不鏽鋼材料中的各種元素及其作用：

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

2．鎳——單（dān）獨不能構成不鏽鋼 鎳對不鏽（xiù）鋼（gāng）耐腐蝕的影響，隻有它與鉻配合時才能充分顯示出來（lái）。因為，低炭鎳鋼要獲 得純奧氏體組織，含鎳量（liàng）需（xū）達 24%；要使鋼在某（mǒu）些介（jiè）質中的耐腐蝕性能顯著改（gǎi）變，含鎳量 需在 27%以上（shàng）。所以，鎳（niè）不能單（dān）獨構（gòu）成不鏽鋼。而在含鉻 18%的鋼（gāng）中加入（rù） 9%的鎳，就（jiù）能 使鋼在（zài）常溫下獲得單一奧氏體組織，並可以（yǐ）提高鋼對非氧化性介質（如：稀、、磷酸等）的 耐蝕性，並能改善（shàn）鋼的焊接和冷彎等的工藝性（xìng）能。
3．錳和氮——可代替鉻鎳不鏽鋼（gāng）中的鎳 錳和氮在不鏽（xiù）鋼中有鎳相仿（fǎng）的作用。錳的穩定奧氏體作用為鎳（niè）的二分之一，而氮的作 用（yòng）比鎳大很（hěn）多，約為鎳的（de） 40 倍左右。因而錳和氮可代鎳獲得單一的奧氏體（tǐ）組織。但錳的加 入會使（shǐ）含鉻低的（de）不鏽鋼（gāng）耐蝕（shí）性降低。同時（shí），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（bù）分（fèn）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，在很大程度上左右著不鏽（xiù）鋼的性能和組織：一方 麵碳是穩定（dìng）奧氏體元素（sù），並作用的程度很大，約為鎳的（de） 30 倍，含碳量高的（馬氏體）不鏽 鋼，完全可以接受淬火強化，從而（ér）在機械性能方麵可大大提（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化鉻。 隨著（zhe）鋼中含（hán）碳量的 增（zēng）加，則與碳形成碳化物的鉻越多，從而顯著降低鋼的耐蝕性。所以，從強度與耐腐蝕性（xìng）能 兩方麵來看，碳在不鏽鋼中的作用是互相矛盾的。在實際應用中，為了達到耐腐蝕的目（mù）的， 不鏽鋼（gāng）的含碳量一（yī）般較低，在（zài）大多在 0.1%左右，為了（le）進（jìn）一步提高鋼的耐腐蝕能力，特別是 抗晶間腐（fǔ）蝕的能力，常采（cǎi）用超低碳的不鏽鋼，含碳（tàn）量在 0.03%甚至更（gèng）低（dī）；但用於製造滾動 軸承、彈簧、工具等不鏽鋼，由於要求有高的硬度和耐磨性，因（yīn）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（bú）鏽（xiù）鋼對某些介質的耐腐蝕性能 鉬和銅能提高不（bú）鏽鋼對（duì）、醋酸等腐蝕介質的耐蝕能力。鉬還能顯著提高對含（hán）氯離子的介 質（如）以及有機（jī）酸中的耐蝕能力。但（dàn）含鉬的不鏽鋼不宜在硝酸中應用，含鉬的不鏽鋼在沸 騰的（de） 65%硝酸中的腐蝕速度比不含鉬的增加一倍；銅加入鉻錳氮不鏽（xiù）鋼中，會加速不鏽鋼 的晶間腐蝕。 鉬對鋼（gāng）獲得（dé）單一奧氏體組織有不利影響，因此在含鉬鋼中，為了使鋼在熱處理（lǐ）後（hòu）具有單 一的（de）奧氏體組織。鎳在錳等元素的含量要相應的提高。

6．矽和（hé）鋁——能提高不鏽（xiù）鋼的抗氧（yǎng）化（huà）能力 矽對提高鉻鋼（gāng）抗氧化能力的作用很顯著，含 5%鉻及 1%矽（guī）的鋼，抗氧（yǎng）化的（de）能力可與（yǔ） 12% 鉻（gè）鋼相等。如使鋼（gāng）在 1000℃能抵抗氧（yǎng）化，含 0.5%矽時需要 22%的鉻，如加入 2.5～3%的（de） 矽以後，隻（zhī）需要 12%的鉻（gè）就（jiù）可以了。有資料還介紹，向 Cr15Ni20 的鉻鎳鋼中加 2.5%的矽， 抗氧化性（xìng）能可相當 Cr15Ni60 的鉻鎳合金。 向高鉻鋼中加鋁也能使抗氧化性能顯著提高，它的作用與加矽（guī）的功（gōng）能相仿。 向高鉻鋼中加矽和鋁的目的： 一是為了進一步提高鋼的抗氧化性能， 二是為（wéi）了節約用鉻。 矽和鋁（lǚ）對提高鉻鋼（gāng）抗氧（yǎng）化性能的作用雖然很大，但也有很多缺點。最主要的（de）是它使鋼的 晶粒粗化和脆性（xìng）傾向增大。

7．鎢和釩（fán）加入鋼中，其主要作用是提高鋼的熱強性。

8．硼 高鉻鐵素體不鏽鋼（Cr17MO2Ti）中加（jiā） 0.005%的（de）硼，可使鋼在沸騰（téng）的 65%醋酸中的耐 腐蝕性（xìng）能提高；奧氏體不鏽鋼中加入微量（0.0006～0.0007%）的硼，可使鋼的熱態塑性改 善；硼對提高鋼的熱強性有良好的作用，可（kě）使（shǐ）不鏽鋼的熱強性顯著（zhe）提高；含硼的鉻（gè）鎳奧氏體 不鏽鋼在（zài）原子能工業中有著特殊的用（yòng）途。 但不鏽鋼中含硼會使鋼的塑（sù）性和衝擊韌性降低。

9.除以上元素外，有些不鏽鋼中還分別加入稀有金屬元素和稀土元素以改善鋼 的性能（néng）。 以上談到了構成不鏽鋼的基本（běn）元素——鉻，和影響不鏽（xiù）鋼組織、性能的重要元素——碳， 以及改善不鏽（xiù）鋼性能和組（zǔ）織的（de）添加（jiā）元素——鎳（niè）、錳、氮、鈦、铌、鉬、銅（tóng）、矽、鋁、鎢、釩、 硼等十多個元素。 在工業上實際應用（yòng）的不鏽（xiù）鋼， 很多鋼（gāng）中同時存在著幾種至十幾種合金元素， 當幾（jǐ）種（zhǒng）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（gè）種元素（sù）影響的總和。 各種元素對不鏽鋼（gāng）組織的（de）影響，根據其（qí）共同性，概括起來，基本上分屬於兩（liǎng）大（dà）類：一類 是形成或穩定奧氏體的（de）元素，它們是碳、鎳、錳、氮、銅（tóng）、以碳和氮的作用（yòng）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（tài）、釩、鋁等，這一類元素（sù）形成鐵素 體的作（zuò）用，如以（yǐ）鉻為 1 來加以比較，其他元素的作用都比鉻大。 這兩類元素共存（cún）於不鏽（xiù）鋼中時，不（bú）鏽鋼的組織就取決於他們互相影響（xiǎng）的結果。如果（guǒ）穩定 奧氏體的元素的作用居於主要（yào）方（fāng）麵（miàn）的話， 不鏽鋼的組織就以奧氏體為主， 很少以至沒有鐵素 體； 如果他們的作用程度還不能使鋼的奧氏體保持至室溫的話， 這種不穩定的奧氏體在冷卻 時即發生馬氏體轉變， 鋼的組織則為馬氏（shì）體； 如果形成鐵素體的元素的作用成為主要方麵的 話，鋼的組織則（zé）以鐵素體為主。 不鏽鋼的性能除工藝因素（sù）外，主要取（qǔ）決於其內部組織的構成，而構成不鏽鋼組織的是各 種合金元素在鋼（gāng）中的總和。因此說，不鏽（xiù）鋼的性能，歸根到底主要（yào）是由合金元素決定的。 隻含有鉻元素的不鏽鋼（gāng），人們通（tōng）常（cháng）稱（chēng）它（tā）為“不鏽鐵”，工（gōng）業上稱它為“鉻不鏽鋼”。這類鋼都 具有（yǒu）磁性，他們（men）的金相組織為鐵素體、馬氏體或鐵素體、馬氏體為主（zhǔ）體的複相組織。這類鋼 具有抵抗大氣及弱腐蝕介質的能力，或（huò）有更高的耐（nài）腐（fǔ）蝕性能與抗氧化性能，或可淬火使用。 但他們的機械性（xìng）能或工藝性能較差， 幾乎（hū）沒有（yǒu）焊接性能等等的不足之處。 這類鋼遠不能滿足 工業用鋼的特殊要求。 在鉻級不鏽鋼的基體中（zhōng），加（jiā）入適量的鎳元（yuán）素。如在（zài）含鉻 18%的（de）低（dī）炭（tàn）（0.12%以下的炭） 的鐵素體鋼中加入（rù） 8%的鎳後，在常溫下可獲得最理（lǐ）想的純奧氏體組織，這種鋼就是人們通 常所稱的無磁（cí）性的不鏽鋼。這類鉻鎳不（bú）鏽鋼（gāng）與相同含鉻（gè）量的鐵素體或馬氏（shì）體耐酸不鏽鋼比 較， 不僅具（jù）有更高的耐腐蝕性能， 更重要提他們具有良好的冷變形使之硬化的性能（néng）和焊接性 能，在常（cháng）溫或低溫（wēn）下均具有很高的塑性和衝擊韌（rèn）性，不具磁性等等的優良性能。這類（lèi）不鏽鋼 的缺點是機械性能比較低， 對晶間腐蝕及應力腐蝕比較敏感， 但通過適量的合金添加劑或工 藝措施，就能改善或消除。 在鉻級不鏽鋼的基本中（zhōng），添加以錳為主要合金元素的不鏽鋼。就是人們通常所講的“鉻錳 氮”不鏽鋼。這類不鏽鋼除強度比鉻鎳鋼為高外，其（qí）他如耐腐蝕性和（hé）工藝性能等都不如鉻鎳 奧氏體不鏽鋼好。生產（chǎn）這（zhè）類不鏽鋼除個別情況（kuàng）下，主要是為了節約昂貴的鎳元素，所以這類 鋼又叫節（jiē）鎳（niè）不鏽鋼。