材料的開發是通過控制成分、加工熱處理來控制結晶構造和組織完成的。海南不銹鋼具有優良的耐蝕性，其性能是由合金的組成決定的。但是，為了充分發揮合金本來具有的特性。其前提必須是材料組織的最佳化。另外，不銹鋼也是力學性能優良的材料，與其他鋼鐵材料一樣，要求對材料組織進行最佳控制以得到強度、加工性、韌性等所需的特性。本文在應用不銹鋼優良特性的同時，以典型的鋼種概述了其重要的組織控制，并且也介紹了最近開發的新鋼種材料設計方法。

　　2海南不銹鋼按材料組織的分類

　　不銹鋼的特性與材料組織有著密切關系，因此，根據組織進行分類。以SUS304為代表的奧氏體系不銹鋼，由SUS430和高純度鐵素體系組成的鐵素體系不銹鋼及以SUS42OJ1為代表的淬火硬化能高的馬氏體系不銹鋼。此外，還有少量特殊的雙相不銹鋼和析出硬化型不銹鋼。從主要構成元索的角度，把奧氏體系不銹鋼、雙相不銹鋼、析出硬化型不銹鋼稱作Ni—Cr系或Ni系不銹鋼，把鐵索體系不銹鋼、馬氏體系不銹鋼稱作Cr系不銹鋼。SUS430(17Or)是鐵素體系不銹鋼的常用鋼種，通常使用經退火得到的鐵素體+碳化物的組織。高純度鐵素體系不銹鋼是鐵素體單相組織鋼種的總稱，它是通過減少鐵素體系不銹鋼中的C、N，然后加入易形成碳氮化合物的Ti、Nb穩定化元素，以減少固溶C、N的鋼種。

　　雙相不銹鋼用固溶處理。使奧氏體和鐵素體大致以1：1的比例存在。除有22%～25%Cr外，因含Mo、N，故具有優良的耐蝕性。此外，由于有鐵素體的存在。故具有比奧氏體系不銹鋼更為優良的耐應力腐蝕性。析出硬化系不銹鋼大多采用熱處理和加工誘起相變，使基體組織為馬氏體，然后使Cr和Ni—A1金屬間化合物在馬氏體中析出。而達到高強度化。

　　3不銹鋼組織、材質的控制和新鋼種開發

　　3.1奧氏體系不銹鋼(SUS304、SUS301、SUS304J1)

　　SUS304具有優良的耐蝕性、耐熱性和加工性等均衡的優異特性，與SUS3o4對應的Fe—Cr—8%Ni合金的平衡狀態。由奧氏體系不銹鋼這個名稱也許你會感到初晶是鐵素體是個意外，但是，18%Cr的SUS304的凝固形態按所謂FA方法，在鐵素體(有時稱8鐵素體)凝固后，就形成奧氏體。其優點是利用在凝固中殘留的鐵素體，可使連鑄和焊接時難以發生凝固裂紋。奧氏體的晶界因s易發生脆化，而鐵素體因S的固溶度大具有固定S的作用，結果可使奧氏體晶界純凈而強化。在不銹鋼板的生產工藝中，一般按下述原則進行成分調整，使連鑄時殘余的少量鐵素體在熱軋加熱時固溶進單相奧氏體中。

　　為了進行加工性能優良的材料設計，必須根據加工方式，控制材料組織。凸肚性如上所述可用TRIP來提高，但深沖性和凸緣延伸性反而會因加工馬氏體的生成量多而易下降。特別在多段深沖時，因凸緣部的硬化阻礙下工序深沖加工性的傾向很強。

　　為了滿足這樣的材料特性，用調整低屈服強度和加工誘起馬氏體的生成量及奧氏體的加工硬化，開發了極軟質高加工性奧氏體系不銹鋼板(17Cr—8Ni—2.7Cu—2.7Mn—低C、N)。為降低屈服強度，采用新的精煉技術，降低了使奧氏體固溶強化的c和N含量。與通常的SUS304(8Ni)相比，抑制了加工誘起馬氏體的生成，這樣就可使奧氏體的穩定性與18Cr—9Ni鋼相同。另外，為了調整奧氏體的加工硬化，應使Ni、Mn和cu的加入量最佳化。只要將加工誘起馬氏體生成的TRIP和奧氏體本身的加工硬化進行最佳化組合就可使二次加工性最大化。　　3.2海南不銹鋼高純度鐵素體系不銹鋼(SUS430LX，SUS444等)由于高純度化精煉技術的進步，可使典型的雜質元素C大幅度地減少，從而開發了具有優良耐蝕性、加工性和焊接性等的高純度鐵素體系不銹鋼。高純度鐵素體系不銹鋼的特征在于：除低(C+N)化外，可用Ti和Nb進行穩定化，并根據使用的腐蝕環境可加入Cr，同時按照需要還可加入Mo和Cu來提高耐蝕性。

　　本開發鋼是以17Cr為基的鐵素體系不銹鋼，是同時具有最高水平的加工性和能降低“起皺”的新鋼種。為了用17Cr得到最高水平的延性，在精煉過程中必須徹底降低雜質元素，且穩定化元素Ti也應該控制在需要的最小限度。為了提高r值，應采用新精煉設備(SUS—REDA)，來極力降低C、N，作為固定元素選用了提高r值效果大，但強度增加小的在達到這樣徹底高純度化時，由于連鑄坯鑄態組織是發達的粗大柱狀晶組織，所以.造成{100}群體形成。已知對該群體阻斷最有效的方法就是再結晶，但為了把{100}群體完全阻斷，僅用一次再結晶是不充分的，故在制造過程中必須反復進行二次以上的再結晶。

　　由于高純度鐵素體系海南不銹鋼的再結晶核主要是在晶界上，所以為有效地得到再結晶組織，必須使鑄態低倍組織微細化。由于鑄造時利用氧化物可促進異質核的生成，阻斷柱狀晶的發展，因而能達到凝固組織微細化的目的。

　　由于抑制了粗大柱狀晶的發達，可使熱軋前晶粒微細化。故在熱軋過程中就能一次得到完全的再結晶組織。另外，由于碳氮化物和碳硫化物在氧化物+TiN上復合析出并凝聚，也可防止在熱軋退火時抑制再結晶的微細析出物，從而得到了具有高r值和低“起皺”的微細再結晶組織。通過熱軋過程中的再結晶和熱軋板退火時的再結晶，無須采用其他工藝就能阻斷該群體，并且存在的復合析出物能促進冷軋后最終退火時的晶粒成長，因而有利于確保延性、高r值化。如上所述，由于控制了以氧化物為核的凝固、析出，使凝固組織微細化，織構和晶?？刂谱兊煤唵我仔?，從而得到了可同時獲得高加工性和低“起皺”的合理制造工藝。開發鋼深沖后的外觀。與原來的鋼(SUS430)比較，可清楚地看到成形性提高的同時，在杯側壁未發生明顯的“起皺”缺陷。用氧化物凝固組織高加工性鐵素體系不銹鋼的材料設計。

　　4結束語

　　海南不銹鋼是具有優良的耐蝕性、力學性能的材料，為了有效地利用這些優點，除了合金元素的選擇，材料組織的控制是極其重要的，因此，以常用的SUS304等奧氏體系不銹鋼和高純度鐵素體系不銹鋼為例，敘述了控制材料組織的方法，還介紹了最近用控制材料組織開發的極軟質奧氏體系不銹鋼及高加工性鐵素體系不銹鋼的材料設計。