不鏽鋼材料中的各種元素及其作用：

1．鉻——是構成不鏽鋼的基（jī）本元（yuán）素。 鉻是決定（dìng）不鏽鋼耐腐蝕性能的最基本元素。在氧化性介質中（zhōng），鉻能使鋼（gāng）的表麵很快形成 一層實際為腐蝕介質不（bú）能透過和不溶解（jiě）的（de）富鉻的氧化膜， 這層氧化膜很致密， 並與金屬基本 結合得很牢固，保護鋼免受外（wài）界介質進一步氧化浸蝕；鉻還能有效地提高鋼的電極電（diàn）位。當 含鉻量不低於 12.5%原（yuán）子時,可使鋼的電極電位發生突變,由負電位升到正的電極電位（wèi）。因而 可顯著提高鋼的耐蝕性。鉻的含量越高，鋼的耐蝕性能越好。當含鉻（gè）量達到 25%、37.5% 原子時，會發生第二次第三次的突變，使（shǐ）鋼具有更高的耐腐蝕性（xìng）能。

2．鎳——單獨不能構成不鏽鋼 鎳對不鏽鋼耐腐蝕的影響，隻有它與鉻配合時才能充分顯（xiǎn）示出來。因（yīn）為（wéi），低炭鎳鋼要獲 得純（chún）奧氏體組織，含鎳量需達 24%；要使鋼在某些介質中的耐腐蝕性能顯著改變，含鎳量 需在 27%以（yǐ）上。所以，鎳不（bú）能單獨構成不鏽鋼。而在含鉻 18%的鋼中加入 9%的鎳，就能 使鋼在常溫（wēn）下獲得單一奧氏體組織，並可以提高鋼對非氧化性介質（如：稀、、磷酸等（děng））的 耐蝕性，並能改善鋼的焊接和冷彎（wān）等的（de）工藝性能。
3．錳和氮——可代（dài）替鉻鎳不鏽鋼中的鎳 錳和氮在不鏽鋼中有鎳相仿的作用（yòng）。錳的穩定奧氏體作用為（wéi）鎳的二分之一，而氮的作 用比鎳大很多，約為鎳的 40 倍左（zuǒ）右。因而錳和氮可代鎳獲得（dé）單一的奧氏（shì）體組織。但錳的加（jiā） 入會使含鉻低的不（bú）鏽鋼耐蝕性降低。同時，高錳奧氏體鋼不易加工。因此，在不鏽鋼中不單 獨使用錳，隻用部分代替鎳。

4．碳——在不鏽鋼中具有兩重性 碳在不鏽鋼中的含量及其分布的形式，在很（hěn）大程度上左右著不（bú）鏽鋼的性能和組織：一方 麵碳（tàn）是穩定奧氏體元素，並作用的程度很大，約（yuē）為鎳的 30 倍，含碳量高的（馬（mǎ）氏體）不鏽 鋼，完全可以接受淬火強化，從而在機械性能方麵可大大（dà）提（tí）高它的強度；另一方麵由於碳和 鉻的親和力很大， 在不鏽鋼中要占用十七倍碳量的鉻與它結合成碳（tàn）化鉻。 隨著鋼中含碳量的 增加，則與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低鋼的耐蝕（shí）性。所以，從強度與耐腐（fǔ）蝕性能 兩方麵來看（kàn），碳在不鏽鋼中的作用是互相（xiàng）矛盾的。在實際應用（yòng）中，為了（le）達到耐腐蝕的目的， 不鏽鋼的含碳量一般較低，在大多在 0.1%左右，為（wéi）了進一步提高鋼的耐腐蝕能力，特別是 抗晶間腐蝕的能力，常采用超低碳的不鏽鋼，含碳量在 0.03%甚至更低；但用（yòng）於製造滾動 軸承、彈簧、工（gōng）具等不鏽鋼，由於要求有高的硬度和耐磨性，因而含碳量較高，一般均在 0. 85~1.00%之間。如 9Cr18 鋼等。

5．鉬和銅——能提高某些不鏽鋼（gāng）對某些介質的耐腐蝕性能 鉬和銅能提高不鏽（xiù）鋼對、醋酸等腐蝕（shí）介質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含氯離子的介 質（如）以及有機酸中的耐蝕能力。但含鉬的（de）不鏽（xiù）鋼（gāng）不宜在硝酸中應用，含鉬的（de）不鏽鋼在沸 騰的 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬的增加一（yī）倍；銅加入鉻（gè）錳氮不（bú）鏽鋼中，會加速不鏽鋼 的晶間腐（fǔ）蝕。 鉬對鋼（gāng）獲（huò）得單一奧氏體組織有不利影響，因此在含鉬鋼中，為了（le）使鋼在熱處理後具有單 一的奧氏（shì）體組織。鎳在錳等元素的（de）含量要相應的提高。

6．矽和鋁——能提高不鏽鋼的抗氧化能（néng）力 矽對提高鉻鋼抗氧化能力的作用（yòng）很顯（xiǎn）著，含 5%鉻及 1%矽的（de）鋼，抗氧化的能力可與 12% 鉻（gè）鋼相等。如使鋼在 1000℃能抵抗氧化，含 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加入 2.5～3%的 矽以後，隻需要 12%的鉻就可以（yǐ）了。有資料還介紹，向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加（jiā） 2.5%的矽， 抗氧化性能可相（xiàng）當 Cr15Ni60 的（de）鉻（gè）鎳合金。 向高鉻（gè）鋼中加鋁也能使抗氧化性（xìng）能（néng）顯著提高，它的（de）作用與加矽的功能相仿（fǎng）。 向高鉻（gè）鋼（gāng）中加矽和鋁的目的： 一（yī）是為（wéi）了進一步提高鋼的抗氧（yǎng）化性能， 二是為了節約用鉻。 矽（guī）和鋁對提高鉻鋼抗氧化性能的作用雖然很大，但也有（yǒu）很多缺點。最主要的是它使鋼的 晶粒粗化和脆性（xìng）傾向（xiàng）增大。

7．鎢和釩加入鋼中，其（qí）主要作（zuò）用是提（tí）高鋼（gāng）的熱（rè）強性。

8．硼 高鉻鐵素體不（bú）鏽鋼（Cr17MO2Ti）中加 0.005%的硼，可使鋼在沸騰的 65%醋酸中的耐 腐蝕性能提高；奧氏（shì）體不鏽鋼中加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使（shǐ）鋼的熱態塑性（xìng）改 善；硼對提高鋼的熱強性有良（liáng）好的作（zuò）用，可使不鏽鋼的熱強性顯著（zhe）提高；含硼的（de）鉻鎳奧氏體 不鏽鋼在原子能工業中有著特殊的用途。 但不鏽鋼中含硼會使鋼的塑性和衝擊韌性降低。

9.除以上元素外，有些不鏽鋼中還分別（bié）加入稀有金屬元素和稀土元素以改善（shàn）鋼 的性能。 以上談到了構成不鏽鋼的基本元素——鉻，和影響不鏽鋼組織、性能的（de）重要元素——碳， 以（yǐ）及改善不（bú）鏽（xiù）鋼性能和組織的添加元素——鎳、錳、氮、鈦（tài）、铌、鉬、銅、矽、鋁、鎢、釩（fán）、 硼等十多個元（yuán）素。 在工（gōng）業上實際應用（yòng）的不（bú）鏽鋼， 很多（duō）鋼中同時存在著幾種至十幾（jǐ）種合金元素， 當幾種元素共存於不鏽鋼這一統一體中時，決定不鏽鋼組織的是各種元素影響的總和。 各種元素對不鏽鋼組織的影響，根據其共同性（xìng），概括起來，基本上分屬（shǔ）於兩大類：一類 是形成或穩定奧氏體（tǐ）的元素，它們是碳、鎳、錳、氮、銅、以碳（tàn）和氮的作用程度最大；另一 類是形成鐵素體的元素，它們是鉻、鎢、鉬、铌、矽、鈦、釩、鋁等，這一類元素形成鐵素 體的作用，如以鉻為（wéi） 1 來加以（yǐ）比較，其他元素的作用都比鉻大。 這兩類元素共存於不鏽鋼中時，不鏽鋼的組織就取決於他們互相（xiàng）影響的結果。如果穩定（dìng） 奧氏體（tǐ）的元素的作用居（jū）於主要方（fāng）麵的話， 不鏽鋼的組織就以奧氏體（tǐ）為主， 很少以至沒有鐵素 體； 如果他們的作用程（chéng）度還不（bú）能使鋼的奧氏體保持至室溫的話（huà）， 這（zhè）種不穩定的奧氏體（tǐ）在冷（lěng）卻 時即發生馬氏體轉變， 鋼的組織則為馬氏體； 如果形成鐵（tiě）素體的元素的（de）作用（yòng）成為（wéi）主要方麵的 話，鋼的組織（zhī）則以鐵素（sù）體為主。 不鏽鋼的性能除（chú）工藝因素外，主要取決於其內部組織的構成，而構成不鏽鋼組織（zhī）的（de）是各 種合金（jīn）元素在鋼中的總和。因（yīn）此說，不鏽鋼的性能，歸根到底主要是由合金元素決定（dìng）的。 隻含有鉻元素的不鏽鋼，人（rén）們通常稱它為“不鏽鐵”，工業上稱它為“鉻不鏽（xiù）鋼”。這類鋼都 具有磁性，他們的金相組織為鐵（tiě）素體、馬氏體或鐵素體、馬氏體為主體（tǐ）的複相組織。這類鋼 具有抵抗大氣及弱（ruò）腐蝕（shí）介質的能力，或有更高的耐（nài）腐蝕性能與抗氧化性能，或可淬火使用。 但他們的機械性能或工藝性能（néng）較差， 幾乎沒有焊接性能等（děng）等的不足之處。 這類鋼遠不（bú）能滿足 工業用鋼的特殊要求。 在（zài）鉻級不鏽鋼的基體中，加（jiā）入適量的鎳元（yuán）素（sù）。如在含鉻 18%的低炭（0.12%以下的（de）炭） 的鐵素體（tǐ）鋼中加入 8%的鎳後，在（zài）常溫下可獲得最理想的純奧氏體組織，這種鋼就是人們通 常所稱的無磁性的不鏽鋼。這類鉻鎳不鏽鋼與相（xiàng）同含鉻量的鐵素體或馬氏體耐酸不鏽鋼比 較， 不僅具有更高的耐腐蝕性能， 更重要提他（tā）們具（jù）有良好的冷變形使之硬化的性能和焊接性 能（néng），在常溫或低溫下均具有（yǒu）很高的塑性和衝擊（jī）韌（rèn）性，不具磁性等等的優良（liáng）性（xìng）能。這類不（bú）鏽鋼（gāng） 的缺點是機械性能比較低， 對晶間腐蝕及應力腐蝕比（bǐ）較敏感， 但通過適（shì）量的合金添加劑或工 藝措施（shī），就能改善或消除（chú）。 在鉻級不鏽鋼的基本中，添加以錳為主要合金元素的不鏽鋼。就是人們（men）通常所講的“鉻錳 氮”不鏽鋼。這類不鏽（xiù）鋼除強度比鉻鎳鋼為高外，其他如耐腐蝕（shí）性和工藝性能等都不如（rú）鉻鎳 奧氏體不鏽鋼好。生產這類不鏽鋼除個別情況下（xià），主要是為了節約昂（áng）貴的鎳元素，所以這類 鋼又（yòu）叫節鎳不鏽鋼。