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1、不锈钢“304”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188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
2、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GBT208782007中，与之对应的牌号是06Crl9Nil0(旧牌号为
3、OCrl8Ni9)。这个牌号是著名的188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。可以加工生产板、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
4、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)对应力腐蚀非常敏感；力学强度偏低，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，根据不同使用环境或条件的特定要求，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ASTMA95904中的牌号304及其衍生牌号与日本JIS、我国GB、国际ISO、欧洲EN等不锈钢标准中相应牌号的
5、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，ASTMA95904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、SUS304J2、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
6、焊接件。304H，将碳含量提高到0.10%，增加304钢的强度，并使奥氏体更加稳定，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)
7、、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
8、。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ASTM A959-04JISG4304：200564304：2005GBT2087820071SOSl55102003ENl00881：2005UNS代号牌号G4305：2005新牌号旧牌号牌号数字代号S30400304SUS30406Crl9NilOOCrl8Ni9X5CrNil89X5CrNil8-101.4301S30403304LSUS304L022Crl9NilOOOCrl9NilO
9、X2CrNilS-9X2CrNil9-11X2CrNil8-9X2CrNil9-111.43071.4306S30409304H07Crl9Nil0X7CrNil89S3041505Crl9Nil0Si2CeNS30430SUSXM706CrlSNilgCu3OCrl8Ni9Cu3X3CrNiCul89-4X3CrNiCulS-941.4567S30432S30451304NSUS304N106Crl9Nil0N0Crl9Ni9NXSCrNiNl88X5CrNiNl9-91.4315S30452XM-21SUS304N206Crl9NigNbN0Crl9NilONbNS30453304LNSU
10、S304LN022Crl9NilONOOCrl8NilONX2CrNiNl89X2CrNiNl8-101.4311S30454304LHNSUS304J1SUS304J2SUS304丁306Ctl8Ni9Cu2OCrl8Ni9Cu2SUS304Cu表2 ASTM A95904中不锈钢304及其衍生牌号与化学成分牌号化学成分1）2），%UNS代号名称CSiMnCrNiNCu其他S304003040.081218.0-20.08.0-11.00.12- 0.183.0-4.0CeO.03-0.08S30403304L 0.031218.0-20.08.0-12.0S30409304H0.04-0.
11、101218.0-20.08.0-11.0S304150.04-0.061.00-2.000.818.0-19.09.0-10.0S304300.031217.0-19.08.0-10.0S304320.07-0.130.30.517.019.07.510.50.050.122.53.5Cb 0.200.60S30451304N0.081218.0-20.08.0-11.00.10-0.16A10.0030.030S30452XM-210.081218.0-20.08.0-10.00.16-0.30B0.0010.010S30453304LN0.031218.0-20.08.0-11.00.1
12、0-0.16S30454304LHN0.031218.0-20.08.0-11.00.16-0.30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P0.045%，S0.030%。表3 JIS G4303、4304、43052005中不锈钢304及其衍生牌号与化学成分化学成分1）2），%牌号CSiMnCrNiNCu其他SUS3040.081218.00-20.008.00-10.50SUS304L0.031218.00-20.009.00-13.00SUS304N10.0812.518.00-20.007.00-10.500.10-0.25SUS304N20.0812.518.00
13、-20.007.50-10.500.15-0.30Nb0.15SUS304LN0.031217.00-19.008.50-11.500.12-0.22SUS304J10.081.7315.00-18.006.00-9.001.003.00SUS304J20.081.73.005.0015.00-18.006.00-9.001.003.00SUS304J30.081217.00-19.008.00-10.501.003.00SUS304Cu0.081218.00-20.008.00-10.500.701.30SUSXM70.081217.00-19.008.50-10.503.004.001)化
14、学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。2)各牌号 P0.045%，S0.030%。表4 GB/T20878-2007中对应不锈钢304及其衍生牌号与化学成分化学成分1）2），%对应新牌号旧牌号CSiMnCrNiNCu其他ASTM牌号06Crl9Nil0OCrl8Ni90.081.002.0018.00-20.008.00-11.00304022Crl9Nil0OOCrl9Nil00.031.002.0018.00-20.008.00-12.00304L07Crl9Nil00.04-0.101.002.0018.00-20.008.00-11.00304H05Crl9NilOSi2CeN0.0
15、4-0.061.00-2.000.8018.00-19.009.00-10.000.12-0.18CeO.03-0.08S3041506Crl9NiiONOCrl9Ni9N0.081.002.0018.00-20.008.00-11.000.10-0.16304N06Crl9Ni9NbNOCrl9NiiONbN0.081.002.5018.00-20.007.50-10.500.15-0.30Nb 0.15XM-21022Crl9NiiONOOCrl8NilON0.0301.002.0018.00-20.008.00-11.000.10-0.16304LN06Crl8Ni9Cu2OCrl8Ni
16、9Cu20.081.002.0017.00-19.008.00-10.501.00-3.0006Crl8Ni9Cu3OCrl8Ni9Cu30.081.002.0017.00-19.008.50-10.503.00-4.00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 P0.045%，S0.030%表5 1S0TSl5510：2003中不锈钢“304”及其衍生牌号与化学成分牌号化学成分1）2），%对应ASTN的CSiMnC2NiCUN其他牌号X5CrNil8-90.071.002.0017.5-19.58.0-10.53.0-4.00.11304X2CrNil890.0301.
17、002.0017.5-19.58.0-10.00.11304LX2CrNil9110.0301.002.0018.0-20.010.012.00.11304LX7CrNil890.04-0.081.002.0018.0-20.08.010.50.11304HX3CrNil8-9-40.041.002.0017.0-19.08.010.50.11S30430X5CrNil880.071.002.0518.0-20.08.011.00.10-0.16S30451X2CrNil890.0301.002.0017.5-19.58.010.00.12-0.22S30453注：1)化学成分数值除范围标明外
18、，其余均为最大值。2)各牌号P0.045%，S0.030%。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 ENl00881：2005中不锈钢“304”其衍生牌号与化学成分牌号化学成分1）2），%对应ASTM名称数字代号CSiM1C2NiCuN其他的牌号X5CrNil8-101.430l0.071.002.0017.5-19.58.0-10.50.1l304X2CrNil8-91.43070.0301.002.0017.5-19.58.0-10.50.1l304LX2CrNil9-ll1.4
19、3060.0301.002.0018.0-20.010.0-12.00.11304LX3CrNiCul8-9-41.45670.041.002.0017.0-19.08.5-10.53.0-4.00.11S30430X5CrNiNl9-91.43150.061.002.0018.0-20.08.0-11.00.12-0.22S30451X2CrNiN18-101.4311 0.031.002.0017.5-19.58.5-11.50.12-0.22S304531)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。2)各牌号P0045，S0015。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0030。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00150030，可焊性钢可控制为00080030，抛光用钢控制为0015。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。