1.  鉻、硅、鋁(lv)


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不銹鋼獲得耐蝕性的主要合金元素。在碳鋼的基礎上加入足夠量的鉻［w（Cr）≥12％］，即可使鋼在氧化性介質中產生一種與基體組織牢固結合的鉻鐵氧化物（FeCr）2O3的鈍化膜；又能提高鋼在電介質中的電極電位，從而使化學穩定性得到提高。硅和鋁同樣能使鋼在氧化性介質中生成致密的保護膜，其中鋁的作用比鉻還明顯。在奧氏體型耐熱鋼中，這些元素均能提高其抗氧化性。在18-8型不銹鋼中，當硅的質量分數從0.4％提高到2.4％時，鋼在980℃時抗氧化性能提高22倍。如果硅含量過高，會嚴重惡化穩定奧氏體型鋼的焊接性，故必須嚴格控制硅在鋼中的含量。鋁在沉淀硬化體型不銹鋼中，可以提高其在室溫和高溫時的強度。


2. 鎳


  鎳(nie)(nie)為(wei)形成奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)素(su)。它能(neng)(neng)(neng)使(shi)(shi)合(he)金表面鈍(dun)化，擴(kuo)大鋼(gang)(gang)在酸中的(de)(de)(de)鈍(dun)化范圍，但(dan)不(bu)能(neng)(neng)(neng)改善其(qi)對稀硝酸的(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性。它能(neng)(neng)(neng)提(ti)高(gao)不(bu)銹鋼(gang)(gang)抗(kang)硫(liu)酸、鹽酸等腐蝕(shi)(shi)介質(zhi)的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)，是耐蝕(shi)(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)主要(yao)(yao)合(he)金元(yuan)素(su)。如(ru)果單(dan)獨(du)使(shi)(shi)用鎳(nie)(nie)作為(wei)不(bu)銹鋼(gang)(gang)合(he)金元(yuan)素(su)，其(qi)質(zhi)量(liang)分(fen)數要(yao)(yao)高(gao)達24％才能(neng)(neng)(neng)得到全奧氏(shi)體(ti)組(zu)織，但(dan)這(zhe)極不(bu)經濟。而在低碳鉻不(bu)銹鋼(gang)(gang)［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)基礎上，只需加(jia)入(ru)質(zhi)量(liang)分(fen)數為(wei)9％的(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)，即可(ke)獲得耐蝕(shi)(shi)性好、綜合(he)力學性能(neng)(neng)(neng)也好的(de)(de)(de)室溫(wen)下穩定(ding)的(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)組(zu)織，既(ji)能(neng)(neng)(neng)滿(man)足鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性要(yao)(yao)求(qiu)，又能(neng)(neng)(neng)提(ti)高(gao)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)強度和抗(kang)氧化性能(neng)(neng)(neng)，使(shi)(shi)其(qi)成為(wei)一種具有良好綜合(he)性能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種。


3. 鉬和(he)銅


  鉬是形成(cheng)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)元素(su)。在鉻不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)加(jia)入鉬，可以提高(gao)鋼(gang)在非(fei)氧化性(xing)(xing)介質中(zhong)(zhong)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)。它的(de)(de)獨特之處是能(neng)抵(di)抗氯離子(zi)（Cl-）產(chan)生的(de)(de)點腐蝕；同時(shi)也能(neng)提高(gao)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)型鋼(gang)的(de)(de)熱(re)強性(xing)(xing)，改善奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)鋼(gang)短(duan)時(shi)塑性(xing)(xing)和持久塑性(xing)(xing)，對(dui)焊接有(you)利。但是鉬的(de)(de)加(jia)入將會縮小鋼(gang)中(zhong)(zhong)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)區，使奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)型不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)出(chu)現鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)相(xiang)。為此，在含鉬的(de)(de)單相(xiang)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)中(zhong)(zhong)，相(xiang)應的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元素(su)，如鎳、錳、氮(dan)等的(de)(de)含量略(lve)有(you)增(zeng)加(jia)，目的(de)(de)是維(wei)持其全(quan)奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)組織。對于雙相不銹鋼，鉬促成鐵素體，對提高耐點腐蝕性能和抗應力腐蝕性能都是有益的。但鉬含量過多則會降低奧氏體型不銹鋼的韌性。


  在鉻鎳不銹鋼中加入銅能促使鋼產生彌散硬化組織，提高鋼的熱強性。與鉬配合使用，可進一步提高鉻鎳不銹鋼在稀硫酸中的耐蝕性。列入我國國家標準的牌號鋼板有06Cr18Ni12Mo2Cu2、022Cr23Ni4MoCuN等。


4. 錳(meng)和氮


  錳(meng)和(he)氮(dan)對提高不(bu)銹鋼(gang)的耐蝕性(xing)(xing)沒(mei)有(you)直接影響，但(dan)它們都是促進(jin)和(he)穩定奧氏(shi)體的有(you)效元(yuan)素，其中氮(dan)比錳(meng)的作(zuo)用(yong)更為明顯(xian)。當(dang)錳(meng)含(han)量(liang)過高時(shi)，對鉻含(han)量(liang)較(jiao)低的不(bu)銹鋼(gang)的耐蝕性(xing)(xing)不(bu)利，還會使鑄鋼(gang)件產生氣孔，同時(shi)增(zeng)加硬度(du)，給(gei)鋼(gang)的冷(leng)加工帶來困(kun)難。氮(dan)與(yu)碳共同作(zuo)用(yong)能(neng)提高奧氏(shi)體型鋼(gang)的熱強性(xing)(xing)，氮(dan)的強化(hua)作(zuo)用(yong)在于時(shi)效過程中形成(cheng)氮(dan)化(hua)合物(wu)和(he)碳氮(dan)化(hua)合物(wu)。列(lie)人我國國家標準含(han)有(you)氮(dan)的牌號(hao)鋼(gang)板(ban)有(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等。


5. 鈦和鈮


  鈦和鈮是比鉻更易與碳結合形成穩定碳化物的元素。在鉻鎳不銹鋼中，當鈦的加入量大于碳含量的5倍，或者鈮的加入量大于碳含量的8倍時，可以使絕大部分的碳存在于鈦或鈮的碳化物之中，因而使固溶碳的質量分數降到0.03％以下，這就能保證鉻在鋼中的有效固溶濃度。由于鉻在鋼中的有效固溶度得到保證，從而鋼的抗晶間腐蝕能力得到改善。鈮的質量分數達到0.5％～2.0％時，既能提高奧氏體鋼的熱強性，又能提高鋼的持久塑性。鈮在碳含量較低的奧氏體鋼中會促進近縫區和焊縫金屬產生裂紋，在鉻鎳奧氏體鋼中，鈮的質量分數應控制在1.0％的范圍內。這類鋼列人我國國家標準的牌號鋼板很多，如06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11Nb等。



  上(shang)述合金(jin)元(yuan)(yuan)素對鋼的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用不是(shi)(shi)簡單的(de)(de)(de)(de)疊加，也不是(shi)(shi)相互(hu)抵消的(de)(de)(de)(de)。它們相互(hu)之間有時會發生新的(de)(de)(de)(de)物理(li)化(hua)學作(zuo)用，往往會引(yin)起(qi)強化(hua)力學性能(neng)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用。各種合金(jin)元(yuan)(yuan)素對不銹鋼組(zu)織結構和(he)性能(neng)的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)見(jian)表1-14，亦可(ke)見(jian)圖1-1、圖1-2。從表中(zhong)可(ke)以看出(chu)，合金(jin)元(yuan)(yuan)素對不銹鋼組(zu)織的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)基本上(shang)分三大類(lei)：第(di)一類(lei)是(shi)(shi)形成鐵素體(ti)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素，有鉻、硅、鋁、鉬(mu)、鈦、鈮(ni)等(deng)；第(di)二類(lei)是(shi)(shi)形成奧氏體(ti)的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素，有碳(tan)、氮(dan)、鎳、錳、銅(tong)等(deng)，其(qi)中(zhong)碳(tan)和(he)氮(dan)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用程度最大；第(di)三類(lei)是(shi)(shi)形成碳(tan)化(hua)物的(de)(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素，有鈮(ni)、鈦、碳(tan)、鉻、鎢、錳、鉬(mu)等(deng)。加入(ru)銅(tong)、鋁、鈦、鈮(ni)、氮(dan)等(deng)元(yuan)(yuan)素能(neng)促使鋼產(chan)生彌散硬(ying)化(hua)，從而提高鋼的(de)(de)(de)(de)熱強性。