304不銹鋼（304 stainless steel）是不銹鋼中常見的一種材質，屬于奧氏體型不銹鋼，業內也叫做18/8不銹鋼。 “304”牌號是美國不銹鋼標準中的牌號名稱。304不銹鋼是按照美國ASTM標準生產的不銹鋼的一個牌號。在中國2007年制定的不銹鋼牌號標準GB-T20878-2007中，與之對應的牌號是06Cr19Ni10。
304不銹鋼是鉻-不銹鋼，含有約18%鉻和8%鎳，密度為7.93 g/cm3，抗拉強度為520MPa，條件屈服強度為205MPa，熔點為1398～1454℃。其具有良好的耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能、耐熱性能和低溫強度及綜合機械性能，在許多氧化性酸中都具有優良的耐腐蝕性能，在堿溶液、大部分有機酸和無機酸中以及大氣、水和蒸汽中也具有較強的耐腐蝕性能。304是一種通用性的不銹鋼，廣泛用于制作要求良好綜合性能（耐腐蝕和成型性）的設備和機件。因此被廣泛應用于食品、醫療、化工、電子工業、家具裝飾等行業。
在304不銹鋼基礎上，通過改變碳含量加入氮元素、銅含量，可形成304L、304H、304N、304LN、S30430、SUS304J3等衍生材料。
發展簡史
20世紀初L.B.Guillet和A.MPortevin在法國分別于1904~1906年和1909~1911年、W.Giesen在英國于1907~1909年分別發現了Fe-Cr和Fe-鉻Ni合金的耐腐蝕性能。P.Monnartz于1908~1911年在德國提出了不銹性和鈍化理論的許多觀點，從此開始了世界耐酸鋼的歷史。
工業用不銹鋼的發明開始于1912年，H.Brearly1912~1913年在英國開發了含Cr 12%~13%的馬氏體不銹鋼。C.Dantsizen于1911~1914年在美國開發了含Cr 14%~16%、C 0.07%-0.15%的鐵素體不銹鋼。E.Maurer、B.Strauss于1912~1914年在德國開發了含C<1%、Cr15%~40%、Ni<20%的奧氏體不銹鋼。
1924年，英國Firth Brown實驗室的William A. Hatfield通過改進“V2A”，發明304不銹鋼（含鉻18%、鎳8%，簡稱“18-8”）。其化學成分另含錳≤2%及硅、磷、硫等元素，推薦使用溫度范圍為-196℃至800℃，但若需長時間暴露建議不超過500℃以避免敏化現象。1927年，克虜伯生產的鉻25-鎳20合金（即后來的“310”不銹鋼）獲專利權。
1929年，B.Strauss取得了低碳18-8（Cr約18%，Ni約8%）不銹鋼的專利權。為了解決18-8鋼的敏化態晶間腐蝕，1931年德國E.Houdreuot發明了含Ti并配以穩定處理的18-8不銹鋼。幾乎與此同時，在法國的Unieux實驗室發現了奧氏體不銹鋼中含有鐵素體時，鋼的耐晶間腐蝕性能會得到明顯改善，從而開發了a+r雙相不銹鋼。1933年，美國鋼鐵公司學會（AISI）制定了鑄造不銹鋼編號方法。1946年，美國的RSmithetal研制了630不銹鋼17-4PH；隨后既具有高強度又可進行冷加工成型的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼17-7PH和PH15-7Mo等相繼問世。至此，不銹鋼中的主要鋼類，即馬氏體、鐵素體、奧氏體、a+y雙相以及沉淀硬化型等不銹鋼基本齊全。
1959年，德國標準化學會（DIN）建立了一套鋼鐵材料五位數編號系統。同時，還用化學符號與表示元素百分比的數字給每種合金命名，后來歐洲、國際標準化組織、俄羅斯、中國等也采用了這種命名方法。1996年，國際不銹鋼論壇（ISSF）成立。
1998年2月，中國首個全國性不銹鋼行業組織—中國特鋼企業協會不銹鋼分會在北京成立。
生產工藝
不銹鋼的生產工藝過程主要包括冶煉、熱軋、冷軋等工藝環節。
冶煉工藝
不銹鋼冶煉工藝主要有兩步法和三步及將鎳鐵冶煉、鉻鐵冶煉與氧精煉爐、真空吹氧脫碳法、鋼包精煉組合的生產工藝等。其中兩步法工藝產量約占70%，三步法工藝產量約占20%。兩步法不銹鋼代表工藝路線為EAF（電弧爐）→AOD（氧精煉爐），其中EAF主要用于熔化廢鋼和合金原料，生產不銹鋼預熔體，不銹鋼預熔體再進入到AOD爐中冶煉成合格的不銹鋼鋼水。兩步法可生產除了超低碳、氮不銹鋼外95%的不銹鋼品種。三步法的基本工藝流程為：初煉爐→復吹轉爐/AOD爐→VOD（真空吹氧脫碳法）。三步法是在兩步法的基礎上增加了深脫碳的環節，產品質量高，氮、氫、氧和夾雜物含量低，可生產的品種范圍廣。將鎳鐵冶煉、鉻鐵冶煉與AOD、VOD、LF（鋼包精煉）組合是采用紅土礦冶煉鎳鐵的新型生產工藝，將奧氏體不銹鋼的生產推進到一個新的階段，如采用礦熱爐鎳鐵水直接兌入AOD，由AOD獨立完成初煉和精煉爐的工藝，具有成本低廉、流程短的優勢。
熱軋工藝
不銹鋼熱軋工藝有連續式熱軋和現代爐卷軋機兩種生產工藝，這兩種生產工藝在粗軋機之前是相同的。鋼坯在步進梁式加熱爐加熱，出爐鋼壞經高壓水除鱗后，在帶有立的四輥可逆式粗軋機軋制5~7次，軋制到30~50mm，送入熱連軋精軋機組或爐卷軋機軋到成品厚度。其工藝流程為：合格無缺陷連鑄壞→加熱爐→粗除鱗機→粗軋機組→中間保溫設備→飛剪→精除鱗機→精軋機組→層流冷卻→卷取機→打捆→稱重→噴印。
冷軋工藝
不銹鋼冷軋工藝主要包括冷軋及酸洗、退火工藝等。其工藝流程為：熱軋黑卷→退火→熱卷連續退火酸洗→修磨→十二/二十輥冷軋→冷卷連續退火酸精磨→平整→卷曲或切割→打捆→稱重→噴印。具體為：熱軋來的黑卷經熱酸洗退火線的六銀軋機在常溫下軋制，厚度變薄，進入脫脂段去除表面的油污后，到退火爐內退火，改變內應力。利用拋丸機和酸洗除去帶鋼表面的鱗皮，另外對耐酸鋼表面進行鈍化處理，提高帶鋼的耐蝕性。熱線處理完的鋼卷或是修磨過的鋼卷送入十二輥/二十輥軋機軋制，使帶鋼厚度再度變薄。軋制出的帶鋼再到冷線退火爐進行再結晶退火，改善帶鋼表面的質量。最后由平整機組來控制帶鋼的延伸率及帶鋼表面質量。
材料特性
304不銹鋼具有優良的不銹耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能。對氧化性酸，如在濃度≤65%的沸騰溫度以下的硝酸中，具有很強的抗腐蝕性。對堿溶液及大部分有機酸和無機酸亦具有良好的耐腐蝕能力；具有優良的冷熱加工和成型性能。但在工業性氣氛或重污染地區使用時，則需要及時清潔以避免腐蝕。還具有抗氧化性、表面易清潔且不易滋生細菌（符合食品衛生要求）、延展性極佳。可以加工生產板、管、絲、帶、型各種產品，適用于制造冷徽、深沖、深拉伸成型的零件；低溫性能較好。在-180C條件下，強度、伸長率、斷面收縮率都很好，由于沒有脆性轉變溫度，常在低溫下使用；具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接，焊前焊后均不需熱處理；常溫下具有穩定的奧氏體組織等優勢。
304不銹鋼也存在力學強度較低，切削性能較差，不能通過常規的合金相變提高其強度，大截面尺寸鋼件焊接后對晶間腐蝕敏感，在含 c1- 水中（包括濕態大氣）對應力腐蝕非常敏感等不足之處。
性能參數
以上信息參考資料
化學成分
304不銹鋼是鉻-鎳不銹鋼，含有約18%鉻和8%鎳，其化學成分的含量范圍如下表所示：
以上信息參考資料
應用領域
304奧氏體不銹鋼（即0Cr18Ni9不銹鋼）具有良好的耐腐蝕性能和較好的抗晶間腐蝕性能、耐熱性能和低溫強度及綜合機械性能，在許多氧化性酸中都具有優良的耐腐蝕性能，在堿溶液、大部分有機酸和無機酸中以及大氣、水和蒸汽中也具有較強的耐腐蝕性能。因此被廣泛應用于食品、醫療、化工、電子工業、家具裝飾等行業。經過嚴格含量控制的304不銹鋼也可被稱為食品級304不銹鋼。大多數的使用要求是長期保持建筑物的原有外貌。在確定要選用的不銹鋼類型時，主要考慮的是所要求的審美標準、所在地大氣的腐蝕性以及要采用的清理制度。然而，其它應用越來越多的只是尋求結構的完整性或不透水性。例如，工業建筑的屋頂和側墻。
相關執行標準
中國
國外
衍生材料
改變碳含量
304L為超低碳的304鋼。較低的碳含量使得在靠近焊縫的熱影響區中所析出的碳化物減至最少，從而改善耐蝕性能，特別是減少304鋼對焊后在某些環境中因碳化物析出導致的晶間腐蝕（焊接侵蝕）敏感性，在滿足力學強度要求的條件下，可用于制造大截面尺寸的焊接件。304H，將碳含量提高到 0.10％，增加304鋼的強度，并使奧氏體更加穩定，比304鋼更適于在低溫環境和無磁部件方面使用。
加入氮元素
304N（SUS304N1）、XM-21（SUS304N2）、304LN等都是。由于氮的固溶強化作用，提高了 304 和 304L 鋼的強度，且不顯著隆低鋼的塑性和韌性，同時鋼的耐晶間腐蝕性、耐點蝕和縫隙腐蝕性都有進一步改善。
加入銅含量
銅使奧氏體更加穩定，一方面可以提高鋼的不銹性和耐蝕性，特別是對還原性介質（如硫酸）的耐蝕性更好；另方面則降低鋼的強度和冷加工硬化傾向，改善鋼的塑性。如S30430 （06Cr18Ni19Cu3、SUSXM7）、SUS304J3（06Cr18Ni19Cu2）等,這些鋼與304比，在較小變形力的作用下，可獲得更大的冷變形，更適于冷、冷擠壓作緊固件用或深沖、拉伸等用途。
參考資料 >
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