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304不锈钢及其衍生牌号的标准化学成分


304 不锈钢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
JIS ASTM A959-04 G4304:2005 64304:2005 UNS 代号 S30400 S30403 S30409 S30415 S30430 S30432 S30451 S30452 304N XM-21 SUS304N1 SUS304N2 06Crl9Nil0N 06Crl9NigNbN 0Crl9Ni9N 0Crl9NilONbN XSCrNiNl8―8 X5CrNiNl9-9 1.4315 SUSXM7 牌号 G4305:2005 304 304L 304H SUS304 SUS304L 新牌号 06Crl9NilO 022Crl9NilO 07Crl9Nil0 05Crl9Nil0Si2CeN 06CrlSNilgCu3 OCrl8Ni9Cu3 X3CrNiCul8― X3CrNiCulS-9― 9-4 4 1.4567 旧牌号 OCrl8Ni9 OOCrl9NilO X5CrNil8―9 X2CrNilS-9 X2CrNil9-11 X7CrNil8―9 GB/T20878―2007 1SO/Sl5510 ――2003 牌号 X5CrNil8-10 X2CrNil8-9 X2CrNil9-11 ENl0088―1:2005 数字代 号 1.4301 1.4307 1.4306

S30453

304LN

SUS304LN

022Crl9NilON

OOCrl8NilON

X2CrNiNl8―9

X2CrNiNl8-10 1.4311

S30454 304LHN SUS304J1 SUS304J2 SUS304 丁 3 SUS304Cu 06Ctl8Ni9Cu2 OCrl8Ni9Cu2

表2
牌号 UNS 代 号 S30400 S30403 S30409 S30415 S30430 S30432 S30451 S30452 S30453 304N XM-21 304LN 名称 304 304L 304H C 0.08 0.03

ASTM A959―04 中不锈钢 304 及其衍生牌号与化学成分
化学成分 Si 1 1 1 Mn 2 2 2 Cr
1)2)

,% N Cu 其他

Ni

18.0-20.0 8.0-11.0 18.0-20.0 8.0-12.0 18.0-20.0 8.0-11.0 0.120.18 3.0-4.0 CeO.03-0.08

0.04-0.10

0.04-0.06 1.00-2.00 0.8 18.0-19.0 9.0-10.0 0.03 0.07-0.13 0.08 0.08 0.03 0.03 1 0.3 1 1 1 1 2 0.5 2 2 2 2 17.0-19.0 8.0-10.0 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

18.0-20.0 8.0-11.0 0.10-0.16 18.0-20.0 8.0-10.0 0.16-0.30 18.0-20.0 8.0-11.0 0.10-0.16 18.0-20.0 8.0-11.0 0.16-0.30

S30454 304LHN

注:1)化学成分数值除范围标明外,其余均为最大值。 2)各牌号 P≤0.045%,S≤0.030%。 表3
牌号 SUS304 SUS304L SUS304N1 SUS304N2 SUS304LN SUS304J1 C 0.08 0.03 0.08 0.08 0.03 0.08

JIS G4303、4304、4305―2005 中不锈钢 304 及其衍生牌号与化学成分
化学成分 Si 1 1 1 1 1 1.7 Mn 2 2 2.5 2.5 2 3 3.00― 5.00 2 Cr 18.00-20.00 18.00-20.00 18.00-20.00 18.00-20.00 17.00-19.00 15.00-18.00
1)2)

,% N Cu 其他

Ni 8.00-10.50 9.00-13.00

7.00-10.50 0.10-0.25 7.50-10.50 0.15-0.30 8.50-11.50 0.12-0.22 6.00-9.00 1.00― 3.00 1.00― 3.00 1.00~ 3.00 0.70~ 1.30 Nb≤0.15

SUS304J2

0.08

1.7

15.00-18.00

6.00-9.00

SUS304J3

0.08

1

17.00-19.00

8.00-10.50

SUS304Cu

0.08

1

2

18.00-20.00

8.00-10.50

SUSXM7

0.08

1

2

17.00-19.00

8.50-10.50

3.00~ 4.00

1)化学成分数值除范围标明外,其余均为最大值。 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
化学成分 新牌号 旧牌号 C Si Mn Cr Ni
1)2)

,% N Cu 其他

对应 ASTM 牌号 304

06Crl9Nil0

OCrl8Ni9

0.08 1.00 2.00

18.00- 8.0020.00 11.00

022Crl9Nil0

OOCrl9Nil0

0.03 1.00 2.00 0.040.10

18.00- 8.0020.00 12.00

304L

07Crl9Nil0

1.00 2.00

18.00- 8.0020.00 11.00 CeO.030.08

304H

05Crl9NilOSi2CeN

0.04- 1.000.06 2.00 OCrl9Ni9N

0.80

18.00- 9.00- 0.1219.00 10.00 0.18

S30415

06Crl9NiiON

0.08 1.00 2.00

18.00- 8.00- 0.1020.00 11.00 0.16 Nb 0.15

304N

06Crl9Ni9NbN

OCrl9NiiONbN 0.08 1.00 2.50

18.00- 7.50- 0.1520.00 10.50 0.30

XM-21

022Crl9NiiON

OOCrl8NilON 0.030 1.00 2.00

18.00- 8.00- 0.1020.00 11.00 0.16 1.003.00 3.004.00

304LN

06Crl8Ni9Cu2

OCrl8Ni9Cu2 0.08 1.00 2.00

17.00- 8.0019.00 10.50

06Crl8Ni9Cu3

OCrl8Ni9Cu3 0.08 1.00 2.00

17.00- 8.5019.00 10.50

注:1)化学成分数值除范围标明外,其余均为最大值。 表5
牌号 C X5CrNil8-9 X2CrNil8―9 X2CrNil9―11 X7CrNil8―9 X3CrNil8-9-4 X5CrNil8―8 X2CrNil8―9 0.07 0.030 0.030 0.04-0.08 0.04 0.07 0.030 Si Mn

2)各牌号

P≤0.045%,S≤0.030%

1S0/TSl5510:2003 中不锈钢“304”及其衍生牌号与化学成分
化学成分 C2
1)2)

,% CU 3.04.0 N 0.11 0.11 0.11 0.11 0.11 0.10-0.16 0.12-0.22 其他

对应 ASTN 的 牌号 304 304L 304L 304H S30430 S30451 S30453

Ni 8.0-10.5 8.0-10.0

1.00 2.00 17.5-19.5 1.00 2.00 17.5-19.5

1.00 2.00 18.0-20.0 10.0―12.0 1.00 2.00 18.0-20.0 8.0―10.5 1.00 2.00 17.0-19.0 8.0―10.5 1.00 2.05 18.0-20.0 8.0―11.0 1.00 2.00 17.5-19.5 8.0―10.0

注:1)化学成分数值除范围标明外,其余均为最大值。 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% 焊性钢控制为 0.008%~0.020%,抛光用钢控制为≤0.015%。 表6
牌 号 数字 代号

ENl0088―1:2005 中不锈钢“304”其衍生牌号与化学成分
化学成分
1)2)

,%

对应 ASTM Cu N 0.1l 0.1l 0.11 0.11 0.12-0.22 0.12-0.22 其他 的牌号 304 304L 304L S30430 S30451 S30453

名 称 X5CrNil8-10 X2CrNil8-9 X2CrNil9-ll

C

Si

M1

C2

Ni

1.430l 0.07 1.00 2.00 17.5-19.5 8.0-10.5 1.4307 0.030 1.00 2.00 17.5-19.5 8.0-10.5 1.4306 0.030 1.00 2.00 18.0-20.0 10.0-12.0

X3CrNiCul8-9-4 1.4567 0.04 1.00 2.00 17.0-19.0 8.5-10.5 3.0-4.0 X5CrNiNl9-9 X2CrNiN18-10 1.4315 0.06 1.00 2.00 18.0-20.0 8.0-11.0 1.4311 0.03 1.00 2.00 17.5-19.5 8.5-11.5

1)化学成分数值除范围标明外,其余均为最大值。 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,最大硫含量可为 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%。 主要参考文献 1.陆世英,不锈钢概论,中国科学技术出版社,2007.1,118。


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