关于航空航天用321与304N钢的对比分析

　　321和304N这两个钢都是18-8型奥氏体不锈钢。321属于低碳奥氏体不锈钢，304N属于超低碳奥氏体不锈钢。321是为了解决1Cr18Ni9、0Cr18Ni9焊后具有晶间腐蚀倾向，难以适用于焊接设备和零部件的不足而发展的。向321钢中加入了Ti元素，由于Ti元素对碳元素亲和力大，钢中的C首先与Ti形成碳化物，抑制了Cr元素与C元素形成碳化物，从而提高耐蚀性能。321是不锈钢中应用较为广泛的钢种。304N是在304L基础上添加部分Ni和N，其特点在于既有优良的力学性能又有很好的抗腐蚀能力，同时避免了含钛钢中氮化钛、碳氮化钛的不良影响，是目前飞行器中的部件和装置、海水设备中泵、阀以及船舶的轴与推进器等需要的不锈钢材料。我国目前还在大量应用的是含钛的18-8型钢种，国外发达国家已经由超低碳及其含氮奥氏体不锈钢取代。
　　
　　对321和304N两个钢种的特性、生产工艺及性能等方面进行了研究。试验用料的生产工艺流程：电炉EAF→精炼（AOD+LF）冶炼浇铸电极棒→电渣重熔成钢锭→精快锻联合开坯→轧制成棒材→固溶处理→砂剥→精整→探伤→入库。
　　
　　对比试验结果发现：
　　
　　1）冶炼工艺对化学成分及材料性能有影响。321和304N两个钢种都是采用电炉+电渣法冶炼，这种方法冶炼是在大气下冶炼，由于两个钢种成分不同，冶炼过程对两个钢种成分影响也不同，成分上的差异又可能导致性能上的差异。321钢含Ti，Ti属于易氧化元素，在大气下冶炼收得率不稳定。为保证Ti成分稳定，加大了冶炼难度。在电炉冶炼中要注意控制电极棒的Ti成分，钢水脱氧情况，电极浇注过程氩气保护情况，电渣渣料烘烤情况等。304N钢不含易氧化元素，所以电炉冶炼时可全程吹空气或氮气。
　　
　　2）304N不锈钢与321钢相比，强度高，特别是屈服强度高将近100MPa，但塑性并不比321钢低，耐晶间腐蚀性能与321钢相当。
　　
　　3）304N不锈钢与321钢相比，冶炼加工工艺简单，而且综合性能好。
　　
　　4）304N可以替代含Ti的321钢，应用于具有较高强度要求，又有良好耐腐蚀性要求的航空航天设备及零部件。