304不锈钢

304不锈钢（304 stainless steel）是不锈钢中常见的一种材质，属于奥氏体型不锈钢，业内也叫做18/8不锈钢。 “304”牌号是美国不锈钢标准中的牌号名称 。在中国2007年制定的不锈钢牌号标准GB-T20878-2007中，与之对应的牌号是06Cr19Ni10。

发展简史

20世纪初L.B.Guillet和A.MPortevin在法国分别于1904~1906年和1909~1911年、W.Giesen在英国于1907~1909年分别发现了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金的耐腐蚀性能。P.Monnartz于1908~1911年在德国提出了不锈性和钝化理论的许多观点，从此开始了世界不锈钢的历史。工业用不锈钢的发明开始于1912年，H.Brearly1912~1913年在英国开发了含Cr 12%~13%的马氏体不锈钢。C.Dantsizen于1911~1914年在美国开发了含Cr 14%~16%、C 0.07%-0.15%的铁素体不锈钢。E.Maurer、B.Strauss于1912~1914年在德国开发了含C<1%、Cr15%~40%、Ni<20%的奥氏体不锈钢。1924年，英国Firth Brown实验室的William A. Hatfield通过改进“V2A”，发明304不锈钢（含铬18%、镍8%，简称“18-8”）。1927年，克虏伯生产的铬25-镍20合金（即后来的“310”不锈钢）获专利权。1929年，B.Strauss取得了低碳18-8（Cr约18%，Ni约8%）不锈钢的专利权。为了解决18-8钢的敏化态晶间腐蚀，1931年德国E.Houdreuot发明了含T的18-8不锈钢。几乎与此同时，在法国的Unieux实验室发现了奥氏体不锈钢中含有铁素体时，钢的耐晶间腐蚀性能会得到明显改善，从而开发了a+r双相不锈钢。1933年，美国钢铁学会（AISI）制定了铸造不锈钢编号方法。1946年，美国的RSmithetal研制了马氏体沉淀硬化型不锈钢17-4PH；随后既具有高强度又可进行冷加工成型的半奥氏体沉淀硬化不锈钢17-7PH和PH15-7Mo等相继问世。至此，不锈钢中的主要钢类，即马氏体、铁素体、奥氏体、a+y双相以及沉淀硬化型等不锈钢基本齐全。1959年，德国标准化学会（DIN）建立了一套钢铁材料五位数编号系统。同时，还用化学符号与表示元素百分比的数字给每种合金命名，后来欧洲、国际标准化组织、俄罗斯、中国等也采用了这种命名方法。1996年，国际不锈钢论坛（ISSF）成立。1998年2月，中国首个全国性不锈钢行业组织—中国特钢企业协会不锈钢分会在北京成立。

生产工艺

不锈钢的生产工艺过程主要包括冶炼、热轧、冷轧等工艺环节。

不锈钢生产工艺流程图

冶炼工艺

不锈钢冶炼工艺主要有两步法和三步及将镍铁冶炼、铬铁冶炼与氟[fú]氧精炼炉、真空吹氧脱碳法、钢包精炼组合的生产工艺等。其中两步法工艺产量约占70%，三步法工艺产量约占20%。两步法不锈钢代表工艺路线为EAF（电弧炉）→AOD（氧精炼炉），其中EAF主要用于熔化废钢和合金原料，生产不锈钢预熔体，不锈钢预熔体再进入到AOD炉中冶炼成合格的不锈钢钢水。两步法可生产除了超低碳、氮不锈钢外95%的不锈钢品种。三步法的基本工艺流程为：初炼炉→复吹转炉/AOD炉→VOD（真空吹氧脱碳法）。三步法是在两步法的基础上增加了深脱碳的环节，产品质量高，氮、氢、氧和夹杂物含量低，可生产的品种范围广。将镍铁冶炼、铬铁冶炼与AOD、VOD、LF（钢包精炼）组合是采用红土矿冶炼镍铁的新型生产工艺，将奥氏体不锈钢的生产推进到一个新的阶段，如采用矿热炉镍铁水直接兑入AOD，由AOD独立完成初炼和精炼炉的工艺，具有成本低廉、流程短的优势。

热轧工艺

不锈钢热轧工艺有连续式热轧和现代炉卷轧机两种生产工艺，这两种生产工艺在粗轧机之前是相同的。钢坯在步进梁式加热炉加热，出炉钢坏经高压水除鳞后，在带有立辊[gǔn]的四辊可逆式粗轧机轧制5~7次，轧制到30~50mm，送入热连轧精轧机组或炉卷轧机轧到成品厚度。其工艺流程为：合格无缺陷连铸坏→加热炉→粗除鳞机→粗轧机组→中间保温设备→飞剪→精除鳞机→精轧机组→层流冷却→卷取机→打捆→称重→喷印。

不锈钢热轧工艺流程图

冷轧工艺

不锈钢冷轧工艺主要包括冷轧及酸洗、退火工艺等。其工艺流程为：热轧黑卷→退火→热卷连续退火酸洗→修磨→十二/二十辊冷轧→冷卷连续退火酸精磨→平整→卷曲或切割→打捆→称重→喷印。具体为：热轧来的黑卷经热酸洗退火线的六银轧机在常温下轧制，厚度变薄，进入脱脂段去除表面的油污后，到退火炉内退火，改变内应力。利用抛丸机和酸洗除去带钢表面的鳞皮，另外对不锈钢表面进行钝化处理，提高带钢的耐蚀性。热线处理完的钢卷或是修磨过的钢卷送入十二辊/二十辊轧机轧制，使带钢厚度再度变薄。轧制出的带钢再到冷线退火炉进行再结晶退火，改善带钢表面的质量。最后由平整机组来控制带钢的延伸率及带钢表面质量。

不锈钢冷轧工艺流程

材料特性

304不锈钢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，适用于制造冷徽、深冲、深拉伸成型的零件；低温性能较好。在-180C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；常温下具有稳定的奥氏体组织等优势。304不锈钢也存在力学强度较低，切削性能较差，不能通过常规的合金相变提高其强度，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等不足之处。

性能参数

以上信息参考资料

化学成分

304不锈钢是铬-镍不锈钢，含有约18%铬和8%镍，其化学成分的含量范围如下表所示：以上信息参考资料

应用领域

304奥氏体不锈钢（即0Cr18Ni9不锈钢）具有良好的耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能、耐热性能和低温强度及综合机械性能，在许多氧化性酸中都具有优良的耐腐蚀性能，在碱溶液、大部分有机酸和无机酸中以及大气、水和蒸汽中也具有较强的耐腐蚀性能。因此被广泛应用于食品、医疗、化工、电子工业、家具装饰等行业。

304不锈钢水杯

304不锈钢针头

304不锈钢压力储罐

304不锈钢灶具

304不锈钢配电箱

相关执行标准

中国

国外

衍生材料

改变碳含量

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。

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，且不显著隆低钢的塑性和韧性，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。

加入铜含量

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 （06Cr18Ni19Cu3、SUSXM7）、SUS304J3（06Cr18Ni19Cu2）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、冷挤压作紧固件用或深冲、拉伸等用途。

参考资料

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