不锈钢“304”及其衍生牌号的标准化学成分

伍千思

编者按：不锈钢牌号“304'’(S30400)是美国不锈钢标准(如ASTM标准)中的牌号名称，它是18―8型Cr-Ni奥式体不锈钢的典型牌号，由于其具有优良的综合性能，用途十分广泛，其产销量占到奥式体不锈钢的80%左右。对304及其衍生牌号，美国材料和试验协会不锈钢牌号标准ASTM A959-04和日本JIS、我国GB、国际ISO、欧洲EN等不锈钢标准中都有明确的规定。但是，近期我国国内市场上出现了没有列入国内外标准的304衍生牌号(如304J5，含镍量只有4.3%)，或者与日本JIS中的304J1、304J2名称相同但成分有出入的产品。对此，我们专门约请冶金材料标准专家伍千思写了这篇“不锈钢‘304’及其衍生牌号的标准化学成分”文章，详细介绍了国内外关于304及其衍生牌号的标准化学成分。我们希望，企业如果生产日本JIS板材标准中的304J1、304J2，成分、性能必须符合其标准要求；生产者和经销商必须向用户指明这些产品的特定用途(如适用于作一般耐蚀条件下用的通过冷加工成型的部件或制品)，我们不主张生产和销售没有列入国内外标准的304衍生牌号产品，以避免给消费者带来误解和损失。

不锈钢牌号“304”(S30400)是美国不锈钢标准(如ASTM标准)中的牌号名称。在我国新制定的不锈钢牌号标准GB／T20878―2007中，与之对应的牌号是06Crl9Nil0(旧牌号为OCrl8Ni9)。这个牌号是著名的18―8型Cr-Ni奥氏体不锈钢的典型牌号。由于它具有优良的综合性能，用途十分广泛，因而其产量和消费量约占到了奥氏体不锈钢总量的80%左右。

304(06Crl9Nil0)钢的主要特性是：

具有优良的不锈耐腐蚀性能和较好的抗晶间腐蚀性能。对氧化性酸，如在浓度≤65%的沸腾温度以下的硝酸中，具有很强的抗腐蚀性。对碱溶液及大部分有机酸和无机酸亦具有良好的耐腐蚀能力。

具有优良的冷热加工和成型性能。可以加工生产板、管、丝、带、型各种产品，适用于制造冷镦、深冲、深拉伸成型的零件。

低温性能较好。在-180℃条件下，强度、伸长率、断面收缩率都很好。由于没有脆性转变温度，常在低温下使用。

具有良好的焊接性能。可采用通常的焊接方法焊接，焊前焊后均不需热处理。

304钢也有性能上的不足之处：大截面尺寸钢件焊接后对晶间腐蚀敏感；在含c1―水中(包括湿态大气)对应力腐蚀非常敏感；力学强度偏低，切削性能较差等。

由于304钢有性能上的不足，人们在生产和使用中想办法扬长避短，尽量发挥发展它的优良性能，克服它的不足之处。于是，通过研究开发，根据不同使用环境或条件的特定要求，对其化学成分进行调整，发展出了满足某些特性使用要求的304衍生牌号。

表1列出了美国材料和试验协会不锈钢牌号标准ASTM A959―04中的牌号304及其衍生牌号与日本JIS、我国GB、国际ISO、欧洲EN等不锈钢标准中相应牌号的对照。表2一表6分别列出了相应标准中各牌号的化学成分。

从表1看出，ASTMA959―04中，304及其衍生牌号共有10个。日本JIS标准中亦为10个，但能与ASTM牌号对应的则是6个，  其他4个牌号(SUS304J1、SUS304J2、SUS304J3、SUS304Cu)应该是JIS自己开发的304衍生牌号。

综观304及衍生牌号的化学成分，可以认为，所谓衍生牌号就是对304的化学成分进行了某些调整，而产生了变异的304牌号。例如：

碳含量：降低或提高碳含量。304L为超低碳的304钢。降低碳含量可以改善耐蚀性能，特别是304钢对焊后的晶间腐蚀敏感性，在满足力学强度要求的条件下，可用于制造大截面尺寸的焊接件。304H，将碳含量提高到0.10%，增加304钢的强度，并使奥氏体更加稳定，比304钢更适于在低温环境和无磁部件方面使用。

氮含量：加入氮元素。304N(SUS304N1)、XM-21(SUS304N2)、304LN等都是。由于氮的固溶强化作用，提高了304和304L钢的强度，且不显著降低钢的塑性和韧性，同时钢的耐晶间腐蚀性、耐点蚀和缝隙腐蚀性都有进一步改善。

铜含量：加入一定含量的铜。铜使奥氏体更加稳定。一方面可以提高钢的不锈性和耐蚀性，特别是对还原性介质(如硫酸)的耐蚀性更好；另方面则降低钢的强度和冷加工硬化倾向，改善钢的塑性。如S30430(06Crl8Nil9Cu3、SUSXM7)、SUS304J3(06Crl8Nil9Cu2)等，这些钢与304比，在较小变形力的作用下，可获得更大的冷变形，更适于冷镦、冷挤压作紧固件用或深冲、拉伸等用途。

这里要特别提出的是，日本JIS标准中，304钢的衍生牌号有5个含铜，其中有3个牌号即SUS304Cu、SUS304J1、SUS304J2仅用于生产板带产品，而SUS304J1和SUS304J2两个牌号的化学成分，则在304的基础上作了较大调整(见表3)，铬、镍含量都有所降低，Cr为15.00%～18.00%，Ni为6.00%一9.00%，还将Mn提高到3.00%或5.00%，Cu含量为1.00%一3.00%。这两个牌号有用锰或铜代镍的意思。这两种钢的板带可能是适用于作一般耐蚀条件下用的通过冷加工(如深冲、深拉伸变形)成型的部件或制品。(摘自《不锈―市场与信息》)

表1  美国不锈钢标准牌号304及其衍生牌号与日本、中国、国际、欧洲标准中相应牌号对照

ASTM A959-04
 JIS

G4304：2005

64304：2005
  

GB／T20878―2007
 1SO／Sl5510

――2003
  

ENl0088―1：2005
 
UNS代号
 牌号
 G4305：2005
 新牌号
 旧牌号
 牌号
 数字代号
 
S30400
 304
 SUS304
 06Crl9NilO
 OCrl8Ni9
 X5CrNil8―9
 X5CrNil8-10
 1.4301
 
S30403
 304L
 SUS304L
 022Crl9NilO
 OOCrl9NilO
 X2CrNilS-9

X2CrNil9-11
 X2CrNil8-9

X2CrNil9-11
 1.4307

1.4306
 
S30409
 304H
  
 07Crl9Nil0
  
 X7CrNil8―9
  
  
 
S30415
  
  
 05Crl9Nil0Si2CeN
  
  
  
  
 
S30430
  
 SUSXM7
 06CrlSNilgCu3
 OCrl8Ni9Cu3
 X3CrNiCul8―9-4
 X3CrNiCulS-9―4
 1.4567
 
S30432
  
  
  
  
  
  
  
 
S30451
 304N
 SUS304N1
 06Crl9Nil0N
 0Crl9Ni9N
 XSCrNiNl8―8
 X5CrNiNl9-9
 1.4315
 
S30452
 XM-21
 SUS304N2
 06Crl9NigNbN
 0Crl9NilONbN
  
  
  
 
S30453
 304LN
 SUS304LN
 022Crl9NilON
 OOCrl8NilON
 X2CrNiNl8―9
 X2CrNiNl8-10
 1.4311
 
S30454
 304LHN
  
  
  
  
  
  
 
 
  
 SUS304J1
  
  
  
  
  
 
 
  
 SUS304J2
  
  
  
  
  
 
 
  
 SUS304丁3
 06Ctl8Ni9Cu2
 OCrl8Ni9Cu2
  
  
  
 
 
  
 SUS304Cu
  
  
  
  
  
 

表2  ASTM A959―04中不锈钢304及其衍生牌号与化学成分

牌号
 化学成分1）2），%
 
UNS代号
 名称
 C
 Si
 Mn
 Cr
 Ni
 N
 Cu
 其他
 
S30400
 304
 0.08
 1
 2
 18.0-20.0
 8.0-11.0
 0.12- 0.18
 3.0-4.0
 CeO.03-0.08
 
S30403
 304L 
 0.03
 1
 2
 18.0-20.0
 8.0-12.0
 
S30409
 304H
 0.04-0.10
 1
 2
 18.0-20.0
 8.0-11.0
 
S30415
 　
 0.04-0.06
 1.00-2.00
 0.8
 18.0-19.0
 9.0-10.0
 
S30430
 　
 0.03
 1
 2
 17.0-19.0
 8.0-10.0
 
S30432
 　
 0.07-0.13
 0.3
 0.5
 17.0―19.0
 7.5～10.5
 0.05―0.12
 2.5―3.5
 Cb 0.20―0.60
 
S30451
 304N
 0.08
 1
 2
 18.0-20.0
 8.0-11.0
 0.10-0.16
 　
 A10.003―0.030
 
S30452
 XM-21
 0.08
 1
 2
 18.0-20.0
 8.0-10.0
 0.16-0.30
 B0.001―0.010
 
S30453
 304LN
 0.03
 1
 2
 18.0-20.0
 8.0-11.0
 0.10-0.16
 　
 
S30454
 304LHN
 0.03
 1
 2
 18.0-20.0
 8.0-11.0
 0.16-0.30
 
 

注：1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

2)各牌号P≤0.045%，S≤0.030%。

表3  JIS G4303、4304、4305―2005中不锈钢304及其衍生牌号与化学成分

　
 化学成分1）2），%
 
牌号
 C
 Si
 Mn
 Cr
 Ni
 N
 Cu
 其他
 
SUS304
 0.08
 1
 2
 18.00-20.00
 8.00-10.50
 　
 　
 　
 
SUS304L
 0.03
 1
 2
 18.00-20.00
 9.00-13.00
 　
 　
 　
 
SUS304N1
 0.08
 1
 2.5
 18.00-20.00
 7.00-10.50
 0.10-0.25
 　
 　
 
SUS304N2
 0.08
 1
 2.5
 18.00-20.00
 7.50-10.50
 0.15-0.30
 　
 Nb≤0.15
 
SUS304LN
 0.03
 1
 2
 17.00-19.00
 8.50-11.50
 0.12-0.22
 　
 　
 
SUS304J1
 0.08
 1.7
 3
 15.00-18.00
 6.00-9.00
 　
 1.00―3.00
 　
 
SUS304J2
 0.08
 1.7
 3.00―5.00
 15.00-18.00
 6.00-9.00
 　
 1.00―3.00
 　
 
SUS304J3
 0.08
 1
 2
 17.00-19.00
 8.00-10.50
 　
 1.00～3.00
 　
 
SUS304Cu
 0.08
 1
 2
 18.00-20.00
 8.00-10.50
 　
 0.70～1.30
 　
 
SUSXM7
 0.08
 1
 2
 17.00-19.00
 8.50-10.50
 　
 3.00～4.00
 　
 

1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

2)各牌号  P≤0.045%，S≤0.030%。

表4  GB/T20878-2007中对应不锈钢304及其衍生牌号与化学成分

 
  
 化学成分1）2），%
 对应
 
新牌号
 旧牌号
 C
 Si
 Mn
 Cr
 Ni
 N
 Cu
 其他
 ASTM

牌号
 
06Crl9Nil0
 OCrl8Ni9
 0.08
 1.00
 2.00
 18.00-

20.00
 8.00-

11.00
  
  
  
 304
 
022Crl9Nil0
 OOCrl9Nil0
 0.03
 1.00
 2.00
 18.00-

20.00
 8.00-

12.00
  
  
  
 304L
 
07Crl9Nil0
  
 0.04-

0.10
 1.00
 2.00
 18.00-

20.00
 8.00-

11.00
  
  
  
 304H
 
05Crl9NilOSi2CeN
  
 0.04-

0.06
 1.00-

2.00
 0.80
 18.00-

19.00
 9.00-

10.00
 0.12-

0.18
  
 CeO.03-

0.08
 S30415
 
06Crl9NiiON
 OCrl9Ni9N
 0.08
 1.00
 2.00
 18.00-

20.00
 8.00-

11.00
 0.10-

0.16
  
  
 304N
 
06Crl9Ni9NbN
 OCrl9NiiONbN
 0.08
 1.00
 2.50
 18.00-

20.00
 7.50-

10.50
 0.15-

0.30
  
 Nb  0.15
 XM-21
 
022Crl9NiiON
 OOCrl8NilON
 0.030
 1.00
 2.00
 18.00-

20.00
 8.00-

11.00
 0.10-

0.16
  
  
 304LN
 
06Crl8Ni9Cu2
 OCrl8Ni9Cu2
 0.08
 1.00
 2.00
 17.00-

19.00
 8.00-

10.50
  
 1.00-

3.00
  
  
 
06Crl8Ni9Cu3
 OCrl8Ni9Cu3
 0.08
 1.00
 2.00
 17.00-

19.00
 8.50-

10.50
  
 3.00-

4.00
  
  
 

注：1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。    2)各牌号  P≤0.045%，S≤0.030%

表5  1S0／TSl5510：2003中不锈钢“304”及其衍生牌号与化学成分

牌号
 化学成分1）2），%
 对应

ASTN的
 
C
 Si
 Mn
 C2
 Ni
 CU
 N
 其他
 牌号
 
X5CrNil8-9
 0.07
 1.00
 2.00
 17.5-19.5
 8.0-10.5
 3.0-

4.0
 0.11
  
 304
 
X2CrNil8―9
 0.030
 1.00
 2.00
 17.5-19.5
 8.0-10.0
  
 0.11
  
 304L
 
X2CrNil9―11
 0.030
 1.00
 2.00
 18.0-20.0
 10.0―12.0
  
 0.11
  
 304L
 
X7CrNil8―9
 0.04-0.08
 1.00
 2.00
 18.0-20.0
 8.0―10.5
  
 0.11
  
 304H
 
X3CrNil8-9-4
 0.04
 1.00
 2.00
 17.0-19.0
 8.0―10.5
  
 0.11
  
 S30430
 
X5CrNil8―8
 0.07
 1.00
 2.05
 18.0-20.0
 8.0―11.0
  
 0.10-0.16
  
 S30451
 
X2CrNil8―9
 0.030
 1.00
 2.00
 17.5-19.5
 8.0―10.0
  
 0.12-0.22
  
 S30453
 

注：1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

 2)各牌号P≤0.045%，S≤0.030%。为改善某种性能，硫含量可控制特定范围，如切削用钢控制为0.015%～0.030% 焊性钢控制为0.008%～0.020%，抛光用钢控制为≤0.015%。

表6  ENl0088―1：2005中不锈钢“304”其衍生牌号与化学成分

牌  号
 化学成分1）2），%
 对应ASTM
 
名  称
 数字

代号
 C
 Si
 M1
 C2
 Ni
 Cu
 N
 其他
 的牌号
 
X5CrNil8-10
 1.430l
 0.07
 1.00
 2.00
 17.5-19.5
 8.0-10.5
  
 0.1l
  
 304
 
X2CrNil8-9
 1.4307
 0.030
 1.00
 2.00
 17.5-19.5
 8.0-10.5
  
 0.1l
  
 304L
 
X2CrNil9-ll
 1.4306
 0.030
 1.00
 2.00
 18.0-20.0
 10.0-12.0
  
 0.11
  
 304L
 
X3CrNiCul8-9-4
 1.4567
 0.04
 1.00
 2.00
 17.0-19.0
 8.5-10.5
 3.0-4.0
 0.11
  
 S30430
 
X5CrNiNl9-9
 1.4315
 0.06
 1.00
 2.00
 18.0-20.0
 8.0-11.0
  
 0.12-0.22
  
 S30451
 
X2CrNiN18-10
 1.4311 
 0.03
 1.00
 2.00
 17.5-19.5
 8.5-11.5
  
 0.12-0.22
  
 S30453
 

1)化学成分数值除范围标明外，其余均为最大值。

2)各牌号P≤0．045％，S≤0．015％。对于棒材、条钢、钢丝、型钢、光亮产品及相当的半成品，最大硫含量可为0．030％。为改善特定性能，硫含量可控制在特定范围，如切削用钢可控制为0．015％～0．030％，可焊性钢可控制为0．008％～0．030％，抛光用钢控制为≤0．015％。