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18-8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ASTM A959-04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,冶金材料标准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。
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GB/T20878—2007中,与之对应的牌号是06Cr19Ni10(旧牌号为0Cr18Ni9)。这个牌号是xx的18-8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(06Cr19Ni10)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Cl-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ASTM A959-04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对照。表2~表6分别列出了相应标准中各牌号的化学成分。
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 A959-04
|
JIS G4304:2005 G4304:2005 G4305:2005
|
GB/T20878-2007
|
ISO/TS15510 -2003
|
EN10088-1:2005
|
UNS代号
|
牌号
|
新牌号
|
旧牌号
|
牌号
|
数字代号
|
S30400
|
304
|
SUS304
|
06Cr19Ni10
|
0Cr18Ni9
|
X5CrNi18-9
|
X5CrNi18-10
|
1.4301
|
S30403
|
304L
|
SUS304L
|
022Cr19Ni10
|
00Cr19Ni10
|
X2CrNi18-9 X2CrNi19-11
|
X2CrNi18-9 X2CrNi19-11
|
1.4307 1.4306
|
S30409
|
304H
|
……
|
07Cr19Ni10
|
……
|
X7CrNi18-9
|
……
|
……
|
S30415
|
……
|
……
|
05Cr19Ni10Si2CeN
|
……
|
……
|
……
|
……
|
S30430
|
……
|
SUSXM7
|
06Cr18Ni19Cu3
|
0Cr18Ni9Cu3
|
X3CrNiCu18-9-4
|
X3CrNiCu18-9-4
|
1.4567
|
S30432
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
S30451
|
304N
|
SUS304N1
|
06Cr19Ni10N
|
0Cr19Ni9N
|
X5CrNiN18-8
|
X5CrNiN19-9
|
1.4315
|
S30452
|
XM-21
|
SUS304N2
|
06Cr19Ni9NbN
|
0Cr19Ni10NbN
|
……
|
……
|
……
|
S30453
|
304LN
|
SUS304LN
|
022Cr19Ni10N
|
00Cr18Ni10N
|
X2CrNiN18-9
|
X2CrNiN18-10
|
1.4311
|
S30454
|
304LHN
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
SUS304J1
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
SUS304J2
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
SUS304J3
|
06Cr18Ni9Cu2
|
0Cr18Ni9Cu2
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
SUS304Cu
|
……
|
……
|
……
|
……
|
……
|
表2 ASTM A959-04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
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Ni
|
N
|
Cu
|
其它
|
S30400
|
304
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~11.0
|
—
|
—
|
—
|
S30403
|
304L
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~12.0
|
—
|
—
|
—
|
S30409
|
304H
|
0.04~0.10
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~11.0
|
—
|
—
|
—
|
S30415
|
…
|
0.04~0.06
|
1.00~2.00
|
0.80
|
18.0~19.0
|
9.0~10.0
|
0.12~0.18
|
—
|
Ce0.03~0.08
|
S30430
|
…
|
0.03
|
1.00
|
2.00
|
17.0~19.0
|
8.0~10.0
|
—
|
3.0~4.0
|
—
|
S30432
|
…
|
0.07~0.13
|
0.30
|
0.50
|
17.0~19.0
|
7.5~10.5
|
0.05~0.12
|
2.5~3.5
|
Cb 0.20~0.60
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
A10.003~0.030
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B0.001~0.010
|
S30451
|
304N
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~11.0
|
0.10~0.16
|
—
|
—
|
S30452
|
XM-21
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~10.0
|
0.16~0.30
|
—
|
—
|
S30453
|
304LN
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~11.0
|
0.10~0.16
|
—
|
—
|
S30454
|
304LHN
|
0.03
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~11.0
|
0.16~0.30
|
—
|
—
|
注:1)化学成分数值除范围标明外,其余均为{zd0}值。 2)各牌号 P≤0.045%,S≤0.030%。
表3 JIS G4303、4304、4305—2005中不锈钢304及其衍生牌号与化学成分
牌号
|
化 学 成 分1) 2) %
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Ni
|
N
|
Cu
|
其它
|
SUS304
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
8.00~10.50
|
—
|
—
|
—
|
SUS304L
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
9.00~13.00
|
—
|
—
|
—
|
SUS304N1
|
0.08
|
1.00
|
2.50
|
18.00~20.00
|
7.00~10.50
|
0.10~0.25
|
—
|
—
|
SUS304N2
|
0.08
|
1.00
|
2.50
|
18.00~20.00
|
7.50~10.50
|
0.15~0.30
|
—
|
Nb≤0.15
|
SUS304LN
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
17.00~19.00
|
8.50~11.50
|
0.12~0.22
|
—
|
—
|
SUS304J1
|
0.08
|
1.70
|
3.00
|
15.00~18.00
|
6.00~9.00
|
—
|
1.00~3.00
|
—
|
SUS304J2
|
0.08
|
1.70
|
3.00~5.00
|
15.00~18.00
|
6.00~9.00
|
—
|
1.00~3.00
|
—
|
SUS304J3
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
17.00~19.00
|
8.00~10.50
|
—
|
1.00~3.00
|
—
|
SUS304Cu
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
8.00~10.50
|
—
|
0.70~1.30
|
—
|
SUSXM7
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
17.00~19.00
|
8.50~10.50
|
—
|
3.00~4.00
|
—
|
注:1)化学成分数值除范围标明外,其余均为{zd0}值。 2)各牌号 P≤0.045%,S≤0.030%。
表4 GB/T20878-2007中对应不锈钢304及其衍生牌号与化学成分
新牌号
|
旧牌号
|
化 学 成 分1) 2) , %
|
对应 ASTM 牌号
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Ni
|
N
|
Cu
|
其它
|
06Cr19Ni10
|
0Cr18Ni9
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
8.00~11.00
|
—
|
—
|
—
|
304
|
022Cr19Ni10
|
00Cr19Ni10
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
8.00~12.00
|
—
|
—
|
—
|
304L
|
07Cr19Ni10
|
…
|
0.04~ 0.10
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
8.00~11.00
|
—
|
—
|
—
|
304H
|
05Cr19Ni10Si2 Ce N
|
…
|
0.04~ 0.06
|
1.00~ 2.00
|
0.80
|
18.00~19.00
|
9.00~10.00
|
0.12~ 0.18
|
—
|
Ce0.03~ 0.08
|
S30415
|
06Cr19Ni10N
|
0Cr19Ni9N
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
8.00~11.00
|
0.10~ 0.16
|
—
|
—
|
304N
|
06Cr19Ni9NbN
|
0Cr19Ni10NbN
|
0.08
|
1.00
|
2.50
|
18.00~20.00
|
7.50~10.50
|
0.15~ 0.30
|
—
|
Nb 0.15
|
XM-21
|
022Cr19Ni10N
|
00Cr18Ni10N
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
18.00~20.00
|
8.00~11.00
|
0.10~ 0.16
|
—
|
—
|
304LN
|
06Cr18Ni9Cu2
|
0Cr18Ni9Cu2
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
17.00~19.00
|
8.00~10.50
|
—
|
1.00~ 3.00
|
—
|
…
|
06Cr18Ni9Cu3
|
0Cr18Ni9Cu3
|
0.08
|
1.00
|
2.00
|
17.00~19.00
|
8.50~10.50
|
—
|
3.00~ 4.00
|
—
|
……
|
注:1)化学成分数值除范围标明外,其余均为{zd0}值。 2)各牌号P≤0.045%,S≤0.030%。
表5 ISO/TS15510:2003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 ASTM的 牌号
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Ni
|
Cu
|
N
|
其它
|
X5CrNi18-9
|
0.07
|
1.00
|
2.00
|
17.5~19.5
|
8.0~10.5
|
—
|
0.11
|
—
|
304
|
X2CrNi18-9
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
17.5~19.5
|
8.0~10.0
|
—
|
0.11
|
—
|
304L
|
X2CrNi19-11
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
10.0~12.0
|
—
|
0.11
|
—
|
304L
|
X7CrNi18-9
|
0.04~0.08
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
8.0~10.5
|
—
|
0.11
|
—
|
304H
|
X3CrNi18-9-4
|
0.04
|
1.00
|
2.00
|
17.0~19.0
|
8.0~10.5
|
3.0~4.0
|
0.11
|
—
|
S30430
|
X5CrNi18-8
|
0.07
|
1.00
|
2.50
|
18.0~20.0
|
8.0~11.0
|
—
|
0.10~0.16
|
—
|
S30451
|
X2CrNi18-9
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
17.5~19.5
|
8.0~10.0
|
—
|
0.12~0.22
|
—
|
S30453
|
注(1)化学成分数值除范围标明外,其余均为{zd0}值。 (2)各牌号P≤0.045%,S≤0.030%。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%,可焊性钢控制为0.008%~0.020%,抛光用钢控制为≤0.015%。
表6 EN10088-1:2005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 的牌号
|
名 称
|
数字代号
|
C
|
Si
|
Mn
|
Cr
|
Ni
|
Cu
|
N
|
其它
|
X5CrNi18-10
|
1.4301
|
0.07
|
1.00
|
2.00
|
17.5~19.5
|
8.0~10.5
|
—
|
0.11
|
—
|
304
|
X2CrNi18-9
|
1.4307
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
17.5~19.5
|
8.0~10.5
|
—
|
0.11
|
—
|
304L
|
X2CrNi19-11
|
1.4306
|
0.030
|
1.00
|
2.00
|
18.0~20.0
|
10.0~12.0
|
—
|
0.11
|
—
|
304L
|
X3CrNiCu18-9-4
|
1.4567
|
0.04
|
1.00
|
2.00
|
17.0~19.0
|
8.5~10.5
|
3.0~4.0
|
0.11
|
—
|
S30430
|
X5CrNiN19-9
|
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
|
注:1)化学成分数值除范围标明外,其余均为{zd0}值。 2)各牌号P≤0.045%,S≤0.015%。对于棒材、条钢、钢丝、型钢、光亮产品及相当的半成品,{zd0}硫含量可为0.030%。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0.015%~0.030%,可焊性钢可控制为0.008%~0.030%,抛光用钢控制为≤0.015%。
从表1看出,ASTMA959-04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,其它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(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%~9.00%,还将Mn提高到3.00%或5.00%,Cu含量为1.00%~3.00%。这两个牌号有用锰或铜代镍的意思。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。
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