關于航空航天用321與304N鋼的對比分析

　　321和304N這兩個鋼都是18-8型奧氏體不銹鋼。321屬于低碳奧氏體不銹鋼，304N屬于超低碳奧氏體不銹鋼。321是為了解決1Cr18Ni9、0Cr18Ni9焊后具有晶間腐蝕傾向，難以適用于焊接設備和零部件的不足而發展的。向321鋼中加入了Ti元素，由于Ti元素對碳元素親和力大，鋼中的C首先與Ti形成碳化物，抑制了Cr元素與C元素形成碳化物，從而提高耐蝕性能。321是不銹鋼中應用較為廣泛的鋼種。304N是在304L基礎上添加部分Ni和N，其特點在于既有優良的力學性能又有很好的抗腐蝕能力，同時避免了含鈦鋼中氮化鈦、碳氮化鈦的不良影響，是目前飛行器中的部件和裝置、海水設備中泵、閥以及船舶的軸與推進器等需要的不銹鋼材料。我國目前還在大量應用的是含鈦的18-8型鋼種，國外發達國家已經由超低碳及其含氮奧氏體不銹鋼取代。
　　
　　對321和304N兩個鋼種的特性、生產工藝及性能等方面進行了研究。試驗用料的生產工藝流程：電爐EAF→精煉（AOD+LF）冶煉澆鑄電極棒→電渣重熔成鋼錠→精快鍛聯合開坯→軋制成棒材→固溶處理→砂剝→精整→探傷→入庫。
　　
　　對比試驗結果發現：
　　
　　1）冶煉工藝對化學成分及材料性能有影響。321和304N兩個鋼種都是采用電爐+電渣法冶煉，這種方法冶煉是在大氣下冶煉，由于兩個鋼種成分不同，冶煉過程對兩個鋼種成分影響也不同，成分上的差異又可能導致性能上的差異。321鋼含Ti，Ti屬于易氧化元素，在大氣下冶煉收得率不穩定。為保證Ti成分穩定，加大了冶煉難度。在電爐冶煉中要注意控制電極棒的Ti成分，鋼水脫氧情況，電極澆注過程氬氣保護情況，電渣渣料烘烤情況等。304N鋼不含易氧化元素，所以電爐冶煉時可全程吹空氣或氮氣。
　　
　　2）304N不銹鋼與321鋼相比，強度高，特別是屈服強度高將近100MPa，但塑性并不比321鋼低，耐晶間腐蝕性能與321鋼相當。
　　
　　3）304N不銹鋼與321鋼相比，冶煉加工工藝簡單，而且綜合性能好。
　　
　　4）304N可以替代含Ti的321鋼，應用于具有較高強度要求，又有良好耐腐蝕性要求的航空航天設備及零部件。