編者按:不銹鋼牌號“304'’(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱,它是18―8型Cr-Ni奧式體不銹鋼的典型牌號,由于其具有優良的綜合性能,用途十分廣泛,其產銷量占到奧式體不銹鋼的80%左右。對304及其衍生牌號,美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTMA959-04和日本JIS、我國GB、國際ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中都有明確的規定。但是,近期我國國內市場上出現了沒有列入國內外標準的304衍生牌號(如304J5,含鎳量只有4.3%),或者與日本JIS中的304J1、304J2名稱相同但成分有出入的產品。對此,我們專門約請冶金材料標準專家伍千思寫了這篇“不銹鋼‘304’及其衍生牌號的標準化學成分"文章,詳細介紹了國內外關于304及其衍生牌號的標準化學成分。我們希望,企業如果生產日本JIS板材標準中的304J1、304J2,成分、性能必須符合其標準要求;生產者和經銷商必須向用戶指明這些產品的特定用途(如適用于作一般耐蝕條件下用的通過冷加工成型的部件或制品),我們不主張生產和銷售沒有列入國內外標準的304衍生牌號產品,以避免給消費者帶來誤解和損失。
不銹鋼牌號“304"(S30400)是美國不銹鋼標準(如ASTM標準)中的牌號名稱。在我國新制定的不銹鋼牌號標準GB/T20878―2007中,與之對應的牌號是06Crl9Nil0(舊牌號為OCrl8Ni9)。這個牌號是有名的18―8型Cr-Ni奧氏體不銹鋼的典型牌號。由于它具有優良的綜合性能,用途十分廣泛,因而其產量和消費量約占到了奧氏體不銹鋼總量的80%左右。
304(06Crl9Nil0)鋼的主要特性是:
具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸,如在濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中,具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力。
具有優良的冷熱加工和成型性能。可以加工生產板、管、絲、帶、型各種產品,適用于制造冷鐓、深沖、深拉伸成型的零件。
低溫性能較好。在-180℃條件下,強度、伸長率、斷面收縮率都很好。由于沒有脆性轉變溫度,常在低溫下使用。
具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接,焊前焊后均不需熱處理。
304鋼也有性能上的不足之處:大截面尺寸鋼件焊接后對晶間腐蝕敏感;在含c1―水中(包括濕態大氣)對應力腐蝕非常敏感;力學強度偏低,切削性能較差等。
由于304鋼有性能上的不足,人們在生產和使用中想辦法揚長避短,盡量發揮發展它的優良性能,克服它的不足之處。于是,通過研究開發,根據不同使用環境或條件的特定要求,對其化學成分進行調整,發展出了滿足某些特性使用要求的304衍生牌號。
表1列出了美國材料和試驗協會不銹鋼牌號標準ASTMA959―04中的牌號304及其衍生牌號與日本JIS、我國GB、國際ISO、歐洲EN等不銹鋼標準中相應牌號的對照。表2一表6分別列出了相應標準中各牌號的化學成分。
從表1看出,ASTMA959―04中,304及其衍生牌號共有10??。日本JIS標準中亦為10個,但能與ASTM牌號對應的則是6個,其他4個牌號(SUS304J1、SUS304J2、SUS304J3、SUS304Cu)應該是JIS自己開發的304衍生牌號。
綜觀304及衍生牌號的化學成分,可以認為,所謂衍生牌號就是對304的化學成分進行了某些調整,而產生了變異的304牌號。例如:
碳含量:降低或提高碳含量。304L為超低碳的304鋼。降低碳含量可以改善耐蝕性能,特別是304鋼對焊后的晶間腐蝕敏感性,在滿足力學強度要求的條件下,可用于制造大截面尺寸的焊接件。304H,將碳含量提高到0.10%,增加304鋼的強度,并使奧氏體更加穩定,比304鋼更適于在低溫環境和無磁部件方面使用。
氮含量:加入氮元素。304N(SUS304N1)、XM-21(SUS304N2)、304LN等都是。由于氮的固溶強化作用,提高了304和304L鋼的強度,且不顯著降低鋼的塑性和韌性,同時鋼的耐晶間腐蝕性、耐點蝕和縫隙腐蝕性都有進一步改善。
銅含量:加入一定含量的銅。銅使奧氏體更加穩定。一方面可以提高鋼的不銹性和耐蝕性,特別是對還原性介質(如硫酸)的耐蝕性更好;另方面則降低鋼的強度和冷加工硬化傾向,改善鋼的塑性。如S30430(06Crl8Nil9Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Crl8Nil9Cu2)等,這些鋼與304比,在較小變形力的作用下,可獲得更大的冷變形,更適于冷鐓、冷擠壓作緊固件用或深沖、拉伸等用途。
這里要特別提出的是,日本JIS標準中,304鋼的衍生牌號有5個含銅,其中有3個牌號即SUS304Cu、SUS304J1、SUS304J2僅用于生產板帶產品,而SUS304J1和SUS304J2兩個牌號的化學成分,則在304的基礎上作了較大調整(見表3),鉻、鎳含量都有所降低,Cr為15.00%~18.00%,Ni為6.00%一9.00%,還將Mn提高到3.00%或5.00%,Cu含量為1.00%一3.00%。這兩個牌號有用錳或銅代鎳的意思。這兩種鋼的板帶可能是適用于作一般耐蝕條件下用的通過冷加工(如深沖、深拉伸變形)成型的部件或制品。(摘自《不銹―市場與信息》)
表1美國不銹鋼標準牌號304及其衍生牌號與日本、中國、國際、歐洲標準中相應牌號對照
ASTMA959-04 | JIS G4304:2005 64304:2005 | GB/T20878―2007 | 1SO/Sl5510 ――2003 | ENl0088―1:2005 |
UNS代號 | 牌號 | G4305:2005 | 新牌號 | 舊牌號 | 牌號 | 數字代號 |
S30400 | 304 | SUS304 | 06Crl9NilO | OCrl8Ni9 | X5CrNil8―9 | X5CrNil8-10 | 1.4301 |
S30403 | 304L | SUS304L | 022Crl9NilO | OOCrl9NilO | X2CrNilS-9 X2CrNil9-11 | X2CrNil8-9 X2CrNil9-11 | 1.4307 1.4306 |
S30409 | 304H | | 07Crl9Nil0 | | X7CrNil8―9 | | |
S30415 | | | 05Crl9Nil0Si2CeN | | | | |
S30430 | | SUSXM7 | 06CrlSNilgCu3 | OCrl8Ni9Cu3 | X3CrNiCul8―9-4 | X3CrNiCulS-9―4 | 1.4567 |
S30432 | | | | | | | |
S30451 | 304N | SUS304N1 | 06Crl9Nil0N | 0Crl9Ni9N | XSCrNiNl8―8 | X5CrNiNl9-9 | 1.4315 |
S30452 | XM-21 | SUS304N2 | 06Crl9NigNbN | 0Crl9NilONbN | | | |
S30453 | 304LN | SUS304LN | 022Crl9NilON | OOCrl8NilON | X2CrNiNl8―9 | X2CrNiNl8-10 | 1.4311 |
S30454 | 304LHN | | | | | | |
| | SUS304J1 | | | | | |
| | SUS304J2 | | | | | |
| | SUS304丁3 | 06Ctl8Ni9Cu2 | OCrl8Ni9Cu2 | | | |
| | SUS304Cu | | | | | |
表2 ASTMA959―04中不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分
牌號 | 化學成分1)2),% |
UNS代號 | 名稱 | C | Si | Mn | Cr | Ni | N | Cu | 其他 |
S30400 | 304 | 0.08 | 1 | 2 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | 0.12- 0.18 | 3.0-4.0 | CeO.03-0.08 |
S30403 | 304L | 0.03 | 1 | 2 | 18.0-20.0 | 8.0-12.0 |
S30409 | 304H | 0.04-0.10 | 1 | 2 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 |
S30415 | | 0.04-0.06 | 1.00-2.00 | 0.8 | 18.0-19.0 | 9.0-10.0 |
S30430 | | 0.03 | 1 | 2 | 17.0-19.0 | 8.0-10.0 |
S30432 | | 0.07-0.13 | 0.3 | 0.5 | 17.0―19.0 | 7.5~10.5 | 0.05―0.12 | 2.5―3.5 | Cb 0.20―0.60 |
S30451 | 304N | 0.08 | 1 | 2 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | 0.10-0.16 | | A10.003―0.030 |
S30452 | XM-21 | 0.08 | 1 | 2 | 18.0-20.0 | 8.0-10.0 | 0.16-0.30 | B0.001―0.010 |
S30453 | 304LN | 0.03 | 1 | 2 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | 0.10-0.16 | |
S30454 | 304LHN | 0.03 | 1 | 2 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | 0.16-0.30 |
注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為*大值。
2)各牌號P≤0.045%,S≤0.030%。
表3 JISG4303、4304、4305―2005中不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分
| 化學成分1)2),% |
牌號 | C | Si | Mn | Cr | Ni | N | Cu | 其他 |
SUS304 | 0.08 | 1 | 2 | 18.00-20.00 | 8.00-10.50 | | | |
SUS304L | 0.03 | 1 | 2 | 18.00-20.00 | 9.00-13.00 | | | |
SUS304N1 | 0.08 | 1 | 2.5 | 18.00-20.00 | 7.00-10.50 | 0.10-0.25 | | |
SUS304N2 | 0.08 | 1 | 2.5 | 18.00-20.00 | 7.50-10.50 | 0.15-0.30 | | Nb≤0.15 |
SUS304LN | 0.03 | 1 | 2 | 17.00-19.00 | 8.50-11.50 | 0.12-0.22 | | |
SUS304J1 | 0.08 | 1.7 | 3 | 15.00-18.00 | 6.00-9.00 | | 1.00―3.00 | |
SUS304J2 | 0.08 | 1.7 | 3.00―5.00 | 15.00-18.00 | 6.00-9.00 | | 1.00―3.00 | |
SUS304J3 | 0.08 | 1 | 2 | 17.00-19.00 | 8.00-10.50 | | 1.00~3.00 | |
SUS304Cu | 0.08 | 1 | 2 | 18.00-20.00 | 8.00-10.50 | | 0.70~1.30 | |
SUSXM7 | 0.08 | 1 | 2 | 17.00-19.00 | 8.50-10.50 | | 3.00~4.00 | |
1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為*大值。
2)各牌號 P≤0.045%,S≤0.030%。
表4 GB/T20878-2007中對應不銹鋼304及其衍生牌號與化學成分
| | 化學成分1)2),% | 對應 |
新牌號 | 舊牌號 | C | Si | Mn | Cr | Ni | N | Cu | 其他 | ASTM 牌號 |
06Crl9Nil0 | OCrl8Ni9 | 0.08 | 1.00 | 2.00 | 18.00- 20.00 | 8.00- 11.00 | | | | 304 |
022Crl9Nil0 | OOCrl9Nil0 | 0.03 | 1.00 | 2.00 | 18.00- 20.00 | 8.00- 12.00 | | | | 304L |
07Crl9Nil0 | | 0.04- 0.10 | 1.00 | 2.00 | 18.00- 20.00 | 8.00- 11.00 | | | | 304H |
05Crl9NilOSi2CeN | | 0.04- 0.06 | 1.00- 2.00 | 0.80 | 18.00- 19.00 | 9.00- 10.00 | 0.12- 0.18 | | CeO.03- 0.08 | S30415 |
06Crl9NiiON | OCrl9Ni9N | 0.08 | 1.00 | 2.00 | 18.00- 20.00 | 8.00- 11.00 | 0.10- 0.16 | | | 304N |
06Crl9Ni9NbN | OCrl9NiiONbN | 0.08 | 1.00 | 2.50 | 18.00- 20.00 | 7.50- 10.50 | 0.15- 0.30 | | Nb 0.15 | XM-21 |
022Crl9NiiON | OOCrl8NilON | 0.030 | 1.00 | 2.00 | 18.00- 20.00 | 8.00- 11.00 | 0.10- 0.16 | | | 304LN |
06Crl8Ni9Cu2 | OCrl8Ni9Cu2 | 0.08 | 1.00 | 2.00 | 17.00- 19.00 | 8.00- 10.50 | | 1.00- 3.00 | | |
06Crl8Ni9Cu3 | OCrl8Ni9Cu3 | 0.08 | 1.00 | 2.00 | 17.00- 19.00 | 8.50- 10.50 | | 3.00- 4.00 | | |
注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為*大值。 2)各牌號 P≤0.045%,S≤0.030%
表5 1S0/TSl5510:2003中不銹鋼“304"及其衍生牌號與化學成分
牌號 | 化學成分1)2),% | 對應 ASTN的 |
C | Si | Mn | C2 | Ni | CU | N | 其他 | 牌號 |
X5CrNil8-9 | 0.07 | 1.00 | 2.00 | 17.5-19.5 | 8.0-10.5 | 3.0- 4.0 | 0.11 | | 304 |
X2CrNil8―9 | 0.030 | 1.00 | 2.00 | 17.5-19.5 | 8.0-10.0 | | 0.11 | | 304L |
X2CrNil9―11 | 0.030 | 1.00 | 2.00 | 18.0-20.0 | 10.0―12.0 | | 0.11 | | 304L |
X7CrNil8―9 | 0.04-0.08 | 1.00 | 2.00 | 18.0-20.0 | 8.0―10.5 | | 0.11 | | 304H |
X3CrNil8-9-4 | 0.04 | 1.00 | 2.00 | 17.0-19.0 | 8.0―10.5 | | 0.11 | | S30430 |
X5CrNil8―8 | 0.07 | 1.00 | 2.05 | 18.0-20.0 | 8.0―11.0 | | 0.10-0.16 | | S30451 |
X2CrNil8―9 | 0.030 | 1.00 | 2.00 | 17.5-19.5 | 8.0―10.0 | | 0.12-0.22 | | S30453 |
注:1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為*大值。
2)各牌號P≤0.045%,S≤0.030%。為改善某種性能,硫含量可控制特定范圍,如切削用鋼控制為0.015%~0.030%焊性鋼控制為0.008%~0.020%,拋光用鋼控制為≤0.015%。
表6 ENl0088―1:2005中不銹鋼“304"其衍生牌號與化學成分
牌 號 | 化學成分1)2),% | 對應ASTM |
名 稱 | 數字 代號 | C | Si | M1 | C2 | Ni | Cu | N | 其他 | 的牌號 |
X5CrNil8-10 | 1.430l | 0.07 | 1.00 | 2.00 | 17.5-19.5 | 8.0-10.5 | | 0.1l | | 304 |
X2CrNil8-9 | 1.4307 | 0.030 | 1.00 | 2.00 | 17.5-19.5 | 8.0-10.5 | | 0.1l | | 304L |
X2CrNil9-ll | 1.4306 | 0.030 | 1.00 | 2.00 | 18.0-20.0 | 10.0-12.0 | | 0.11 | | 304L |
X3CrNiCul8-9-4 | 1.4567 | 0.04 | 1.00 | 2.00 | 17.0-19.0 | 8.5-10.5 | 3.0-4.0 | 0.11 | | S30430 |
X5CrNiNl9-9 | 1.4315 | 0.06 | 1.00 | 2.00 | 18.0-20.0 | 8.0-11.0 | | 0.12-0.22 | | S30451 |
X2CrNiN18-10 | 1.4311 | 0.03 | 1.00 | 2.00 | 17.5-19.5 | 8.5-11.5 | | 0.12-0.22 | | S30453 |
1)化學成分數值除范圍標明外,其余均為*大值。
2)各牌號P≤0.045%,S≤0.015%。對于棒材、條鋼、鋼絲、型鋼、光亮產品及相當的半成品,*大硫含量可為0.030%。為改善特定性能,硫含量可控制在特定范圍,如切削用鋼可控制為0.015%~0.030%,可焊性鋼可控制為0.008%~0.030%,拋光用鋼控制為≤0.015%。