奧氏體不銹鋼是迄今為止最常用的不銹鋼牌號(hào)，占據(jù)整個(gè)不銹鋼市場(chǎng)約75%的份額。標(biāo)準(zhǔn)奧氏體牌號(hào)如304和316不銹鋼的使用和加工已經(jīng)有近100年的歷史。它們的韌性和延展性非常好，容易成型(可做成復(fù)雜的形狀)和焊接。
雙牌號(hào)認(rèn)證的趨勢(shì)在過去十年中已越來(lái)越重要，在近期已成為“標(biāo)準(zhǔn)做法”。最終它符合最終用戶的利益，因?yàn)檫@種做法可以減少重復(fù)庫(kù)存，降低不銹鋼的成本。如果一塊不銹鋼持有生產(chǎn)商標(biāo)明的304/304L，即它有足夠低的碳含量，滿足304L(最大0.030%)的要求，同時(shí)又有足夠高的屈服和抗拉強(qiáng)度，符合304牌號(hào)的最低要求。類似的，一塊不銹鋼可以是304/304H雙認(rèn)證的，因?yàn)樗奶己孔阋詽M足304H(最低0.040%)的要求，并且還符合304H的晶粒尺寸和強(qiáng)度的要求。
這里面最重要的一個(gè)元素差別即是碳元素的差別，以及由此差別帶來(lái)的強(qiáng)度差別。
碳可被看作一種雜質(zhì)或一種合金元素。碳是有效的奧氏體穩(wěn)定化元素，并對(duì)不銹鋼的強(qiáng)度有重要益處，特別是在高溫下。在大多數(shù)奧氏體不銹鋼中，根據(jù)牌號(hào)的不同，碳含量保持在0.02%～0.04%以下。為了焊接之后能有良好的耐腐蝕性，低碳或“L”牌號(hào)的碳含量控制在0.030%以下。為了提高高溫強(qiáng)度，高碳或“H”牌號(hào)的碳含量保持在0.04%或稍高。
碳原子較小，在面心立方結(jié)構(gòu)中處于較大的鉻、鎳和鉬原子之間的晶格間隙，這個(gè)位置限制了位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，阻礙了延展性變形，使不銹鋼強(qiáng)化。
在升高溫度的條件下如焊接過程中，碳有很強(qiáng)的趨勢(shì)與鉻結(jié)合在不銹鋼基體中，以富鉻碳化物形式沉淀，二次相更偏于在晶界而不是晶粒中心沉淀，所以碳化鉻容易在晶界形成。
鉻是耐腐蝕所必需的，但碳化鉻從不銹鋼基體中移走了鉻，因?yàn)樘蓟t附近區(qū)域貧鉻，所以此處比不銹鋼基體其余部位的耐腐蝕性能差。
增大碳含量擴(kuò)展了溫度范圍，使出現(xiàn)敏化或耐蝕性損失的時(shí)間縮短，降低碳含量則延遲或完全避免了焊接中碳化物的形成。低碳牌號(hào)如304L和316L碳含量小于0.030%，多數(shù)較高合金化的奧氏體牌號(hào)如6%Mo不銹鋼碳含量低于0.020%。為了補(bǔ)償碳含量降低帶來(lái)的強(qiáng)度的下降，有時(shí)添加另一種間隙元素氮來(lái)強(qiáng)化不銹鋼。
影響奧氏體不銹鋼強(qiáng)度的主要因素是它們的化學(xué)成分，特別是它們的碳氮含量和冷變形量。
根據(jù)ASTM A 240, 標(biāo)準(zhǔn)的低碳(L牌號(hào))不銹鋼304L和316L的最小抗拉強(qiáng)度為485MPa。屈服強(qiáng)度隨著碳含量的增加而增加。與L牌號(hào)相比，碳含量較高的304最低屈服強(qiáng)度均達(dá)到515MPa。
但根據(jù)ASME IIC篇的SFA-5.4標(biāo)準(zhǔn)中的焊材熔覆金屬?gòu)?qiáng)度則有差異，304L對(duì)應(yīng)的焊材E308L-X的最小抗拉強(qiáng)度為520MPa;304對(duì)應(yīng)的焊材E308-X的最小抗拉強(qiáng)度為550MPa;316L對(duì)應(yīng)的焊材E316L-X的最小抗拉強(qiáng)度為490MPa;316對(duì)應(yīng)的焊材E316-X的最小抗拉強(qiáng)度為520MPa。
