鉻是奧(ao)氏體不銹鋼(gang)中最主要的合金元素,在介質的作用下,鉻能促進鋼的鈍化使之具有不銹性和耐蝕性。
早期的(de)(de)研究工作(zuo)表明(ming),在鉻(ge)鎳奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼中(zhong),碳含(han)量為(wei)(wei)0.1%,鉻(ge)含(han)量為(wei)(wei)18%時,自1100℃速冷,能在室溫獲(huo)得單一亞穩定奧氏(shi)體(ti)組織所需的(de)(de)鎳含(han)量最低值(zhi)約為(wei)(wei)8%。因此,常用的(de)(de)18Cr-8Ni奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼是鉻(ge)、鎳配比最為(wei)(wei)適宜(yi)的(de)(de)一種(zhong)鋼。
在奧氏體不銹鋼中(zhong),隨著鉻含量(liang)的(de)(de)(de)增加(jia),σ相(xiang)形(xing)成的(de)(de)(de)傾向(xiang)加(jia)大,當鋼中(zhong)含有鉬時,鉻含量(liang)的(de)(de)(de)增加(jia)還會促(cu)進x相(xiang)的(de)(de)(de)形(xing)成。這些(xie)(xie)金(jin)屬間(jian)化合物的(de)(de)(de)析出顯著降低(di)鋼的(de)(de)(de)塑性和(he)韌性,而且在一(yi)些(xie)(xie)條件下還降低(di)鋼的(de)(de)(de)耐蝕性。
奧氏體不銹鋼(gang)中鉻(ge)(ge)含量的提高(gao)將降低(di)馬(ma)(ma)氏體轉變溫度Ms(式(shi)(9.9)),從而提高(gao)奧氏體的穩定性。因此,鉻(ge)(ge)含量超過20%的高(gao)鉻(ge)(ge)奧氏體不銹鋼(gang)即(ji)使(shi)經過冷加工和低(di)溫處理也很難出現馬(ma)(ma)氏體組織。
一般而(er)(er)言,只要(yao)奧(ao)氏(shi)體不銹鋼保持完(wan)全奧(ao)氏(shi)體組(zu)織而(er)(er)沒有(you)鐵(tie)素體的(de)生成,僅提高鉻含(han)量不會對(dui)鋼的(de)力學性(xing)能有(you)明顯的(de)影響(xiang)。
鉻對奧氏體不銹鋼性能影響最大的是其耐蝕性:提高鋼的抗氧化性介質和耐酸性氯化物介質的性能;在鎳、鉬、銅的復合作用下,鉻提高耐一些還原性介質、有機酸、尿素和堿介質的性能;鉻還提高鋼耐晶間(jian)腐蝕(shi)、耐點蝕(shi)、耐縫(feng)隙(xi)腐蝕及耐某些條件下應力腐蝕的性能。
圖9.57為(wei)鉻(ge)對Fe-Cr-10Ni奧(ao)氏體不銹鋼在(zai)氧化性(xing)介質(zhi)中耐蝕(shi)性(xing)的影響。在(zai)65%沸騰的硝酸中,隨鉻(ge)含(han)(han)量的提高(gao),Cr-Ni鋼的耐蝕(shi)性(xing)急劇增加的臨(lin)界(jie)鉻(ge)含(han)(han)量約為(wei)12%,而具有最(zui)低穩定的腐蝕(shi)速(su)率的最(zui)佳鉻(ge)含(han)(han)量應(ying)為(wei)18%。

對于含Mo、Cu的Cr-Ni奧氏體不銹鋼在一些含Cl-和F-的酸性氯化物中,鉻含量必須大于25%才更有效(圖9.58)。
在奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼中,鉻(ge)能(neng)增大碳的(de)(de)溶解度而(er)降(jiang)低鉻(ge)的(de)(de)貧化度,因而(er)提高鉻(ge)含量對奧氏(shi)(shi)體(ti)不銹鋼的(de)(de)耐晶間(jian)腐蝕是有(you)益(yi)的(de)(de)。
鉻(ge)非常(chang)有效地改善(shan)奧氏體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)和縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)性(xing)能。當(dang)鋼(gang)(gang)中(zhong)同時(shi)有鉬和氮(dan)的(de)存在時(shi),鉻(ge)的(de)這(zhe)種(zhong)作用(yong)大大加強(qiang)。雖然(ran)根據(ju)研(yan)究(jiu),鉬的(de)耐(nai)(nai)點(dian)蝕(shi)及耐(nai)(nai)縫(feng)隙(xi)腐蝕(shi)的(de)能力為鉻(ge)的(de)3倍(bei)左右,氮(dan)為鉻(ge)的(de)30倍(bei),但當(dang)鋼(gang)(gang)中(zhong)鉻(ge)含(han)量不(bu)足時(shi)將難以(yi)發揮鉬、氮(dan)的(de)有效性(xing)。
鉻對奧氏體不銹鋼耐應力腐蝕的影響視介質條件和使用環境而異。在MgCl2沸騰溶液中,鉻的作用通常是有害的,但是在含Cl-和氧的水介質、高溫高壓水及以點蝕為起源的應力腐蝕環境中,提高鋼中鉻含量對其耐應力腐蝕性能是有益的。鉻和鎳對奧氏體不銹鋼耐苛性(NaOH)應力腐蝕也是有益的。

