀更加难以预测。

    在低PH值下，耐缝隙腐蚀性与镍含量高低相关

   “晶间腐蚀”可以在高碳钢种或厚规格低镍钢种的焊堆区域形成裂化。焊接完成后的冷却过程中会有碳化铬沉淀出来，从周围的金属中“偷”走了铬，造成材料易于腐蚀。焊后热处理（PWHT）或许会减轻这个问题，但会增加制造成本。