| 不锈钢“304”及其衍生牌号的标准化学成分 | |||||||
编者按：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，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 304：2005 | 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 | |||||||
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 | ||
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
| 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 | ||
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 | |||
表5 1S0／TSl5510：2003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 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 | ||
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 ENl0088―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 | ||||||||
| 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 | ||
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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