两回事！奥氏体不锈钢321的“稳”和“不稳”

转自：李俊儒 卢梭说压力容器

—“稳”—

321、347为“含稳定化元素不锈钢”，是在304的基础上“添加”了稳定化元素Ti或Nb，具有较好的耐晶间腐蚀性能和高温性能。

Ti、Nb能够与C形成稳定的碳化物(TiC或NbC)，从而避免在晶界上析出Cr23C6，并且碳化物的存在也有助于提高材料的高温强度。

有的文献会将“含稳定化元素不锈钢”称为“稳定型奥氏体不锈钢”。

—“不稳”—

按照奥氏体的稳定性，奥氏体不锈钢可分为稳态和亚稳态奥氏体不锈钢。亚稳态奥氏体不锈钢在冷变形下更容易产生形变马氏体，包括304、304L、321等。

形变诱导马氏体相转变量的多少主要与材料的化学成分以及变形量等因素有关，因此奥氏体的稳定性可以通过层错能、镍当量来表示。

层错能计算公式如下图所示。

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层错能较小材料的形变马氏体含量随应变量的增加而急剧上升，而层错能较大材料的形变马氏体含量较低。

据文献[3]，304、304L和321的层错能（单位mJ/m2）分别为32.5、41.8和41.1，远低于316和316L的80.7。

镍当量计算公式如下所图所示，其中：T为温度，K；R为变形量，%；其余为元素质量分数，%。

而镍当量越低，奥氏体稳定性越差，在塑性变形中越容易发生形变诱发马氏体相变。

参考文献

[1] 姜万军, 王金富, 牛存厚, 等. 奥氏体不锈钢管道在石油化工装置的应用[J]. 炼油技术与工程, 2023, 53(9).

[2] 石凯, 姜海一. 形变马氏体对奥氏体不锈钢封头性能的影响[J]. 中国特种设备安全, 2014, 30(2).

[3] 陈海云, 褚玲爱, 盛水平, 等. 奥氏体不锈钢封头的形变马氏体含量检测与影响因素[J].理化检验(物理分册), 2012,48(12).