304不銹鋼

304不銹鋼是一種常見的不銹鋼類型，屬於奧氏體不銹鋼，在行業中也被稱為18/8不銹鋼。其等級“304”是美國不銹鋼標準中的等級名稱。在中國2007年不銹鋼等級標準GB-T20878-2007中，對應的等級為06Cr19Ni10。

20世紀初，法國的L.B. Guillet和A. MPortevin分別於1904~1906年和1909~1911年，英國的W. Giesen於1907~1909年發現了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金的抗腐蝕性能。P. Monnartz於1908~1911年間在鈍化理論中提出了不銹性和腐蝕性能的多種觀點，從此開啟了世界不銹鋼的歷史。工業用不銹鋼的發明始於1912年，當時英國的H. Brearly於1912~1913年開發出含12%~13% Cr的馬氏體不銹鋼。美國的C. Dantsizen於1911~1914年開發出鐵素體不銹鋼，德國的E. Maurer和B. Strauss於1912~1914年開發出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通過改良“V2A”，發明了304不銹鋼（含18%鉻、8%鎳，簡稱“18-8”）。1927年，Krupp生產出鉻25-鎳20合金（即後來的“310”不銹鋼）並獲得專利。1929年，B. Strauss獲得低碳18-8（約18% Cr、約8% Ni）不銹鋼的專利。為了解決18-8鋼敏化狀態下的晶間腐蝕問題，1931年德國的E. Houdreuot發明了含鈦的18-8不銹鋼。幾乎同時，法國Unieux實驗室發現，當奧氏體不銹鋼中含有鐵素體時，其抗晶間腐蝕性能會顯著提升，從而開發出a+r雙相不銹鋼。1933年，美國鋼鐵學會（AISI）開發出鑄造不銹鋼的編號方法。1946年，美國的RSmithetal開發出馬氏體沉淀硬化不銹鋼17-4PH；隨後推出了既具高強度又可冷成型的半奧氏體沉淀硬化不銹鋼17-7PH和PH15-7Mo等。至此，不銹鋼的主要類別，即馬氏體、鐵素體、奧氏體、a+y雙相及沉淀硬化不銹鋼已基本完備。1959年，德國標準化學會（DIN）建立了一套五位數鋼材編號系統，並使用化學符號與表示元素百分比的數字來命名每種合金，後來歐洲、國際標準化組織（ISO）、俄羅斯、中國等也採用了這種命名方法。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——中國企業協會不銹鋼分會在北京成立。

不銹鋼的生產過程主要包括冶煉、熱軋、冷軋等工序。

不銹鋼冶煉過程主要有兩步法和三步法，並結合鎳鐵冶煉、鉻鐵冶煉及氟氧精煉爐、真空吹氧脫碳法、鋼包精煉等生產過程。其中，兩步法生產佔約70%，三步法生產佔約20%。兩步法不銹鋼的代表性工藝路線為EAF（電弧爐）→AOD（氧氣精煉爐），其中EAF主要用於熔化廢鋼和合金原料，生產出不銹鋼預熔體，然後在AOD爐中將預熔體冶煉成合格的不銹鋼熔鋼。兩步法可生產除超低碳、氮不銹鋼外的95%不銹鋼品種。三步法的基本流程為：初煉爐→復吹轉爐/AOD爐→VOD（真空吹氧脫碳法）。三步法在兩步法的基礎上增加了深度脫碳環節，產品品質高，氮、氫、氧及夾雜物含量低，可生產的品種範圍廣。鎳鐵冶煉、鉻鐵冶煉與AOD、VOD、LF（鋼包精煉）的組合是利用紅土礦冶煉鎳鐵的新生產過程，將奧氏體不銹鋼的生產推進到一個新階段，例如使用礦熱爐鎳鐵水直接進入AOD，AOD獨立完成初煉和精煉過程，具有成本低、流程短的優勢。

不銹鋼熱軋過程有連續熱軋和現代爐卷軋機兩種生產流程，在粗軋機之前相同。鋼坯在步進式加熱爐中加熱，出爐鋼坯經高壓水除鱗後，在四輥可逆粗軋機中帶立輥軋製5~7次，軋至30~50mm，再送至熱軋精軋機組或爐卷軋機軋製至成品厚度。其流程如下：合格無缺陷的連鑄坯→加熱爐→粗軋除鱗機→粗軋機→中間保持設備→飛剪→精軋除鱗機→精軋機→層流冷卻→卷取機→打包→稱重→打印。

304不銹鋼具有優異的不銹耐腐蝕性和良好的抗晶間腐蝕性。對於氧化性酸，例如濃度≤65%的沸點以下硝酸中，它具有良好的耐腐蝕性；對鹼溶液及大多數有機酸和無機酸也有良好的耐腐蝕能力；具備優異的冷熱加工和成型性能。可加工生產板材、管材、線材、帶材等多種產品，適用於製造冷徽、深拉伸、深拉成型部件；低溫性能良好。在-180°C條件下，強度、延伸率、截面收縮率都很好，由於不存在脆性轉變溫度，常在低溫下使用；具有良好的焊接性能。可採用常規焊接方法焊接，焊前焊後無需熱處理；室溫下具有穩定的奧氏體組織等優點。304不銹鋼也存在機械強度低、切削性能差、無法通過常規合金相變提高其強度、大截面尺寸鋼件焊接後對晶間腐蝕敏感、在含Cl的水（包括潮濕大氣）中對應力腐蝕非常敏感等缺點。

304不銹鋼是一種鉻鎳不銹鋼，含有約18%的鉻和8%的鎳，其化學成分含量範圍如下表所示：以上資訊參考

304不銹鋼（即0Cr18Ni9不銹鋼）具有良好的耐腐蝕性和抗晶間腐蝕性、耐熱性、低溫強度及綜合機械性能，在許多氧化性酸中具有優異的耐腐蝕性，在鹼溶液、大多數有機酸和無機酸以及大氣、水和蒸汽中具有較強的耐腐蝕性。因此，廣泛應用於食品、醫療、化工、電子行業、傢俱裝飾等產業。

304不銹鋼水杯

304不銹鋼針

304不銹鋼壓力儲罐

304不銹鋼炊具

304L是超低碳304鋼。降低碳含量可提高耐腐蝕性，尤其是304鋼在焊接後對晶間腐蝕的敏感性，在滿足機械強度要求的情況下，可用於製造大截面尺寸的焊接部件。304H則將碳含量提高至0.10%，以增加304鋼的強度並使奧氏體更穩定，比304鋼更適合在低溫和無磁性部件的環境中使用。

304N（SUS304N1）、XM-21（SUS304N2）、304LN等。由於氮的固溶強化作用，304和304L鋼的強度提高，且鋼的塑性和韌性未顯著降低，同時鋼的抗晶間腐蝕、點蝕和縫隙腐蝕性能進一步改善。

銅使奧氏體更穩定，一方面提高了鋼的不銹性和耐腐蝕性，特別是對還原介質（例如硫酸）具有更好的耐腐蝕性；另一方面降低了鋼的強度和冷加工硬化傾向，並提高了鋼的塑性。例如S30430（06Cr18Ni19Cu3，SUSXM7）、SUS304J3（06Cr18Ni19Cu2）等，這些鋼與304相比，在較小的變形力作用下可獲得更大的冷變形，更適合用於冷加工、冷擠壓作為緊固件或深拉伸、拉伸等用途。