1.  鉻(ge)、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


  鎳為(wei)形(xing)成奧(ao)氏(shi)體的(de)(de)元(yuan)素(su)。它(ta)能(neng)使(shi)(shi)合金(jin)表(biao)面鈍化，擴大鋼(gang)(gang)在酸(suan)(suan)(suan)中的(de)(de)鈍化范圍，但不(bu)能(neng)改善其對稀硝酸(suan)(suan)(suan)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)。它(ta)能(neng)提(ti)高不(bu)銹鋼(gang)(gang)抗(kang)硫酸(suan)(suan)(suan)、鹽酸(suan)(suan)(suan)等(deng)腐蝕介質的(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)，是耐蝕鋼(gang)(gang)的(de)(de)主要合金(jin)元(yuan)素(su)。如果單獨使(shi)(shi)用鎳作為(wei)不(bu)銹鋼(gang)(gang)合金(jin)元(yuan)素(su)，其質量(liang)分數(shu)要高達24％才(cai)能(neng)得(de)到全奧(ao)氏(shi)體組織(zhi)(zhi)，但這極不(bu)經濟(ji)。而在低(di)碳鉻不(bu)銹鋼(gang)(gang)［w（Cr）＞17％］的(de)(de)基礎上，只需加入質量(liang)分數(shu)為(wei)9％的(de)(de)鎳，即可獲得(de)耐蝕性(xing)(xing)好、綜(zong)合力學(xue)性(xing)(xing)能(neng)也好的(de)(de)室溫下(xia)穩定的(de)(de)奧(ao)氏(shi)體組織(zhi)(zhi)，既能(neng)滿(man)足鋼(gang)(gang)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)要求，又能(neng)提(ti)高鋼(gang)(gang)的(de)(de)高溫強(qiang)度(du)和抗(kang)氧(yang)化性(xing)(xing)能(neng)，使(shi)(shi)其成為(wei)一種具有良好綜(zong)合性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)鋼(gang)(gang)種。


3. 鉬和(he)銅(tong)


  鉬(mu)(mu)是形成(cheng)鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)元(yuan)素(su)(su)。在(zai)鉻不銹(xiu)鋼中(zhong)加入鉬(mu)(mu)，可以提高鋼在(zai)非氧化性介質中(zhong)的(de)穩定性。它的(de)獨特之處是能抵抗氯離(li)子(zi)（Cl-）產生的(de)點腐蝕；同時也能提高奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)型鋼的(de)熱強性，改善(shan)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)鋼短時塑(su)性和持久塑(su)性，對焊接有(you)利。但是鉬(mu)(mu)的(de)加入將會縮小鋼中(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相區，使奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)型不銹(xiu)鋼中(zhong)出現鐵素(su)(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)相。為此(ci)，在(zai)含鉬(mu)(mu)的(de)單相奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)不銹(xiu)鋼中(zhong)，相應(ying)的(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)形成(cheng)元(yuan)素(su)(su)，如鎳、錳、氮等的(de)含量略有(you)增加，目的(de)是維持其全奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)(ti)組織。對于雙相不(bu)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. 錳和氮(dan)


  錳和(he)氮對(dui)提高不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕性(xing)沒有(you)直接影響，但(dan)它們都是(shi)促進和(he)穩定奧氏體(ti)的(de)有(you)效元素，其(qi)中氮比錳的(de)作用(yong)(yong)更為明顯。當錳含(han)量過高時(shi)，對(dui)鉻含(han)量較低(di)的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕性(xing)不利，還會使鑄鋼(gang)(gang)件產生氣孔，同時(shi)增(zeng)加(jia)硬度，給(gei)鋼(gang)(gang)的(de)冷(leng)加(jia)工帶來困難。氮與碳共同作用(yong)(yong)能(neng)提高奧氏體(ti)型鋼(gang)(gang)的(de)熱強性(xing)，氮的(de)強化(hua)作用(yong)(yong)在于時(shi)效過程中形(xing)成氮化(hua)合物和(he)碳氮化(hua)合物。列人我國國家標準(zhun)含(han)有(you)氮的(de)牌號鋼(gang)(gang)板有(you)022Cr17Ni7N、022Cr25Ni22Mo2N等(deng)。


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)素對鋼的(de)(de)作(zuo)用不(bu)是(shi)簡單的(de)(de)疊加，也不(bu)是(shi)相互抵消的(de)(de)。它們相互之間有(you)時會發生新的(de)(de)物(wu)理化(hua)學作(zuo)用，往往會引起(qi)強化(hua)力學性(xing)能(neng)的(de)(de)作(zuo)用。各種(zhong)合金(jin)元(yuan)素對不(bu)銹鋼組織結(jie)構和(he)性(xing)能(neng)的(de)(de)影響見表1-14，亦可見圖(tu)1-1、圖(tu)1-2。從(cong)表中可以看出，合金(jin)元(yuan)素對不(bu)銹鋼組織的(de)(de)影響基本(ben)上(shang)分三(san)大類(lei)：第(di)(di)一(yi)類(lei)是(shi)形成(cheng)(cheng)鐵(tie)素體的(de)(de)元(yuan)素，有(you)鉻(ge)、硅、鋁(lv)、鉬、鈦、鈮等(deng)；第(di)(di)二類(lei)是(shi)形成(cheng)(cheng)奧氏體的(de)(de)元(yuan)素，有(you)碳(tan)、氮、鎳、錳、銅等(deng)，其中碳(tan)和(he)氮的(de)(de)作(zuo)用程(cheng)度最大；第(di)(di)三(san)類(lei)是(shi)形成(cheng)(cheng)碳(tan)化(hua)物(wu)的(de)(de)元(yuan)素，有(you)鈮、鈦、碳(tan)、鉻(ge)、鎢(wu)、錳、鉬等(deng)。加入銅、鋁(lv)、鈦、鈮、氮等(deng)元(yuan)素能(neng)促使鋼產生彌(mi)散硬化(hua)，從(cong)而提(ti)高鋼的(de)(de)熱強性(xing)。