基于团簇式的304不锈钢成分新标准

作者：王晓东; 张爽^*; 邹存磊; 王增睿; 董闯; 吴爱民; 万鹏

来源：材料热处理学报, 2022, 43(09): 103-111.

DOI：10.13289/j.issn.1009-6264.2022-0095

• 304不锈钢
• 成分标准
• 团簇式方法
• 奥氏体稳定性

由于钢铁行业标准规定的成分区间较宽，企业均规定了各自的经验性成分标准，导致最终产品的品质不稳定。以最常用304不锈钢为典例，利用团簇式方法，试图解析国标成分并提出更严谨的成分标准。由于主要合金化元素Si、Cr、Mn和Ni的原子尺寸相近，在合金化元素归类为奥氏体稳定型(Ni, Mn)和铁素体稳定型(Cr, Si)后，确定出合金成分的最小结构载体满足16个原子的团簇式(C、P、S不进入团簇式)。利用该式分析了国标和24种文献报道的合金成分，发现实际成分位于(Cr, Si)3～3.5-(Ni, Mn)1.5±0.25限定区间，远小于标准范围。进而在现有国标框架内，结合Cr和Ni当量，确定出新形式的成分协同变化关系(mass%):1)在18.0≤Cr+1.7Si≤19.0范围内，0.6(Cr+1.7Si)-2.3≤Ni+1.06Mn≤2.5(Cr+1.7Si)-35.9;2)在19.0≤Cr+1.7Si≤20.6范围内，0.56(Cr+1.7Si)-1.59≤Ni+1.06Mn≤11.6;3)8.5≤Ni+30C+0.5Mn≤13.3;4)0.5(Cr+1.5Si)-(30C+0.52)≤Ni+0.5Mn≤2(Cr+1.5Si)-(30C+27.0)。该新成分标准为304不锈钢工业生产提供了成分控制依据，并为分析钢牌号成分提供了范例。

• 单位
  佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司; 大连交通大学; 大连理工大学; 沈阳铸造研究所有限公司