材料介紹
21CN-22Mn-5是一種氮合金化的奧氏體不銹鋼，其正式的貿(mào)易名稱為NT60，有時也被稱作21CN-22Mn-5。它由Allegheny Ludlum（現(xiàn)在的ATI Allegheny Ludlum）開發(fā)，旨在提供比傳統(tǒng)300系列不銹鋼更好的耐腐蝕性能，同時保持奧氏體不銹鋼的良好成形和焊接性能。
2. 化學成分
21CN-22Mn-5的化學成分是其性能的關(guān)鍵。根據(jù)搜索結(jié)果，
· 碳(C)：≤0.07%
· 鉻(Cr)：21.0-23.0%
· 鎳(Ni)：19.0-21.0%
· 鉬(Mo)：4.5-5.5%
· 氮(N)：0.20-0.40%
· 錳(Mn)：≤1.0%
· 硅(Si)：≤0.50%
· 磷(P)：≤0.04%
· 硫(S)：≤0.01%
氮的添加有助于提高強度和耐腐蝕性，同時減少晶間腐蝕的傾向。
3. 材料優(yōu)點
21CN-22Mn-5材料的優(yōu)點包括：
優(yōu)異的耐腐蝕性
21CN-22Mn-5的高鉻、鎳和鉬含量提供了很好的耐點蝕和縫隙腐蝕能力，特別是在氯化物環(huán)境中。
良好的成形性能
由于其奧氏體結(jié)構(gòu)，21CN-22Mn-5具有出色的成形性能，適合用于制造復雜的零件。
優(yōu)秀的焊接性能
21CN-22Mn-5焊接后仍保持良好的耐腐蝕性，且不易產(chǎn)生熱影響區(qū)裂紋。
高強度
氮的合金化作用提高了21CN-22Mn-5的強度，同時保持了良好的韌性。
無需進行穩(wěn)定化退火
由于氮的添加，21CN-22Mn-5不像其他奧氏體不銹鋼那樣需要進行穩(wěn)定化退火來防止長時間的高溫暴露后出現(xiàn)晶間腐蝕。
4. 應(yīng)用領(lǐng)域
21CN-22Mn-5的應(yīng)用領(lǐng)域包括：
· 化工行業(yè)：用于制造承受高腐蝕性化學品的容器和管道。
· 造紙工業(yè)：用于生產(chǎn)紙漿和造紙設(shè)備的部件，如漂白設(shè)備。
· 食品加工：用于食品加工設(shè)備，因其良好的耐腐蝕性和成形性能。
· 海洋應(yīng)用：用于海洋環(huán)境中的設(shè)備和結(jié)構(gòu)，如海水淡化系統(tǒng)。
5. 加工和熱處理
21CN-22Mn-5的加工和熱處理相對簡單：
· 熱處理：通常不需要復雜的熱處理，但由于氮的添加，可以進行固溶退火以優(yōu)化性能。
· 機械加工：21CN-22Mn-5的機械加工性能與常規(guī)奧氏體不銹鋼相似，但由硬度較高，可能需要使用更鋒利的工具或降低切削速度。
21CN-22Mn-5 的性能特點
（一）出色的機械性能
21CN-22Mn-5 具有機械性能。在圓棒狀態(tài)下，其屈服強度不低于 345 MPa，抗拉強度不低于 655 MPa，遠高于常規(guī)的 304 和 316 不銹鋼。同時，它具備較高的硬度，這使得 21CN-22Mn-5具有良好的抗刮擦和磨損性能。例如，在一些需要承受高強度負載的場合，如航空航天領(lǐng)域的飛行器零部件制造中，21CN-22Mn-5 的高強度能夠確保零部件在下依然保持穩(wěn)定的性能。
（二）耐腐蝕性能
21CN-22Mn-5 耐腐蝕。它優(yōu)于大多數(shù) 304 型不銹鋼，在氯化物環(huán)境下的抗點蝕能力更是優(yōu)于 316 型不銹鋼。其化學成分中的鉻、鎳、鉬等元素共同作用，在鋼材表面形成了一層致密的保護膜，有效阻止了腐蝕性介質(zhì)與鋼材的接觸。據(jù)統(tǒng)計，在一些海洋工程應(yīng)用中，使用 21CN-22Mn-5制造的海上鉆井設(shè)備、海洋平臺等，能夠在海水環(huán)境下長期使用而沒有腐蝕的風險，大大降低了設(shè)備的維護成本。
（三）良好的耐磨性
21CN-22Mn-5 因硅和錳含量的增加，具有出色的耐磨性。與許多其他材料相比，添加硅和錳提供了的耐磨性、抗磨損性和抗微振性，使其更適用于反復移動 / 滑動或頻繁組裝 / 拆卸的應(yīng)用。例如，在化工和石化行業(yè)中，21CN-22Mn-5被用于制造高壓泵和離心泵的葉輪、軸套和軸承等部件，能夠在高磨損環(huán)境下長時間穩(wěn)定運行。
（四）優(yōu)異的高溫性能
21CN-22Mn-5 在高達 1000°C 的溫度下仍能保持良好的機械屬性，同時具有良好的耐氧化性。這一特性使得它在高溫環(huán)境下的應(yīng)用非常廣泛。比如在電力行業(yè)中，一些電力傳動系統(tǒng)中的設(shè)備需要長時間在高溫環(huán)境下運轉(zhuǎn)，21CN-22Mn-5 的高溫性能能夠滿足這些設(shè)備對材料的要求，確保設(shè)備的穩(wěn)定運行和更長的使用壽命。
三、21CN-22Mn-5 的化學成分
21CN-22Mn-5 主要由多種元素構(gòu)成，這些元素共同賦予了它的性能。其中鉻的含量為 17.0~18.0%，鉻元素在鋼材中起到了至關(guān)重要的作用，它能在鋼材表面形成一層致密的氧化膜，有效提高鋼材的耐腐蝕性能，使其能夠抵抗腐蝕性氣體、化學品和海水等腐蝕介質(zhì)的侵蝕。
鎳的含量為 8.0~9.0%，鎳元素可以增強鋼材的韌性和延展性，同時也有助于提高鋼材的耐腐蝕性能。
錳的含量為 7.0~9.0%，錳元素能夠提高鋼材的強度和硬度，同時還具有一定的抗氧化性能，有助于提高鋼材的耐磨性。
氮的含量為 0.08~0.18%，氮元素的加入可以顯著提高鋼材的強度和硬度，同時還能改善鋼材的耐腐蝕性能。
此外，21CN-22Mn-5 中還含有硅、磷、硫、鐵等元素。硅的含量為 1.0%，硅元素可以提高鋼材的耐熱性能，同時也能改善鋼材的導電性能和導熱性能。磷的含量為 0.040%，硫的含量為 0.030%，嚴格控制磷和硫的含量可以提高鋼材的質(zhì)量和性能。鐵作為余量元素，與其他元素共同構(gòu)成了 21CN-22Mn-5 這種高性能的不銹鋼材料。
總之，21CN-22Mn-5 的化學成分經(jīng)過精心調(diào)配，各元素相互作用，共同賦予了它優(yōu)異的耐腐蝕性能、耐磨性能、機械性能和高溫性能等，使其在眾多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。