鉻-鎳-錳-氮奧(ao)氏體(ti)不銹鋼，是以錳、氮代替稀缺和昂貴的鎳元素而發展起來的鋼。錳對奧氏體的作用與鎳相似，但錳對提高固溶體電極電位的效果不大，在提高鋼的耐蝕性方面，作用也不大。因此，采用以錳和氮代鎳時，因為氮是奧氏體穩定元素，可以提高強度，增強耐點蝕及縫隙腐蝕能力，并減少金屬間相。在高溫時析出的機會。以錳、氮代鎳的低鎳奧氏體不銹(xiu)鋼如12Cr18Mn9Ni5N、12Cr17Mn6Ni5、22Cr20Mn10Ni2Si2N、10Cr17Mn9Ni4N、20Cr13Mn9Ni4、20Cr15Mn15Ni2N等奧氏體不銹鋼已納入新的國家標準，并已在工業生產中得到廣泛應用。該類鋼的強度較12Cr18Ni9、12Cr17Ni7 等鋼的強度高30％～40％，塑、韌性等與12Cr18Ni9、12Cr17Ni7鋼相近。該類鋼在較弱的腐蝕條件下，耐蝕性尚好；在中等腐蝕性的氧化性酸介質中也有較好的耐蝕性。但在鹽霧試驗、室溫65％HNO3和50％H3PO4中，該類鋼的耐蝕性較12Cr17Ni7、06Cr19Ni10低。
該(gai)類鋼的耐蝕性(xing)適(shi)用于無污染和輕污染的大(da)氣和清潔水環境以及弱腐蝕性(xing)的酸、堿、鹽等介(jie)質，可(ke)部分代替12Cr17Ni7、12Cr18Ni9等鋼。
該類(lei)鋼可用于建筑裝(zhuang)飾、廚房、衛生間設備和用具、家(jia)用電(dian)器、交(jiao)通運輸(shu)以及工(gong)業部門的設備和零件。
Cr-Ni-Mn-N奧(ao)氏(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)(gang)是(shi)(shi)20世(shi)紀三四十(shi)年代開(kai)始廣泛研究的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)種類。其最初的(de)(de)目(mu)的(de)(de)主(zhu)(zhu)要是(shi)(shi)將(jiang)奧(ao)氏(shi)體形成元素N、Mn加(jia)(jia)入鋼(gang)(gang)中，以替代貴重金屬(shu)Ni，從而節約資源(yuan)，解(jie)(jie)決Ni資源(yuan)匱乏的(de)(de)問題(ti)。隨著冶(ye)金技術的(de)(de)發(fa)展，到(dao)20世(shi)紀六(liu)七(qi)十(shi)年代，加(jia)(jia)壓冶(ye)金技術的(de)(de)出現，使得(de)常壓下(xia)在鋼(gang)(gang)中溶解(jie)(jie)度很小的(de)(de)N能(neng)(neng)(neng)更多(duo)地加(jia)(jia)入鋼(gang)(gang)中，目(mu)前已可(ke)以加(jia)(jia)到(dao)2.3％。N加(jia)(jia)入的(de)(de)主(zhu)(zhu)要作用一是(shi)(shi)顯著提升鋼(gang)(gang)的(de)(de)力學性(xing)能(neng)(neng)(neng)，二(er)是(shi)(shi)明顯增加(jia)(jia)鋼(gang)(gang)耐局部腐蝕的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)力。
Cr-Ni-Mn-N奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和Cr-Ni奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)相比(bi)，最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區別是(shi)大(da)量地加(jia)入(ru)了(le)合金(jin)元素(su)Mn、N，從(cong)而帶來(lai)了(le)一系列的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)變化(hua)。N在(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入(ru)，之所以引起人們(men)極大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關注，主(zhu)要(yao)跟其(qi)(qi)在(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)緊密相關。N在(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)很(hen)多，其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)最(zui)主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)現(xian)(xian)在(zai)三方面：對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)基體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組(zu)織(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)；對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)；對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)。研究(jiu)表明，N是(shi)非常強烈地形成(cheng)并穩(wen)定(ding)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)且擴大(da)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)。據估算，1kg的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)N相當(dang)于6～22kgNi。N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這種作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)使(shi)其(qi)(qi)在(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)可(ke)(ke)(ke)以代替部分Ni，降(jiang)低鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)含(han)量，可(ke)(ke)(ke)以使(shi)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)更穩(wen)定(ding)，防(fang)止有(you)(you)(you)害(hai)金(jin)屬間(jian)相的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出，甚至在(zai)冷加(jia)工條件(jian)下可(ke)(ke)(ke)避免出現(xian)(xian)馬(ma)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)轉變。人們(men)對N在(zai)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)最(zui)感興趣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)其(qi)(qi)在(zai)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)方面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表現(xian)(xian)，很(hen)多含(han)氮鋼(gang)(gang)和高(gao)氮鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)，都是(shi)圍繞N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)這一作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)開展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。N對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)力(li)學(xue)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，突(tu)出表現(xian)(xian)為(wei)：N在(zai)顯著提(ti)(ti)高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)強度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時，并不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)降(jiang)低材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑、韌性(xing)，這為(wei)研究(jiu)高(gao)強高(gao)韌鋼(gang)(gang)提(ti)(ti)供了(le)途徑。工業用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)表明，N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)入(ru)，使(shi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強度(du)比(bi)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)含(han)N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)提(ti)(ti)高(gao)2～3倍。此外，N也(ye)提(ti)(ti)高(gao)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗蠕變、疲勞、磨損能(neng)(neng)力(li)。大(da)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實驗(yan)數據表明：在(zai)奧氏體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)，每(mei)加(jia)入(ru)0.10％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)N，其(qi)(qi)強度(du)提(ti)(ti)高(gao)60～100MPa。N提(ti)(ti)高(gao)屈服強度(du)主(zhu)要(yao)有(you)(you)(you)四個途徑：固溶強化(hua)；晶(jing)(jing)粒(li)尺寸(cun)效應；形變硬化(hua)；沉淀硬化(hua)。N對不(bu)(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)耐(nai)(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)益作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)表現(xian)(xian)在(zai)耐(nai)(nai)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。N對晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)比(bi)較復雜，一般認(ren)為(wei)，N含(han)量在(zai)0.16％以下，對耐(nai)(nai)晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)有(you)(you)(you)益。N對晶(jing)(jing)間(jian)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)機理主(zhu)要(yao)有(you)(you)(you)：N延緩富Cr碳化(hua)物核的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)形成(cheng)和長大(da)過程；降(jiang)低Cr在(zai)鋼(gang)(gang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)活性(xing)；形成(cheng)氮化(hua)鉻(ge)沉淀，減(jian)少Cr的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出。相比(bi)之下，N對點腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)、縫(feng)隙腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)益作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)更為(wei)明顯。界面靠(kao)近(jin)金(jin)屬側的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)碳，會影(ying)響(xiang)(xiang)再(zai)(zai)鈍化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)動力(li)，可(ke)(ke)(ke)迅速再(zai)(zai)鈍化(hua)，從(cong)而可(ke)(ke)(ke)抑(yi)制點蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)生長。N與其(qi)(qi)他元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)協同(tong)作(zuo)(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)，如N可(ke)(ke)(ke)抑(yi)制Cr、Mo等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)過鈍化(hua)溶解，能(neng)(neng)在(zai)局部腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)過程中(zhong)(zhong)(zhong)形成(cheng)更具有(you)(you)(you)抗腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表層(ceng)，提(ti)(ti)高(gao)耐(nai)(nai)腐(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)力(li)。
為了提高N的(de)溶解(jie)度(du)(du)，Mn元素被大量(liang)加入。在節鎳(nie)奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)，Mn是(shi)非(fei)常(chang)重要(yao)的(de)合(he)金元素，其主要(yao)作(zuo)用是(shi)與(yu)強(qiang)烈形成奧氏(shi)(shi)體的(de)元素N復合(he)加入到鋼(gang)中(zhong)(zhong)，以(yi)節約(yue)奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)Ni。Mn是(shi)比較(jiao)弱(ruo)的(de)奧氏(shi)(shi)體形成元素，但具有強(qiang)烈穩定(ding)奧氏(shi)(shi)體的(de)作(zuo)用。Cr-Ni奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)，隨(sui)著 Mn含量(liang)增(zeng)加強(qiang)度(du)(du)提高。在無鎳(nie)的(de)Cr-Mn-N奧氏(shi)(shi)體不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)低溫下會出(chu)現韌脆轉變現象。
以Mn、N代Ni的(de)(de)(de)節Ni和無Ni奧氏體(ti)不銹鋼，其耐(nai)蝕性主(zhu)要(yao)取決于鋼的(de)(de)(de)Cr、Ni、Mo、N等(deng)元素的(de)(de)(de)含(han)量，而(er)Mn的(de)(de)(de)作用甚微。目(mu)前研制成熟的(de)(de)(de)鋼種主(zhu)要(yao)有200系列。還有一些鋼種也在廣泛(fan)研究中(zhong)。
