山东大泰金属材料有限公司
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不锈钢“304”及其衍生牌号的标准化学成分
不锈钢“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，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ASTMA959-04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，我们专门约请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。我们希望，企业如果生产日本JIS板材标准中的304J1、304J2，成分、性能必须符合其标准要求；生产者和经销商必须向用户指明这些产品的特定用途(如适用于作一般耐蚀条件下用的通过冷加工成型的部件或制品)，我们不主张生产和销售没有列入国内外标准的304衍生牌号产品，以避免给消费者带来误解和损失。
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06Crl9Nil0(旧牌号为OCrl8Ni9)。这个牌号是著名的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(06Crl9Nil0)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c1―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ASTMA959―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2一表6分别列出了相应标准中各牌号的化学成分。
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，其他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(06Crl8Nil9Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Crl8Nil9Cu2)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%一9.00%，还将Mn提高到3.00%或5.00%，Cu含量为1.00%一3.00%。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。(摘自《不锈―市场与信息》)
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
64304：2005 |
GB／T20878―2007 |
1SO／Sl5510
――2003 |
ENl0088―1：2005 | |||
|
UNS代号 |
牌号 |
G4305：2005 |
新牌号 |
旧牌号 |
牌号 |
数字代号 | |
|
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 |
|
|
|
|
|
|
牌号 |
化学成分1）2），% | ||||||||
|
UNS代号 |
名称 |
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 | ||
|
|
化学成分1）2），% | |||||||
|
牌号 |
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 |
|
|
|
|
化学成分1）2），% |
对应 | |||||||
|
新牌号 |
旧牌号 |
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
N |
Cu |
其他 |
ASTM
牌号 |
|
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 |
|
|
|
牌号 |
化学成分1）2），% |
对应
ASTN的 | |||||||
|
C |
Si |
Mn |
C2 |
Ni |
CU |
N |
其他 |
牌号 | |
|
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 |
|
牌 号 |
化学成分1）2），% |
对应ASTM | ||||||||
|
名 称 |
数字
代号 |
C |
Si |
M1 |
C2 |
Ni |
Cu |
N |
其他 |
的牌号 |
|
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 |