1.  鉻、硅、鋁


  鉻、硅、鋁為形成鐵素體的元素，是不(bu)銹(xiu)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)為形(xing)成奧氏體(ti)的(de)(de)(de)元(yuan)(yuan)素(su)。它(ta)能使(shi)(shi)合金表面(mian)鈍(dun)化(hua)，擴(kuo)大鋼(gang)(gang)在(zai)酸(suan)中(zhong)的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)范圍(wei)，但不(bu)能改(gai)善其對稀硝酸(suan)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)。它(ta)能提(ti)高不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)抗硫酸(suan)、鹽酸(suan)等腐蝕(shi)介質(zhi)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能，是(shi)耐(nai)(nai)蝕(shi)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)主要合金元(yuan)(yuan)素(su)。如(ru)果單獨使(shi)(shi)用鎳(nie)(nie)作為不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)合金元(yuan)(yuan)素(su)，其質(zhi)量分數要高達24％才能得(de)到全奧氏體(ti)組(zu)織，但這極(ji)不(bu)經濟。而在(zai)低(di)碳鉻(ge)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)［w（Cr）＞17％］的(de)(de)(de)基礎(chu)上，只(zhi)需加(jia)入質(zhi)量分數為9％的(de)(de)(de)鎳(nie)(nie)，即可(ke)獲得(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)好(hao)、綜合力學性(xing)(xing)(xing)能也好(hao)的(de)(de)(de)室溫下穩定的(de)(de)(de)奧氏體(ti)組(zu)織，既能滿足鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)要求(qiu)，又能提(ti)高鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)高溫強度和抗氧化(hua)性(xing)(xing)(xing)能，使(shi)(shi)其成為一種(zhong)具(ju)有良好(hao)綜合性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種(zhong)。


3. 鉬和銅(tong)


  鉬(mu)是(shi)(shi)(shi)形成鐵素(su)體的(de)(de)(de)元素(su)。在鉻不(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)加(jia)(jia)入(ru)鉬(mu)，可以提高鋼在非氧化性(xing)介質中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)。它(ta)的(de)(de)(de)獨特之處是(shi)(shi)(shi)能抵抗氯離子(zi)（Cl-）產(chan)生的(de)(de)(de)點腐蝕；同時也(ye)能提高奧(ao)氏(shi)體型(xing)鋼的(de)(de)(de)熱(re)強性(xing)，改善(shan)奧(ao)氏(shi)體鋼短時塑性(xing)和持(chi)久塑性(xing)，對焊接有利。但是(shi)(shi)(shi)鉬(mu)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)入(ru)將會縮小鋼中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體相區，使(shi)奧(ao)氏(shi)體型(xing)不(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)出現鐵素(su)體相。為此，在含鉬(mu)的(de)(de)(de)單相奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼中(zhong)(zhong)，相應(ying)的(de)(de)(de)奧(ao)氏(shi)體形成元素(su)，如鎳、錳、氮等的(de)(de)(de)含量略有增加(jia)(jia)，目的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)維持(chi)其全(quan)奧(ao)氏(shi)體組織。對于雙相不銹(xiu)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. 錳和(he)氮


  錳(meng)和氮對提高(gao)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性沒有(you)(you)直接影響，但它們都是促進和穩定奧氏(shi)體(ti)的(de)(de)有(you)(you)效元素，其中氮比錳(meng)的(de)(de)作(zuo)用(yong)更為明顯。當錳(meng)含(han)量(liang)過高(gao)時，對鉻含(han)量(liang)較低的(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)性不(bu)(bu)(bu)利，還會使鑄鋼(gang)件產生氣孔，同時增加(jia)硬度，給鋼(gang)的(de)(de)冷加(jia)工帶來困難。氮與(yu)碳共同作(zuo)用(yong)能提高(gao)奧氏(shi)體(ti)型(xing)鋼(gang)的(de)(de)熱強(qiang)性，氮的(de)(de)強(qiang)化作(zuo)用(yong)在于時效過程(cheng)中形成氮化合(he)物和碳氮化合(he)物。列人我國國家標準含(han)有(you)(you)氮的(de)(de)牌號鋼(gang)板(ban)有(you)(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等。


5. 鈦和鈮(ni)


  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(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)對鋼(gang)的(de)作用不是(shi)簡單的(de)疊加，也(ye)不是(shi)相(xiang)互抵消的(de)。它們相(xiang)互之間有時會發生新(xin)的(de)物(wu)理(li)化(hua)學(xue)作用，往(wang)(wang)往(wang)(wang)會引起強化(hua)力學(xue)性(xing)能(neng)的(de)作用。各種(zhong)合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)對不銹鋼(gang)組織結構和性(xing)能(neng)的(de)影響見表(biao)1-14，亦可見圖1-1、圖1-2。從(cong)表(biao)中(zhong)可以看(kan)出，合(he)金元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)對不銹鋼(gang)組織的(de)影響基本上(shang)分三大(da)類(lei)：第(di)一類(lei)是(shi)形(xing)(xing)成鐵素(su)體的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，有鉻、硅、鋁、鉬、鈦(tai)(tai)、鈮(ni)等(deng)(deng)；第(di)二類(lei)是(shi)形(xing)(xing)成奧(ao)氏(shi)體的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，有碳(tan)、氮(dan)(dan)、鎳、錳、銅(tong)等(deng)(deng)，其中(zhong)碳(tan)和氮(dan)(dan)的(de)作用程(cheng)度(du)最大(da)；第(di)三類(lei)是(shi)形(xing)(xing)成碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)，有鈮(ni)、鈦(tai)(tai)、碳(tan)、鉻、鎢、錳、鉬等(deng)(deng)。加入銅(tong)、鋁、鈦(tai)(tai)、鈮(ni)、氮(dan)(dan)等(deng)(deng)元(yuan)(yuan)(yuan)素(su)能(neng)促(cu)使鋼(gang)產(chan)生彌散(san)硬化(hua)，從(cong)而(er)提高(gao)鋼(gang)的(de)熱強性(xing)。