锰（Mn）在不锈钢中的作用研究

1 锰对奥氏体不锈钢的影响

在铬镍奥氏体不锈钢中，锰含量一般规定不超过2%，正常生产中多控制在1.5%左右。而在近期发展的高氮奥氏体不锈钢中，为了提高氮的溶解度，目前出现高锰含量（5%—10%）的铬镍奥氏体不锈钢。在节镍奥氏体不锈钢中，锰是非常重要的合金元素，其主要作用是与氮、镍等强烈形成奥氏体的元素复合加入到钢中，以节约奥氏体不锈钢中的镍。

（1）锰对组织的影响

锰是比较弱的奥氏体形成元素，但具有强烈的稳定奥氏体的作用。当钢中铬含量大于14%—15%时，为了节约镍，仅靠加入锰是无法获得单一奥氏体组织的。由于不锈钢中铬含量必须大于17%才能有比较满意的耐蚀性，因此目前工业上已应用并纳入标准的锰代镍奥氏体不锈钢主要是Cr-Mn-Ni-N型钢，如1Cr17Mn6Ni5N和1Cr18Mn8Ni5N等。

研究表明：钢种锰含量小于2%时，锰含量的变化对常用铬镍奥氏体不锈钢的组织（包括奥氏体的稳定性）没有明显影响。

（2）锰对性能的影响

铬镍奥氏体不锈钢中，随着锰含量增加强度提高，在无镍的Cr-Mn-N奥氏体不锈钢中低温下会出现韧性—脆性转变。这些与铬镍奥氏体不锈钢有极大的不同。当Cr-Mn-N钢中有镍存在时，其低温韧性可获得明显改善。这说明，仅有锰和氮无镍的奥氏体不锈钢（铬锰氮钢）无法获得铬镍奥氏体不锈钢那样优良的低温韧性。

锰在铬镍奥氏体不锈钢中的作用除脱氧外，一是希望它能稳定奥氏体；二是能改善钢的热塑性，三是借助锰和硫的较强亲和力形成硫化锰，既有利于钢中硫的去处，又有利于消除钢中残余硫的有害作用。但是进一步的研究表明，锰在钢中的存在，正是由于硫化锰的形成，常导致铬镍奥氏体不锈钢耐氯化物点腐蚀和缝隙腐蚀的能力下降。国内在一系列研究工作的基础上，一些特殊钢厂已把18Cr-8Ni型奥氏体不锈钢中的锰含量降到了1.0%以下，实际控制在0.5%左右。这样不仅节约了钢中的锰，而且降低了钢中硫化锰含量，提高了钢的耐点蚀能力。

研究表明，向铬镍奥氏体不锈钢中加入2%以上的锰，除对于一些焊接材料（焊丝、焊带等）是为了提高焊缝的抗热烈倾向外（一般加入3%—7%锰），对其耐蚀性并没有什么有益影响，在某些条件下甚至是有害的。

至于以锰代镍的节镍和无镍奥氏体不锈钢，其耐蚀性主要取决于钢中的铬、镍、钼和氮等元素的含量，而锰作用甚微，这是由锰本身的耐蚀特性所决定的。目前出现了向高Cr-Ni-Mo奥氏体不锈钢中加入3%—10%锰以提高氮在钢中的溶解度（常压下氮量可达0.5%），从而使此类钢在高Cr（20%—25%），高Mo（5%—8%）条件下仍具有单一的奥氏体组织并抑制有害铬氮化物的析出，且耐蚀性可达到甚至超过一些高镍耐蚀合金的水平。此类钢的出现填补了长期以来不锈钢与高镍耐蚀合金之间缺少高耐蚀性、高牌号的高铬钼不锈钢的空白。代表性牌号有00Cr24Ni22Mo7Mn3CuN0.5（654SMo）

2 锰对奥氏体+铁素体双相不锈钢的影响