代替奥氏体不锈钢中镍元素的锰和氮

铬镍奥氏体不锈钢的优势尽管很多，但近几十年来因为镍基耐热合金与含镍20%以下的热强钢的快速发展与大量应用，另外也因为化工行业日益发展对不锈钢材料的需要量迅速扩大，而镍矿藏量又较少且又集中分布在少数地区，所以现在世界范围内都出现了镍在供需平衡方面的矛盾。

所以在不锈钢与许多其他合金领域（如大型铸锻件用钢、工具钢、热强钢等）中，特别是镍的资源比较缺乏的国家，广泛地开展了节镍和以其他元素代镍的科学研究和生产实践，在这方面研究和应用比较多的是用锰和氮来替代奥氏体不锈钢的镍元素。

锰对于奥氏体不锈钢金相组织的作用类似于镍。但更准确的说，锰的作用其实不在于形成奥氏体，而是在于此类元素可以降低不锈钢的临界淬火速度、在冷却时增加奥氏体组织的稳定性，抑制奥氏体组织的分解，使高温下形成的奥氏体组织能够保持到常温状态。在提高不锈钢的耐腐蚀性能方面，锰元素的作用并不大，例如不锈钢中的含锰量从0到10．4%变化，也不会使不锈钢在空气与酸中的耐腐蚀性能发生显著的改变。

这是因为锰对提高铁基固溶体的电极电位的作用不大，形成的氧化膜的防护作用也很低，因此工业上尽管有以锰合金化的奥氏体不锈钢（如40Mn18Cr4,50Mn18Cr4WN、ZGMn13钢等），但它们无法作为不锈钢使用。锰元素在奥氏体不锈钢中稳定奥氏体组织的作用大概是镍的一半，即2％的氮在钢中的作用也是稳定奥氏体，并且作用的程度比镍还要大。比如要使含18%铬的钢在常温下获得奥氏体组织，以锰和氮代镍的低镍不锈钢与元镍的铬锰氮不诱钢，目前已在工业中获得应用，有的已成功地代替了经典的18-8铬镍奥氏体不锈钢。